生物制药厂废气处理—制药废气治理—制药污染控制

→具体废气工况，需进行有针对性的参数汇总，工艺评估和方案设计，具体请联系我公司技术人员，进行相应的交流和解答。

【发酵类制药】

指通过发酵方法产生抗生素或其他的活性成分,然后经过分离、纯化、精制等工序生产出药物的过程,按产品种类分为抗生素类、维生素类、氨基酸类和其他类。其中,抗生素类按照化学结构又分为β—内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、多肽类和其他。

【化学合成类制药】

采用一个化学反应或者一系列化学反应生产药物活性成分的过程。

【制剂类制药】

指用药物活性成分和辅料通过混合、加工和配制,形成各种剂型药物的过程。

【医药制造生产工艺及废气排放】

【医药制造生产工艺及产污环节】

【发酵类制药】

发酵类制药生产工艺流程一般为:种子培养、微生物发酵、发酵液预处理和固液分离、提炼纯化、精制、干燥、包装等步骤。种子培养阶段通过摇瓶种子培养、种子罐培养及发酵罐培养连续的扩增培养,获得足够量健壮均一的种子投入发酵生产。发酵液预处理的主要目的是将菌体与滤液分离开,便于后续处理,通常采用过滤法处理。提取分从滤液中提取和菌体中提取两种不同工艺过程,产物提取的方法主要有萃取、沉淀、盐析等。产品精制纯化主要有结晶、喷雾干燥、冷冻干燥等几种方式。【废气处理】

典型的发酵类制药生产工艺流程及排污节点如图1所示。

【化学合成类制药】

化学合成类制药生产过程主要以化学原料为起始反应物,化学合成类制药生产工艺主要包括反应和药品纯化两个阶段。反应阶段包括合成、药物结构改造、脱保护基等过程。具体的化学反应类型包括酰化反应、裂解反应、硝基化反应、缩合反应和取代反应等。化学合成类制药的纯化过程包括分离、提取、精制和成型等。分离主要包括沉降、离心、过滤和膜分离技术;提取主要包括沉淀、吸附、萃取、超滤技术;精制包括离子交换、结晶、色谱分离和膜分离等技术;产品定型步骤主要包括浓缩、干燥、无菌过滤和成型等技术。【制药废气处理】

化学合成类制药生产工艺流程及排污节点见图2。

【制剂类制药】

制剂类药物生产工艺过程是通过混合、加工和配制,将具有生物活性的药品制备成成品。根据制剂的形态可分为固体制剂类、注射剂类及其他制剂类等三大类型。制剂类制药生产工艺流程及排污节点如图3所示。

【发酵类制药大气污染物排放】

发酵类药物生产过程产生的废气主要包括发酵尾气、含溶剂废气、含尘废气、酸碱废气及废水处理装置产生的恶臭气体。发酵尾气气量大,主要成分为空气和二氧化碳,同时含有少量培养基物质以及发酵后期细菌开始产生抗生素时菌丝的气味,如直接排放,对厂区周边大气环境质量影响较大。有机溶剂废气主要产生于分离提取等生产工序。

【化学合成类制药大气污染物排放】

化学合成类制药企业主要废气污染源包括四部分:蒸馏、蒸发浓缩工段产生的有机不凝气,合成反应、分离提取过程产生的有机溶剂废气;使用盐酸、氨水调节pH值产生的酸碱废气；粉碎、干燥排放的粉尘;污水处理厂产生的恶臭气体。排放的大气污染物主要有氯化氢、溶剂(丁酯,丁醇、二氯甲烷、异丙醇、丙酮、乙腈、乙醇等)、粉尘、NH3。

【制剂类制药大气污染物排放】

制剂类药物生产过程产生的废气主要为粉碎、过筛、制粒、干燥、总混、分装、填充等加工工序过程中产生的粉尘。

【制药工业废气污染防治技术】

【有机溶剂回收系统污染预防技术】

目前我国制药生产过程中药物提取、精制大多采用溶剂萃取工艺,其中结晶、蒸馏等工段会产生大量含有有机溶剂的工艺废气,在此过程中如采取有效控制和回收措施,不但可减少生产过程中有机废气的产生和排放,而且可提高有机溶剂的循环利用率。

【减少无组织排放技术】

生产过程中应采用密闭设备、密闭式操作、密闭原料输送管道,产品、有机溶剂从生产设备到储存区均为密闭的管道输送。具体措施有:溶剂回收工段选用密闭设备生产,减少无组织排放,降低有机溶剂的挥发量;泵的轴密封采用双机械密封和非石棉填料密封;在关键部位安装气密密封的阀门;搅拌器采用油密封;原料储存过程中,对于易挥发的原料,采用内浮顶储罐。

【真空泵尾气污染预防技术】

真空泵尾气经冷凝、炭纤维吸附回收溶剂后排放,真空泵废水送精馏塔回收有机溶剂。蒸馏塔顶不凝气污染预防技术蒸馏塔顶不凝气、储罐呼吸阀排气、生产过程中逸散的溶剂废气均收集、经冷凝器回收溶剂后排放,冷凝器宜选用三级冷凝器。

【有机溶剂脱水渗透汽化膜污染预防技术】

渗透汽化膜技术是一种以有机混合物中组分蒸发压差为推动力,依靠各组分在膜中的溶解与扩散速率不同来实现混合物分离的过程,应用于有机溶剂的脱水,可减少能耗,提高溶剂回收率。适用于有机溶剂的脱水。

【制药末端废气处理技术】

【制药粉尘废气处理技术】

制药企业含尘废气主要产生于干燥、压片、填充等生产工序,常用治理技术包括旋风式除尘、袋式除尘、水膜除尘等技术。

【旋风除尘处理技术】

旋风除尘技术是利用旋转的含尘气流所产生的离心力,将颗粒污染物从气体中分离出来的技术。

该技术投资成本低,可用于处理高温、高压、腐蚀性含尘气体;除尘效率70~90%,可与其他技术联合使用。

适用于粒径>8μm的制药粉尘治理。

【袋式除尘处理技术】

袋式除尘技术是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行净化。

该技术适用范围广,除尘效率>99%。收集的粉尘可作为原料回收或固体废物处置。

适用于粒径>1μm的制药粉尘治理。

【水膜除尘处理技术】

水膜除尘技术是指粉尘颗粒通过与水雾碰撞、凝聚成大颗粒后被除掉,或通过惯性和离心力作用被捕获。

该技术投资、运行成本低,能够捕集易燃易爆物;除尘效率70~90%,可与其他技术联合使用。

适用于粒径> 5μm的制药粉尘治理。

【制药有机废气处理技术】

制药企业的有机废气主要来自于合成、提取和精制等生产工序的反应、萃取分离、溶剂、蒸馏回收以及输送、存储等过程。有机废气常见的处理工艺有两类:一类是破坏性方法,如燃烧法等主要用于处理无回收价值或有一定毒性的气体;另一类是非破坏性的,即吸收法、吸附法、冷凝法。新发展的处理技术包括生物法、脉冲电晕法、臭氧分解法、等离子体分解法等。【VOC有机废气处理】

【冷凝法处理技术】

冷凝法是利用物质在不同温度下的饱和蒸汽压不同,通过降低温度或提高压力,使蒸汽状态的废气中挥发性有机成份冷凝分离出来的技术。

该技术所需设备操作条件简单,回收物质纯度高,但废气处理效率不高,该技术常采用多级组合形式或作为燃烧、吸附等净化方法的前处理。

适用于高浓度、沸点大于38℃的有机废气的治理。

【吸附回收处理技术】

吸附法是指使用活性炭、碳纤维等合适的吸附剂对废气中有机成份进行物理吸附,使其从废气混合物中分离的方法。

该技术净化效率>95%,具有结构简单、性能稳定、维护管理容易、适用范围广等特点,但废吸附剂如果处理不当,会造成二次污染。

适用于浓度<8000mg/m3、湿度<50%的有机废气的治理。

【吸收法处理技术】

吸收法是指使用溶液、溶剂或清水吸收废气中的目标成份,使其与废气分离的方法。

该技术适用范围广,对废气浓度限制较小,产生的废溶剂、溶液、废水需要进一步回收或处理,避免造成二次污染。

适用于较大风量、尤其是含有颗粒物的有机废气的治理。

【燃烧法处理技术】

燃烧法是指将废气中的有机物作为燃料烧掉或将其在高温下进行氧化分解的方法。

该技术净化效率高,可回收一部分热量,但不能对有机废气进行回收,而且需消耗一定的能源，燃烧后的废气易形成二次污染。

适用于中、高浓度且无回收价值或有一定毒性的有机废气的治理。

【催化燃烧法处理技术】

催化燃烧法是指在催化剂的作用下,使废气中有机成份在温度较低的条件下氧化成CO2和H2O的方法。

该技术可以降低有机废气的起始燃烧温度,但不能对废气中有机成份进行回收。

适用于各种浓度、无回收价值的有机废气的治理。

【吸附+催化燃烧处理技术】

吸附+催化燃烧技术是结合吸附净化,脱附再生并浓缩有机废气和催化燃烧的原理,即将有机废气通过活性炭吸附达到净化空气的目的,当活性炭吸附饱和后再利用热空气脱附使活性炭得到再生,脱附出浓缩的有机物被送往催化燃烧床进行燃烧,有机物被氧化成CO2和H2O。

该技术对大风量,低浓度有机废气净化效率高,燃烧产生的热量可回收利用,但不能对废气中有机成份进行回收。

适用于低浓度、无回收价值的有机废气的治理。

【发酵尾气处理技术】

发酵制药过程中会产生发酵尾气,主要含CO2、水蒸汽和部分发酵代谢产物。目前,国内企业针对发酵尾气的处理方法不多,尾气一般直接排空,生产方式比较粗放。有些企业采用NaClO和水喷淋两级吸收法,取得了一定的治理效果。

【两级喷淋吸收法处理技术】

两级吸处理技术采用NaClO和水作为吸收剂对发酵尾气进行两级喷淋吸收治理。

该技术对发酵尾气浓度限制较小;产生的废吸收液可能造成二次污染,需要进一步处理。

适用于发酵尾气的治理。

【酸碱废气处理技术】

在制药生产过程中,调节pH值和其他使用盐酸、氨水的工序,会有氯化氢和氨的部分挥发,产生酸碱废气。

【吸附法处理技术】

吸附法是指使用适当的吸附剂对酸碱废气进行物理吸附,使其从废气混合物中分离的方法。

该技术净化效率>95%,但废吸附剂处理不当,会造成二次污染。

适用于中、高浓度酸碱废气的治理。

【酸碱吸收法处理技术】

酸碱吸收法是指使用酸性或碱性吸收液吸收废气中的碱性或酸性成份,使其与废气分离的方法。

该技术适用范围广,对废气浓度限制较小;但产生的废吸收可能造成二次污染,需要进一步处理。

适用于较大气量酸碱废气的治理。

【冷凝法处理技术】

原理同前,适用于高浓度HCl废气的治理。

【降膜法处理技术】

降膜法是指以水为吸收剂,用降膜式吸收器吸收HCl废气。

该技术吸收效率高、吸收强度高、操作稳定、控制方便。

适用于高浓度HCl废气的治理。

【恶臭气体处理技术】

制药企业恶臭气体主要产生于生产环节和污水处理系统,产生的恶臭气体以硫化氢、甲硫醇和氨等为主要成份。常用的恶臭气体处理技术包括吸收法、吸附法、生物法和土壤法。

【吸收法处理技术】

原理同前,该技术适用于大风量、以水溶性恶臭成份为主的恶臭气体的治理。

【吸附法处理技术】

原理同前,该技术适用于多组分恶臭气体的治理。

【生物法处理技术】

生物法是指利用生物的代谢活动,使恶臭物质氧化降解为无臭物质。恶臭污染物与水接触,溶于水中转化为液相中的分子或离子。溶液中的恶臭成份被微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内。进入微生物细胞中的有机物在各种细胞内酶的催化作用下,被微生物氧化分解,最终转化为H2O和CO2等稳定的无机物。

该技术运行管理简单,处理成本低,无二次污染,但效果不够彻底、稳定。

适用于成份以水溶性为主、易生物降解的恶臭气体的治理。

【土壤法处理技术】

土壤法是指利用土壤中生存的微生物,在臭气通过土壤时将其成分吸附并降解的技术。该技术管理简单,运行费用低,无二次污染,但易受自然条件的限制。

适用于成份易降解的恶臭气体的治理。

【沼气净化技术】

废水厌氧处理会产生大量沼气。沼气中含有H2S，含量最高可达2%左右,如果直接用做燃料,会对环境造成污染,且将对输气管道、贮气柜和用气设备造成严重腐蚀,因此,沼气在贮存和利用之前必须经过脱硫处理。沼气脱硫后可综合利用于沼气锅炉供热或沼气发电。

【干法脱硫处理技术】

通过含有氧化铁的填料层,其中硫化氢与氧化铁反应生成硫化铁的一种脱除硫化氢的方法。

该技术脱硫效率高,工艺过程简单,能耗低,但需要及时更换填料以确保效果。

适用于气量较小、硫化氢浓度<5g/m3的沼气净化。

【湿法脱硫处理技术】

湿法脱硫是以碱性溶液为吸收剂,加入载氧体催化剂,在脱硫塔内与沼气逆流接触吸收并氧化其中的硫化氢,产生单质硫,而后在再生设备中利用空气中的氧将被还原的催化剂氧化,恢复催化活性,循环利用。

该技术运行费用低,脱硫效率高,但操作管理要求较高,产生的废吸收液可能造成二次污染。

适用于高浓度含硫沼气的净化。

【医药制造有机废气排放控制可行技术】

【活性碳吸附回收处理技术】

采用活性炭等强吸附性材料作为吸附剂,对有机废气进行吸附处理,废气浓度过高时可选择多级组合吸附技术。

适用于浓度<8000mg/m3,湿度<50%的有机废气治理。吸附层厚度,一般在50~600mm之间,气体流速0.6~1m/s;压力损失、过滤面积根据风量大小确定,以处理风量10000m3/h计算,压力损失550~600Pa,过滤面积5~6m2污染物削减率>95%,排放浓度符合《大气污染综合排放标准》二级标准。

【活性碳纤维吸附回收处理技术】

采用活性碳纤维作为吸附剂,对有机废气进行吸附、解吸。

适用于浓度<8000mg/m3,湿度<50%的有机废气治理。活性炭纤维比表面积最大可达2500m2/g,微孔的体积占总孔体积的90%以上;脱附温度在120~150℃之间。对于连续排放废气可使用多个装置循环进行吸附、解吸。

污染物消减率>98%,排放浓度符合《大气污染综合排放标准》二级标准。

【吸附+催化燃烧处理技术】

采用活性炭、碳纤维等材料作为吸附剂,对有机废气吸附、脱附浓缩后,采用催化燃烧法对有机废气进行净化处理。

适用于浓度<2000mg/m3,湿度<50%的有机废气治理。吸附温度30~50℃,脱附温度100~120℃,吸附、脱附运转周期20~30h,催化燃烧温度在200~400℃之间,压力总损失1500~2000Pa。燃烧产生的热量经换热器换热后可用于脱附工段。

污染物削减率≥96%。排放浓度符合《大气污染综合排放标准》二级标准。

【三级冷凝回收处理技术】

适用于高浓度有机废气的治理。一般一级冷凝器温度控制在10~15℃,用于去除废气中的水蒸气,去除效率>80%。二级、三级冷凝器温度根据有机废气成份的物理性质确定,二级冷凝处理效率>95%,三级冷凝处理效率>90%,总去除率>98%。

【发酵尾气排放控制可行技术】

采用次氯酸钠和水两级喷淋吸收处理技术。次氯酸钠喷淋液pH值控制在7.5~9.0之间。处理效率75~90%。

【酸碱废气排放控制可行技术】

采用酸碱喷淋吸收处理技术。

采用NaOH等碱性吸收液处理酸性废气,pH值控制在8~10之间;采用H2SO4等酸性吸收液处理碱性废气,pH值控制在3~5之间。处理效率>90%。

【恶臭排放控制可行技术】

【吸附处理技术】

采用颗粒活性炭、活性炭纤维等强吸附性材料作为吸附剂,对恶臭气体进行吸附处理,

适用于浓度<8000mg/m3的恶臭废气的治理。吸附层厚度,一般在50~600mm之间,气体流速0.6~1m/s;压力损失、过滤面积根据风量大小确定。处理效率>95%。

【酸碱吸收+生物净化处理技术】

使用NaOH、NaCO3或NaClO作为吸收液对恶臭气体进行预处理后再利用生物填料塔进行处理。

酸性吸收液pH值控制在3~5之间,碱性吸收液pH值控制在8~10之间。废气在生物填料层停留时间30s~2min,可通过延长停留时间增加污染物的去除率。生物填料采用抗生物降解、耐酸碱的高效生物滴滤填料。生物填料层进口增湿不小于95%,在生物滤池中填料与生物固体的水份含量一般高于40%。处理效率>99%。

【生物法处理技术】

采用生物滴滤形式对恶臭气体进行处理。

废气在填料层停留时间大于40s,生物填料采用抗生物降解、耐酸碱的高效生物滴滤填料,使用寿命10年以上,填料空隙率90%,比表面积380m2/m3,工作压降<250Pa/m。药剂使用少量的N、P无机盐。处理效率>95%。

【沼气脱硫排放控制可行技术】

【干法脱硫处理技术】

采用装填Fe2O3等固体脱硫剂的脱硫塔进行沼气脱硫,为提高净化效果,可采用2级脱硫塔串联脱硫。脱硫塔高、径比为2~3。接触时间在50~300s,脱硫剂床层的阻力为1226~2452Pa/m。

处理效率>99%,H2S排放浓度<20mg/m3。

【湿法脱硫处理技术】

采用NaOH或NaCO3作为吸收液,脱硫塔内与沼气逆流接触吸收气体中的H2S。吸收液pH值控制在8~10之间。处理效率>95%。

对于高浓度含硫沼气可采用湿法+干法联合处理技术,处理效率>99.5%

【污染防治技术注意事项】

(1)厌氧生化池、集泥池、浓缩池、污泥脱水机房和污泥堆放间等产生恶臭的设施位于环境敏感区域或附近有环境敏感点时,应采取微负压设计。

(2)沼气利用时制定安全管理制度。在消化池、储气柜、脱硫间周边划定重点防火区,并配备消防安全设施;非工作人员未经许可不得进入厌氧消化管理区内;在可能的泄漏点设置甲烷浓度超标及氧亏报警装置。