制藥業(yè)的VOCs治理

時間：2016-10-28 09:58

來源：亞洲清潔空氣中心

VOCs(揮發(fā)性有機物)是PM2.5和臭氧兩種污染的重要前體物。如果說PM2.5是我們熟悉的“老污染”，那么臭氧堪稱老污染的“新表現(xiàn)”。去年7月，上海曾出現(xiàn)連續(xù)11天臭氧嚴重超標的情況。近年來，VOCs的污染排放量更是直線上升。因此，VOCs排放控制成為了當前我國大氣治理的重要題目。

現(xiàn)代制藥工業(yè)的生產(chǎn)過程中，不可避免地要使用到大量的化學(xué)與生物制劑，貢獻大量的VOCs排放。2014年，全國人為VOCs排放量的3%來自制藥工業(yè)。對此，華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院副院長修光利教授應(yīng)邀在河北省重點行業(yè)揮發(fā)性有機物達標治理工作調(diào)度暨培訓(xùn)會議上發(fā)言，向城市環(huán)保工作人員介紹了制藥工業(yè)VOC排放和控制技術(shù)。

標準的制定

如果目標是控制光化學(xué)煙霧的生成，應(yīng)該控制反應(yīng)活性比較大的有機物;如果目標是控制PM2.5的生成，還要控制重芳烴油之類的能夠產(chǎn)生二次有機氣溶膠的物質(zhì)，包括有機酸;如果目標是控制對人體健康的危害，應(yīng)該篩出有毒有害空氣污染物的名單;如果目標是控制惡臭，應(yīng)該制定惡臭污染物的名單。此外，還要確定是分別控制還是階段控制。對制藥行業(yè)而言，由于惡臭污染物不可避免，所以最好實行VOCs和惡臭污染物的協(xié)同控制。

管控的思路

制藥業(yè)是典型的序批式生產(chǎn)過程，廢氣排放是不連續(xù)的。間歇式排放導(dǎo)致氣象濃度各方面復(fù)合都不穩(wěn)定，給隨后的VOCs選擇和控制帶來很大的困難。從制藥過程來看，制藥工藝可粗略地分為發(fā)酵、化學(xué)合成、提取等幾大類。應(yīng)根據(jù)不同制藥工藝的廢氣排放特征選擇技術(shù)。例如，化學(xué)合成制藥涉及的化學(xué)反應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)藥物的不同而不同，因此必須選擇典型的藥物做實測。總體而言，制藥業(yè)的VOCs排放控制可從四方面著手：

1.源頭控制

包括農(nóng)機替代和工藝優(yōu)化。農(nóng)機替代指根據(jù)行業(yè)類型選取揮發(fā)性較差或毒性較低的溶劑。工藝優(yōu)化指選擇高轉(zhuǎn)化率低排放的工藝，如在真空系統(tǒng)中以循環(huán)蒸汽系統(tǒng)取代排放功率較大的單向循環(huán)系統(tǒng)。在實際操作中，可通過后續(xù)環(huán)評和新上項目準入條件加以控制，促進新工藝對舊工藝的取代。例如，制造青霉素的工藝中，選擇酶促反應(yīng)，相對傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)，可使VOCs產(chǎn)生量和排放值大大降低。

2.全過程控制

核心部分是無組織排放變有組織排放。密閉排放源、封閉循環(huán)干燥、溶劑清洗設(shè)備封閉，工藝廢氣循環(huán)利用，這是VOCs產(chǎn)生量最小化的四個方面。方法：

1.密閉排氣孔

2.惰性保護，如反應(yīng)釜中使用氮氣保護

3.蒸餾廢氣最小化

4.添加方式的改造，以桶泵等方式取代打開反應(yīng)釜加料

5.排放峰值濃度最小化

3.末端處理

末端處理技術(shù)應(yīng)根據(jù)具體情況進行論證。例如，RTO技術(shù)不適合間歇式排放的企業(yè);盡管生物法技術(shù)在國外非常流行，但由于對空間有很大的需求，不適宜在城市集中區(qū)推廣;催化氧化技術(shù)在處理單一廢氣時效率較高，但處理混合廢氣時，使用廣譜性催化劑會降低凈化效率，等等。

末端收集設(shè)施的有效性考慮3個原則：第一要講究安全性，首選寧可是超標的，但一定要防火防爆;第二要滿足標準;第三要穩(wěn)定，處理技術(shù)排放要穩(wěn)定，復(fù)合也要穩(wěn)定。最后，廢氣凈化裝置要考慮氣體分類，按照氣體特征分類收集，分別處理。例如，含氯的化合物，要首先進行預(yù)處理才能燃燒。

4.運行監(jiān)控和排放監(jiān)控

后續(xù)問題

VOCs排放控制的工藝選擇可能帶來其他污染問題。例如，采用RTO方法處理含氮的化合物會帶來氮氧化合物污染。對噴涂溶劑的處理可能帶來廢水問題，等等。特別地，制藥工業(yè)的廢氣不主要是揮發(fā)性有機物，還存在鹵素化合物、氨類化合物等多類有機物。在制藥工藝選擇當中，如果單純考慮揮發(fā)性有機物的控制，其實是有所偏頗的。因此，在準備推動一項主導(dǎo)工藝時，應(yīng)慎重考慮可能帶來的其他對環(huán)境的間接影響。

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