制药业的VOCs治理

时间：2016-10-28 09:58

来源：亚洲清洁空气中心

VOCs(挥发性有机物)是PM2.5和臭氧两种污染的重要前体物。如果说PM2.5是我们熟悉的“老污染”，那么臭氧堪称老污染的“新表现”。去年7月，上海曾出现连续11天臭氧严重超标的情况。近年来，VOCs的污染排放量更是直线上升。因此，VOCs排放控制成为了当前我国大气治理的重要题目。

现代制药工业的生产过程中，不可避免地要使用到大量的化学与生物制剂，贡献大量的VOCs排放。2014年，全国人为VOCs排放量的3%来自制药工业。对此，华东理工大学资源与环境工程学院副院长修光利教授应邀在河北省重点行业挥发性有机物达标治理工作调度暨培训会议上发言，向城市环保工作人员介绍了制药工业VOC排放和控制技术。

标准的制定

如果目标是控制光化学烟雾的生成，应该控制反应活性比较大的有机物;如果目标是控制PM2.5的生成，还要控制重芳烃油之类的能够产生二次有机气溶胶的物质，包括有机酸;如果目标是控制对人体健康的危害，应该筛出有毒有害空气污染物的名单;如果目标是控制恶臭，应该制定恶臭污染物的名单。此外，还要确定是分别控制还是阶段控制。对制药行业而言，由于恶臭污染物不可避免，所以最好实行VOCs和恶臭污染物的协同控制。

管控的思路

制药业是典型的序批式生产过程，废气排放是不连续的。间歇式排放导致气象浓度各方面复合都不稳定，给随后的VOCs选择和控制带来很大的困难。从制药过程来看，制药工艺可粗略地分为发酵、化学合成、提取等几大类。应根据不同制药工艺的废气排放特征选择技术。例如，化学合成制药涉及的化学反应根据生产药物的不同而不同，因此必须选择典型的药物做实测。总体而言，制药业的VOCs排放控制可从四方面着手：

1.源头控制

包括农机替代和工艺优化。农机替代指根据行业类型选取挥发性较差或毒性较低的溶剂。工艺优化指选择高转化率低排放的工艺，如在真空系统中以循环蒸汽系统取代排放功率较大的单向循环系统。在实际操作中，可通过后续环评和新上项目准入条件加以控制，促进新工艺对旧工艺的取代。例如，制造青霉素的工艺中，选择酶促反应，相对传统的化学反应，可使VOCs产生量和排放值大大降低。

2.全过程控制

核心部分是无组织排放变有组织排放。密闭排放源、封闭循环干燥、溶剂清洗设备封闭，工艺废气循环利用，这是VOCs产生量最小化的四个方面。方法：

1.密闭排气孔

2.惰性保护，如反应釜中使用氮气保护

3.蒸馏废气最小化

4.添加方式的改造，以桶泵等方式取代打开反应釜加料

5.排放峰值浓度最小化

3.末端处理

末端处理技术应根据具体情况进行论证。例如，RTO技术不适合间歇式排放的企业;尽管生物法技术在国外非常流行，但由于对空间有很大的需求，不适宜在城市集中区推广;催化氧化技术在处理单一废气时效率较高，但处理混合废气时，使用广谱性催化剂会降低净化效率，等等。

末端收集设施的有效性考虑3个原则：第一要讲究安全性，首选宁可是超标的，但一定要防火防爆;第二要满足标准;第三要稳定，处理技术排放要稳定，复合也要稳定。最后，废气净化装置要考虑气体分类，按照气体特征分类收集，分别处理。例如，含氯的化合物，要首先进行预处理才能燃烧。

4.运行监控和排放监控

后续问题

VOCs排放控制的工艺选择可能带来其他污染问题。例如，采用RTO方法处理含氮的化合物会带来氮氧化合物污染。对喷涂溶剂的处理可能带来废水问题，等等。特别地，制药工业的废气不主要是挥发性有机物，还存在卤素化合物、氨类化合物等多类有机物。在制药工艺选择当中，如果单纯考虑挥发性有机物的控制，其实是有所偏颇的。因此，在准备推动一项主导工艺时，应慎重考虑可能带来的其他对环境的间接影响。

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