化學(xué)合成類制藥企業(yè)有機廢氣治理

潘 卿

（浙江昌明藥業(yè)有限公司，浙江 臺州 317200）

1 化學(xué)合成類制藥項目有機廢氣產(chǎn)生特點

1.1 產(chǎn)生位置

化學(xué)廢氣產(chǎn)生位置主要包括離心干燥廢氣、精制廢氣、上料廢氣等。

1.2 污染因子

化學(xué)制藥項目廢氣可以分為有機溶劑和反應(yīng)污染物。前者是在化學(xué)反應(yīng)中的溶液分解、分離提純等使用的有機溶劑，如二氯甲烷、丙酮等，部分有機溶劑已經(jīng)被列為“三致物質(zhì)”。這些溶劑有一共同特點，即容易揮發(fā)，它們是有機廢氣的重要組成部分。后者屬于無機組分，主要包括產(chǎn)品原材料、中間產(chǎn)品以及最終產(chǎn)品，此外還包括二氧化硫等同類無機氣體。在排放過程中，大部分會與有機廢氣結(jié)合后排放，簡而言之，這種廢氣排放不能分開處理，在處理化學(xué)合成類廢氣排放時，需要注意對此類無機氣體進行前處理。

2 廢氣治理中存在的問題

制藥行業(yè)是集各種化學(xué)成分和化學(xué)加工于一體的化工行業(yè)，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會產(chǎn)生大量溶劑消耗，其消耗的主要溶劑是低沸點、高揮發(fā)的有機物質(zhì)。所以，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量廢氣和溶劑廢物，這些廢氣排放量會受到各種外界因素的影響，如生產(chǎn)工藝、工程作業(yè)水平等。生產(chǎn)中的溶劑廢氣具有排放量大、排放點多的重要特點，而且受排放間歇反應(yīng)影響，生產(chǎn)溶劑排放具有間歇性，并且排放的廢氣種類相對復(fù)雜，各種污染物的種類變化較大，極易出現(xiàn)擴散現(xiàn)象，會給周圍環(huán)境帶來較大負(fù)面影響。除此之外，在醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)過程中，存在較多易燃易爆物品，若不嚴(yán)格管理，容易發(fā)生滴漏事故，造成不必要的損失。

2.1 清潔生產(chǎn)總體水平較低

中國醫(yī)藥行業(yè)普遍存在規(guī)模小、準(zhǔn)入門檻低的特點，所以資金技術(shù)應(yīng)用有限，缺少相應(yīng)專業(yè)人才，在生產(chǎn)作業(yè)過程中，技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及國外應(yīng)用的先進技術(shù)。清潔生產(chǎn)在生產(chǎn)過程中占有重要地位，因為缺少相應(yīng)專業(yè)性管理人才和先進技術(shù)設(shè)備，清潔生產(chǎn)總體水平始終得不到有效提升，這給周圍環(huán)境帶來不利影響，造成嚴(yán)重環(huán)境污染。

2.2 缺少經(jīng)濟、有效的非水溶性溶劑廢氣治理技術(shù)

在目前的水溶性廢氣處理方式中，相對成熟的處理技術(shù)有冷凝技術(shù)、碳纖維吸附技術(shù)等。在實踐應(yīng)用中，雖然這些技術(shù)能夠最大限度地處理廢氣，但是缺點十分顯著，主要是因為非水溶性廢氣處理缺乏先進的技術(shù)。正因如此，企業(yè)一般僅采取相對簡單的廢氣處理措施來滿足廢氣達標(biāo)排放要求，這種簡單的設(shè)施設(shè)備運行效果一般，不能保證長期穩(wěn)定運行，一旦出現(xiàn)監(jiān)管松懈狀態(tài)，則極易產(chǎn)生環(huán)境污染。

2.3 缺少專門的、有針對性的溶劑廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)

溶劑廢氣與其他廢氣相比具有一定復(fù)雜性，且品種繁多，在現(xiàn)行相關(guān)指標(biāo)中，有機污染物排放的指標(biāo)制定并不健全，這也使得制藥企業(yè)在治理廢氣污染過程中不能實現(xiàn)優(yōu)化治理，給其工作帶來諸多不必要的麻煩。例如，部分廢氣的排放標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足相關(guān)指標(biāo)，但其中的各種有機污染物質(zhì)濃度較高，并且長期保持較高的排放量，會對周圍產(chǎn)生嚴(yán)重環(huán)境污染。

2.4 環(huán)保監(jiān)管難

眾所周知，醫(yī)藥化工類產(chǎn)品具有品種繁多、更新速度快的特點。在生產(chǎn)過程中，企業(yè)一般采用小批量生產(chǎn)的方式，以達到逃避生產(chǎn)責(zé)任的最終目的，甚至部分企業(yè)為逃避責(zé)任而上報虛假信息，導(dǎo)致相關(guān)環(huán)保部門不能及時掌握污染排放的實時信息。而且廢氣污染對環(huán)境造成的破壞性大，且傳播速度快，很難對其進行有效測評。上述問題產(chǎn)生的主要原因是環(huán)保監(jiān)管部門的相關(guān)管理體系不完善，所以環(huán)保監(jiān)管執(zhí)行難度較高。

3 有機廢氣處理工藝

3.1 冷凝工藝

冷凝工藝是廢氣處理中相對成熟的工藝，也是最簡單的回收工藝技術(shù)，有關(guān)污染技術(shù)政策要求，有機溶劑廢氣優(yōu)先采用冷凝、吸附－冷凝、離子液吸收等工藝進行回收，不能回收的應(yīng)采用燃燒法等進行處理[1]。

圖1 冷凝工藝流程

在冷凝工藝設(shè)計中，通常使用的方式是一級水冷+一級深冷，過程中溫度以低于20℃為準(zhǔn)、深冷溫度保持在-10～-5℃，另外還要確保冷凝時間，在滿足各種技術(shù)設(shè)計的條件下，最大限度提高冷凝回收率。該種方式一般自己無法完成廢氣達標(biāo)排放，需要與其他相關(guān)處理工藝結(jié)合使用。

3.2 溶液洗滌工藝

對溶液的洗滌通常使用堿洗方式，因為堿洗在中和酸性氣體方面一直表現(xiàn)良好，而化學(xué)藥物中含有酸性氣體較多，如HCl、SO2等。另外，部分溶劑具有較強的水溶性，利用洗滌工藝能夠有效減少其中存在的有機物質(zhì)。部分有機物質(zhì)與水相溶困難，但在其他溶劑的作用下極易產(chǎn)生融合，理論上可通過溶劑來吸收溶劑，但實踐中并無成功應(yīng)用案例，因為溶劑本身具有揮發(fā)性，在應(yīng)用過程中會出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象，加大廢氣中的殘留污染。因此，在使用洗滌工藝時，高效噴淋吸收塔的設(shè)置具有一定必要性，在風(fēng)量較大、氣體濃度低的情況下，使用噴淋塔來吸收和去除的效率不高。

3.3 等離子工藝

等離子工藝的應(yīng)用，是指高壓電釋放產(chǎn)生的等離子體，即電漿，在被部分原子和原子體剝奪后所產(chǎn)生的離子化氣體狀物質(zhì)，其也被稱為物質(zhì)的第四形態(tài)。等離子在去污的過程中采用的是自由基和高能電子等各種活性粒子，通過活性粒子與污染后水質(zhì)融合產(chǎn)生的短期反應(yīng)，有效分解有機分子，將其分解為二氧化碳和水，以達到最終減少環(huán)境污染的重要目的[2]。學(xué)者王玲玲以山東某制藥企業(yè)為例，提出利用等離子建立污水廢氣處理站，并證實其具有較高的除臭效能，大于99%。可見，等離子工藝在除臭中具有良好的使用效果，但也存在一定局限性。一方面，等離子工藝在對待環(huán)狀物質(zhì)分解時效率較低，對長鏈等相關(guān)有機物質(zhì)的分解僅能做到斷鏈效果。另一方面，分解鹵代烴過程中容易產(chǎn)生腐蝕性氣體，不利于周圍環(huán)境的優(yōu)化。除此之外，在使用等離子的過程中，人們還需要加強對意外事故的風(fēng)險防范，避免操作管理不當(dāng)而產(chǎn)生各種溶劑泄露問題。

3.4 多段式臭氧光催化技術(shù)

光催化技術(shù)是高級氧化技術(shù)的一種，其主要應(yīng)用原理是在高溫作用下，對各種有機物質(zhì)進行轉(zhuǎn)換，將其變?yōu)槟軌蚪到獠⑶揖哂休^高水溶性的物質(zhì)。因此，利用該工藝技術(shù)能夠順利破壞有機氣體，通過分子分解方式將無機物質(zhì)分為各種小分子物質(zhì)，從而解決揮發(fā)性有機物（VOCs）問題，該方式一般適用于解決除臭問題，還可以應(yīng)用在生物降解工藝中，提升工作效率。圖2是多段式臭氧光催化技術(shù)原理簡圖，其中第一階段是紫外光解階段，紫外光與空氣相互作用，降解有機物質(zhì)。第二階段是對臭氧層氧化階段，能夠起到增強凈化效果的重要作用。第三段能夠?qū)⑶岸沃袣埩舻母鞣N成分進一步分解整理，被稱為臭氧催化氧化階段，能夠從根本上提高污染去除效率，對臭氧的殘留清除具有重要作用[3]。

圖2 多段式臭氧光催化技術(shù)原理

3.5 蓄熱式熱力焚化爐（RTO）技術(shù)

在廢氣治理工藝選擇過程中，廢氣整體風(fēng)量小，濃度適中，因此大部分屬于有機氣體，必然含有酸性成分。所以，可以將RTO技術(shù)應(yīng)用到治理廢氣中，主要工藝流程如下：一是洗滌；二是RTO；三是洗滌。在此過程中會產(chǎn)生二噁英，但實際上該物質(zhì)在851℃的環(huán)境中能夠被有效分解。正因如此，在對爐膛設(shè)計過程中，設(shè)計師要注意設(shè)計溫度需超過851℃，并且能夠保證溫度控制時間在2 s左右。因此，RTO技術(shù)在使用過程中的主要原理為，利用熱氧化爐，在熱力儲存能力提升的前提下，對各種有機廢氣進行專業(yè)性處理，讓有機廢氣在高溫的作用下自動分解，并且合理控制廢氣分解率在9%，確保其能夠與國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符合。

在使用該技術(shù)時，人們需要選擇兩個固定的熱交換媒介，可以選擇本身具有較高儲熱優(yōu)勢的陶瓷原材料進行合理制作，在有機廢氣經(jīng)過相應(yīng)陶瓷媒介后，會出現(xiàn)高溫加熱現(xiàn)象，此時的熱交換情況會令另一個媒介產(chǎn)生同樣的加熱現(xiàn)象，并且交換率高達96%。在使用該方式進行有機廢氣處理時，設(shè)備具有較高的自我維持能力，所以不需要相關(guān)燃料便能夠維持高溫，具有較高的工作效率。總之，該技術(shù)能夠?qū)τ袡C廢氣進行有效處理，包括濃度低廢氣的處理、高彈性廢氣的處理等，而且能夠有效提高空氣凈化率。在后期維護過程中，其需要投入的工作較少，使用效率高，十分安全可靠。

4 結(jié)語

化學(xué)合成類制藥企業(yè)的有機廢氣處理具有重要的實踐價值，能夠減少自身對周圍環(huán)境的污染，提高民眾生活質(zhì)量。這類有機廢氣具有污染物種類多、有毒物質(zhì)多等特點，會對一定范圍內(nèi)的環(huán)境造成極大不利影響。根據(jù)國家相關(guān)部門要求，企業(yè)要加強對各種有機廢氣的綜合治理，嚴(yán)格控制廢氣排放源頭，綜合應(yīng)用各種有機廢氣處理工藝，確保廢氣達標(biāo)排放。

1 陳伶利.醫(yī)藥化工行業(yè)的有機廢氣控制及處理[J].化工管理，2014，（24）：209.

2 黃 鋒，卲榮飛，呂鴻鳴.談醫(yī)藥化工行業(yè)的有機廢氣處理[J].科技信息，2013，（19）：436.

3 蔣旻曦，肖立峰，蔡宇翔.醫(yī)藥行業(yè)VOCs治理概述[J].環(huán)境影響評價，2015，（5）：92-96.