制藥業的VOCs治理

時間：2016-10-28 09:58

來源：亞洲清潔空氣中心

VOCs(揮發性有機物)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”。去年7月，上海曾出現連續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。

現代制藥工業的生產過程中，不可避免地要使用到大量的化學與生物制劑，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。對此，華東理工大學資源與環境工程學院副院長修光利教授應邀在河北省重點行業揮發性有機物達標治理工作調度暨培訓會議上發言，向城市環保工作人員介紹了制藥工業VOC排放和控制技術。

標準的制定

如果目標是控制光化學煙霧的生成，應該控制反應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生二次有機氣溶膠的物質，包括有機酸;如果目標是控制對人體健康的危害，應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和惡臭污染物的協同控制。

管控的思路

制藥業是典型的序批式生產過程，廢氣排放是不連續的。間歇式排放導致氣象濃度各方面復合都不穩定，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酵、化學合成、提取等幾大類。應根據不同制藥工藝的廢氣排放特征選擇技術。例如，化學合成制藥涉及的化學反應根據生產藥物的不同而不同，因此必須選擇典型的藥物做實測。總體而言，制藥業的VOCs排放控制可從四方面著手：

1.源頭控制

包括農機替代和工藝優化。農機替代指根據行業類型選取揮發性較差或毒性較低的溶劑。工藝優化指選擇高轉化率低排放的工藝，如在真空系統中以循環蒸汽系統取代排放功率較大的單向循環系統。在實際操作中，可通過后續環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，相對傳統的化學反應，可使VOCs產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、封閉循環干燥、溶劑清洗設備封閉，工藝廢氣循環利用，這是VOCs產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釜加料

5.排放峰值濃度最小化

3.末端處理

末端處理技術應根據具體情況進行論證。例如，RTO技術不適合間歇式排放的企業;盡管生物法技術在國外非常流行，但由于對空間有很大的需求，不適宜在城市集中區推廣;催化氧化技術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;第三要穩定，處理技術排放要穩定，復合也要穩定。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，要首先進行預處理才能燃燒。

4.運行監控和排放監控

后續問題

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，制藥工業的廢氣不主要是揮發性有機物，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工藝時，應慎重考慮可能帶來的其他對環境的間接影響。

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