摘要:制藥企業(yè)產生的廢氣種類較多,每種類型的廢氣要采取對應的處理措施。企業(yè)為生存和發(fā)展不斷地加大環(huán)境整治力度,采取有效的廢氣處理方法會降低對周圍環(huán)境產生的不利影響,降低產生污染的機率。本文主要介紹制藥企業(yè)在生產過程中對廢氣進行處理的方法。
1引言
制藥企業(yè)在生產藥品的過程中最常用的工序為合成反應、發(fā)酵等,在這些生產過程中會產生大量的廢氣和廢水,如在合成反應過程中會產生含VOCs廢氣,這些廢氣如果不經(jīng)過特殊的工藝處理,會影響企業(yè)生產環(huán)境的空氣質量,造成對周圍環(huán)境的污染,所以必須采取有針對性的處理方法。
2制藥企業(yè)廢氣處理方案實例
某制藥企業(yè)在生產藥物的過程中產生大量的具有揮發(fā)性的有機廢氣,如甲醇、甲苯、正己烷,在發(fā)酵及菌渣烘干過程中產生混合廢氣,在廢水處理時產生的含硫化氫惡臭氣味等,該企業(yè)根據(jù)自己的特點建設廢氣處理及組合技術,實現(xiàn)廢氣的綜合治理。
2.1選擇的廢氣治理技術
2.1.1預處理回收常用的方法冷卻回收(7℃左右)、冷凍回收(-15℃左右)、中冷回收(-30℃左右)、深冷回收(-50℃以下),根據(jù)不同的物料性質選擇不同的回收辦法及組合辦法,深冷回收更適合二氯甲烷等物質的回收。
2.1.2噴淋處理
一般用填料噴淋塔,適合處理酸堿廢氣或含酸堿廢氣的預處理,單級或多級串聯(lián)使用,該方法也常用于發(fā)酵廢氣的處理。
2.1.3吸附脫附處理
吸附介質常用的有活性炭、活性碳纖維與分子篩,其中活性炭最為常用,可以有效的吸附VOCs,并且可以脫附再生,回收的VOCs可回用。用活性炭作吸附劑時吸附脫附的效果較好,但對回收一些低沸點物質時易自燃,需要在安全設計上特別注意,最好的方法是采取氮氣脫附法進行脫附。脫附的VOCs不需回收或回用時,常用RCO或RTO進一步處理。
2.1.4生物過濾凈化技術
生物過濾凈化技術是一項處理廢氣臭氣的新型技術,采用這種技術需要的設備結構簡單,項目在運行過程中的費用較低,操作簡便,特別適用于凈化濃度較低、氣量較大的發(fā)酵廢氣以及廢水處理惡臭氣體。
生物過濾廢臭氣凈化技術依據(jù)的是“微生物降解原理”,濾料上生長的除臭微生物降解具有揮發(fā)性的有機異味物,具有較好的凈化效果,并且不會產生二次污染,節(jié)省占地面積,可以降解大部分的揮發(fā)和半揮發(fā)的有機物及硫化氫、氨等惡臭無機物。
2.1.5光氧催化技術
采用紫外光光源與空氣中的氧發(fā)生反應,產生臭氧與活性˙HO羥基自由基,將有機物斷鍵分解直至氧化成二氧化碳與水。此方法適用于低濃度大風量的廢氣,如發(fā)酵廢氣與廢水處理站廢氣,設備即開即用,可以根據(jù)實際的廢氣狀況進行單級或者多級串、并聯(lián)使用,也可與生物過濾凈化技術聯(lián)用,以適應更高的環(huán)保處理要求。
2.1.6揮發(fā)性有機廢氣焚燒處理
廢氣焚燒處理方法能有效處理揮發(fā)性有機廢氣,處理凈化效果好,物質焚燒經(jīng)過熱氧化反應,將廢氣中有機溶劑類的碳氫化合物(烴類物質)或碳氫氧化合物氧化成潔凈物質CO2和H2O。
催化燃燒(RCO)指借助催化劑將VOCs在低點燃溫度下(200~300℃)進行無焰燃燒,廢氣被氧化為CO2和H2O。該技術處理有機廢氣的效率能達到90~99%,且能量消耗少、燃燒溫度低、不易帶來二次污染、運行周期長,可回收熱量,適合處理低濃度的和成分復雜的VOCs。但使用的催化劑大多數(shù)是鉑、鈀等貴金屬,以三氧化二鋁作為載體,而貴金屬價格昂貴,易中毒,當凈化低濃度的有機廢氣時需要加入輔助燃料助燃。
蓄熱式焚燒爐(RTO)是一種采用多床固定式蓄熱室的熱氧化凈化處理工藝,經(jīng)預熱后的有機廢氣進入燃燒室高溫氧化分解,有效將有機廢氣氧化凈化,其燃燒后高溫尾氣由蓄熱體降溫后達標排放,適合處理的VOCs濃度一般在數(shù)千ppm,有機物的處理效率95%以上。
直燃式焚燒爐(VAR)是一種采用氣液直接燃燒氧化處理工藝,利用有機廢氣及廢液氧化燃燒產熱,有效將廢氣中有機物氧化成CO2和H2O,做到潔凈排放。直燃式焚燒處理適用于制藥企業(yè)生產車間高濃度有機廢氣的處理,其包括含氫廢氣、含鹵素廢氣以及含硫廢氣等,有機物的處理效率98%以上。
2.2廢氣的收集
廢氣的收集應根據(jù)不同的部位、不同的廢氣性質及不同的處理方法分別進行收集,生產過程要采取降低廢氣量的措施,收集過程中必須考慮安全,確保與廢氣處理工藝相配套。合成反應生產車間涵蓋反應罐、儲罐、放空口等,因生產廢氣的成份復雜,VOCs濃度高,易產生反應、靜電等不安全因素,必須對各廢氣分別進行預處理,確保輸送過程的安全;發(fā)酵廢氣的VOCs很低,但濕度很大,并含有發(fā)酵雜質,重點防止管道堵塞;廢水處理需包括廢水罐、調節(jié)池、預處理池、生化池、污泥處理等,有的企業(yè)廢水罐與調節(jié)池VOCs較高,在安全上應予注意。
2.3廢氣處理實例
2.3.1用RTO協(xié)同處理VOC與惡臭廢氣
藥物合成車間廢氣的VOCs常為數(shù)千ppm,而廢水處理站的廢氣VOCs僅為數(shù)十ppm,廢水處理站常含有惡臭物質。根據(jù)這兩類廢氣的特點與企業(yè)生產特點,結合各類廢氣處理工藝,通過統(tǒng)一規(guī)劃與設計,采取RTO協(xié)同處理合成車間廢氣與廢水處理站廢氣的辦法,該辦法具有以下優(yōu)點:同時處理較高濃度與低濃度廢氣,能耗低,能達到較高的廢氣處理深度,達到當?shù)貒栏竦呐欧艠藴?。需要注意的是進RTO處理系統(tǒng)的VOC濃度不能過高,一般控制在爆炸下限的25%以下,否則需進行稀釋處理。含塵及酸性廢氣需要預處理,除去去除絕大部分無機酸,減少堵塞與腐蝕,為保證安全,RTO禁止混入氫氣、甲烷氣、乙烯等危險性較大的廢氣。
2.3.2用噴淋吸收法與生物法組合法處理發(fā)酵廢氣
發(fā)酵尾氣中最主要的是未被利用的空氣,還有生產菌在初級代謝和次級代謝中的各種中間物和產物,以及發(fā)酵過程中的酸堿廢氣。在發(fā)酵類抗生素生產過程中的廢氣主要為CO2、水蒸氣、有機揮發(fā)物VOCs及惡臭氣體,發(fā)酵廢氣具有風量大、高溫高濕、含塵等多種特點,根據(jù)發(fā)酵廢氣的特點,采取噴淋塔吸收法除去,降低過高的廢氣溫度,噴淋吸收后的廢氣再經(jīng)生物過濾凈化,能達到較好的處理效果。
2.3.3用生物過濾凈化法處理廢水處理站廢氣
制藥廢水處理時,厭氧池和污泥脫水房中會發(fā)出惡臭味道,產生惡臭氣體,惡臭氣體的主要物質為硫化氫,廢水好氧生物處理也含有少量VOCs及惡臭氣體,需要進行收集處理,采用高效填料塔生物反應器來進行處理。
生物脫臭工藝的工作流程為:廢氣通過氣體流量計進入到生物填料塔中,填料塔對填料進行過濾并從出口排出,儲水罐中的液體流到緩沖箱中,在填料層的上方設有噴水裝置,濾器中的噴水裝置向填料層噴灑含營養(yǎng)鹽的自來水,在噴灑自來水的過程中微生物獲得了養(yǎng)料,并且為微生物提供了液相環(huán)境,噴灑的水從填料塔流出。填料塔具有較強的抗負荷性,較低的阻抗,幾乎不會產生物質的堵塞,并且不需要進行反沖洗,運行較穩(wěn)定,硫化氫等惡臭物質可以全部去除。
3小結
制藥企業(yè)在藥物生產過程中,合成反應、發(fā)酵、污水處理等工序是必不可少的,會產生大量的有機廢氣與惡臭廢氣,必須采取行之有效的廢氣處理措施。本文簡單介紹了制藥企業(yè)廢氣處理最常采用的幾種方法,實踐證明科學地選擇適合企業(yè)特點的廢氣處理辦法能夠消除有害氣體污染,保護環(huán)境。
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