化學合成類制藥企業有機廢氣治理

潘 卿

（浙江昌明藥業有限公司，浙江 臺州 317200）

1 化學合成類制藥項目有機廢氣產生特點

1.1 產生位置

化學廢氣產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

化學制藥項目廢氣可以分為有機溶劑和反應污染物。前者是在化學反應中的溶液分解、分離提純等使用的有機溶劑，如二氯甲烷、丙酮等，部分有機溶劑已經被列為“三致物質”。這些溶劑有一共同特點，即容易揮發，它們是有機廢氣的重要組成部分。后者屬于無機組分，主要包括產品原材料、中間產品以及最終產品，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

制藥行業是集各種化學成分和化學加工于一體的化工行業，在生產過程中經常會產生大量溶劑消耗，其消耗的主要溶劑是低沸點、高揮發的有機物質。所以，生產過程中會產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，如生產工藝、工程作業水平等。生產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影響，生產溶劑排放具有間歇性，并且排放的廢氣種類相對復雜，各種污染物的種類變化較大，極易出現擴散現象，會給周圍環境帶來較大負面影響。除此之外，在醫藥企業生產過程中，存在較多易燃易爆物品，若不嚴格管理，容易發生滴漏事故，造成不必要的損失。

2.1 清潔生產總體水平較低

中國醫藥行業普遍存在規模小、準入門檻低的特點，所以資金技術應用有限，缺少相應專業人才，在生產作業過程中，技術水平遠遠不及國外應用的先進技術。清潔生產在生產過程中占有重要地位，因為缺少相應專業性管理人才和先進技術設備，清潔生產總體水平始終得不到有效提升，這給周圍環境帶來不利影響，造成嚴重環境污染。

2.2 缺少經濟、有效的非水溶性溶劑廢氣治理技術

在目前的水溶性廢氣處理方式中，相對成熟的處理技術有冷凝技術、碳纖維吸附技術等。在實踐應用中，雖然這些技術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。正因如此，企業一般僅采取相對簡單的廢氣處理措施來滿足廢氣達標排放要求，這種簡單的設施設備運行效果一般，不能保證長期穩定運行，一旦出現監管松懈狀態，則極易產生環境污染。

2.3 缺少專門的、有針對性的溶劑廢氣排放標準

溶劑廢氣與其他廢氣相比具有一定復雜性，且品種繁多，在現行相關指標中，有機污染物排放的指標制定并不健全，這也使得制藥企業在治理廢氣污染過程中不能實現優化治理，給其工作帶來諸多不必要的麻煩。例如，部分廢氣的排放標準能夠滿足相關指標，但其中的各種有機污染物質濃度較高，并且長期保持較高的排放量，會對周圍產生嚴重環境污染。

2.4 環保監管難

眾所周知，醫藥化工類產品具有品種繁多、更新速度快的特點。在生產過程中，企業一般采用小批量生產的方式，以達到逃避生產責任的最終目的，甚至部分企業為逃避責任而上報虛假信息，導致相關環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。上述問題產生的主要原因是環保監管部門的相關管理體系不完善，所以環保監管執行難度較高。

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，有關污染技術政策要求，有機溶劑廢氣優先采用冷凝、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、深冷溫度保持在-10～-5℃，另外還要確保冷凝時間，在滿足各種技術設計的條件下，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排放，需要與其他相關處理工藝結合使用。

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良好，而化學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。部分有機物質與水相溶困難，但在其他溶劑的作用下極易產生融合，理論上可通過溶劑來吸收溶劑，但實踐中并無成功應用案例，因為溶劑本身具有揮發性，在應用過程中會出現揮發現象，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置具有一定必要性，在風量較大、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

等離子工藝的應用，是指高壓電釋放產生的等離子體，即電漿，在被部分原子和原子體剝奪后所產生的離子化氣體狀物質，其也被稱為物質的第四形態。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融合產生的短期反應，有效分解有機分子，將其分解為二氧化碳和水，以達到最終減少環境污染的重要目的[2]。學者王玲玲以山東某制藥企業為例，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%?？梢?，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狀物質分解時效率較低，對長鏈等相關有機物質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生腐蝕性氣體，不利于周圍環境的優化。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險防范，避免操作管理不當而產生各種溶劑泄露問題。

3.4 多段式臭氧光催化技術

光催化技術是高級氧化技術的一種，其主要應用原理是在高溫作用下，對各種有機物質進行轉換，將其變為能夠降解并且具有較高水溶性的物質。因此，利用該工藝技術能夠順利破壞有機氣體，通過分子分解方式將無機物質分為各種小分子物質，從而解決揮發性有機物（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。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。第三段能夠將前段中殘留的各種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原理

3.5 蓄熱式熱力焚化爐（RTO）技術

在廢氣治理工藝選擇過程中，廢氣整體風量小，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技術應用到治理廢氣中，主要工藝流程如下：一是洗滌；二是RTO；三是洗滌。在此過程中會產生二噁英，但實際上該物質在851℃的環境中能夠被有效分解。正因如此，在對爐膛設計過程中，設計師要注意設計溫度需超過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定標準相符合。

在使用該技術時，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勢的陶瓷原材料進行合理制作，在有機廢氣經過相應陶瓷媒介后，會出現高溫加熱現象，此時的熱交換情況會令另一個媒介產生同樣的加熱現象，并且交換率高達96%。在使用該方式進行有機廢氣處理時，設備具有較高的自我維持能力，所以不需要相關燃料便能夠維持高溫，具有較高的工作效率?？傊?，該技術能夠對有機廢氣進行有效處理，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 結語

化學合成類制藥企業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境的污染，提高民眾生活質量。這類有機廢氣具有污染物種類多、有毒物質多等特點，會對一定范圍內的環境造成極大不利影響。根據國家相關部門要求，企業要加強對各種有機廢氣的綜合治理，嚴格控制廢氣排放源頭，綜合應用各種有機廢氣處理工藝，確保廢氣達標排放。

1 陳伶利.醫藥化工行業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.談醫藥化工行業的有機廢氣處理[J].科技信息，2013，（19）：436.

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