現(xiàn)代制藥工業(yè)的生產(chǎn)過程中,不可避免地要使用到大量的化學(xué)與生物制劑,貢獻(xiàn)大量的VOCs排放。2014年,全國人為VOCs排放量的3%來自制藥工業(yè)。
標(biāo)準(zhǔn)的制定
如果目標(biāo)是控制光化學(xué)煙霧的生成,應(yīng)該控制反應(yīng)活性比較大的有機(jī)物;如果目標(biāo)是控制PM2.5的生成,還要控制重芳烴油之類的能夠產(chǎn)生二次有機(jī)氣溶膠的物質(zhì),包括有機(jī)酸;如果目標(biāo)是控制對人體健康的危害,應(yīng)該篩出有毒有害空氣污染物的名單;如果目標(biāo)是控制惡臭,應(yīng)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(yè)而言,由于惡臭污染物不可避免,所以最好實(shí)行VOCs和惡臭污染物的協(xié)同控制。
管控的思路
制藥業(yè)是典型的序批式生產(chǎn)過程,廢氣排放是不連續(xù)的。間歇式排放導(dǎo)致氣象濃度各方面復(fù)合都不穩(wěn)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(fā)酵、化學(xué)合成、提取等幾大類。應(yīng)根據(jù)不同制藥工藝的廢氣排放特征選擇技術(shù)。例如,化學(xué)合成制藥涉及的化學(xué)反應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)藥物的不同而不同,因此必須選擇典型的藥物做實(shí)測??傮w而言,制藥業(yè)的VOCs排放控制可從四方面著手:
1.源頭控制
包括農(nóng)機(jī)替代和工藝優(yōu)化。農(nóng)機(jī)替代指根據(jù)行業(yè)類型選取揮發(fā)性較差或毒性較低的溶劑。工藝優(yōu)化指選擇高轉(zhuǎn)化率低排放的工藝,如在真空系統(tǒng)中以循環(huán)蒸汽系統(tǒng)取代排放功率較大的單向循環(huán)系統(tǒng)。在實(shí)際操作中,可通過后續(xù)環(huán)評和新上項(xiàng)目準(zhǔn)入條件加以控制,促進(jìn)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(yīng),相對傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng),可使VOCs產(chǎn)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(huán)干燥、溶劑清洗設(shè)備封閉,工藝廢氣循環(huán)利用,這是VOCs產(chǎn)生量最小化的四個(gè)方面。方法:
1.密閉排氣孔
2.惰性保護(hù),如反應(yīng)釜中使用氮?dú)獗Wo(hù)
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(yīng)釜加料
5.排放峰值濃度最小化
3.末端處理
末端處理技術(shù)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行論證。例如,RTO技術(shù)不適合間歇式排放的企業(yè);盡管生物法技術(shù)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(qū)推廣;催化氧化技術(shù)在處理單一廢氣時(shí)效率較高,但處理混合廢氣時(shí),使用廣譜性催化劑會(huì)降低凈化效率,等等。
末端收集設(shè)施的有效性考慮3個(gè)原則:第一要講究安全性,首選寧可是超標(biāo)的,但一定要防火防爆;第二要滿足標(biāo)準(zhǔn);第三要穩(wěn)定,處理技術(shù)排放要穩(wěn)定,復(fù)合也要穩(wěn)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(jìn)行預(yù)處理才能燃燒。
4.運(yùn)行監(jiān)控和排放監(jiān)控
后續(xù)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(huì)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(yè)的廢氣不主要是揮發(fā)性有機(jī)物,還存在鹵素化合物、氨類化合物等多類有機(jī)物。在制藥工藝選擇當(dāng)中,如果單純考慮揮發(fā)性有機(jī)物的控制,其實(shí)是有所偏頗的。因此,在準(zhǔn)備推動(dòng)一項(xiàng)主導(dǎo)工藝時(shí),應(yīng)慎重考慮可能帶來的其他對環(huán)境的間接影響。