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欧宝体育app登录:制药工业污染防治可行技术指南(征求意见稿)pdf

更新时间:2023-11-19 02:30:40   来源:欧宝官网体育app 作者:欧宝体育官网张信哲   

  前言 为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》,防治环境污染,完善环保技术工作体系,制定本指南。 本指南以当前技术发展和应用状况为依据,可作为制药工业(化学合成类、发酵类及制剂类)污染 防治工作的参考技术资料。 本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制订。 本指南起草单位:河北省环境科学研究院、中国环境科学研究院、江苏省环境科学研究院、清华大 学。 本指南由环境保护部解释。 I 目录 前言I  1. 总则1  1.1 适用范围1  1.2 术语和定义1  2. 生产的基本工艺及污染物排放1  2.1 生产工艺及产污环节1  2.2  污染物排放3  3. 制药工业污染防治技术5  3.1 产品生产工艺过程污染预防技术5  3.2 水污染物末端治理技术9  3.3 大气污染物末端治理技术15  3.4  固体废物综合利用及处置技术20  4. 制药工业污染防治可行技术21  4.1 制药工业污染防治可行技术概述21  4.2 工艺过程污染预防可行技术24  4.3 水污染物排放控制可行技术25  4.4 大气污染物排放控制可行技术35  4.5  固体废物回收处理处置可行技术38  附录A 39  (资料性附录)39  制药工业典型产品工艺流程及排污节点39  附录 B 48  制药工业代表性药物废水产生量及废水水质概况48  II 1. 总则 1.1 适合使用的范围 本指南适用于化学合成类、发酵类及制剂类制药工业公司,产品与药物结构相似的兽药 生产企业可参照采用。 生物工程类、提取类、中药类制药工业公司的污染防治可行技术并未包含于本指南中。 1.2 术语和定义 1.2.1 发酵类制药 指通过发酵的方法产生抗生素或其他的活性成分,然后经过分离、纯化、精制等工序生 产出药物的过程,按产品品种类型分为抗生素类、维生素类、氨基酸类和其他类。其中,抗生素 类按照化学结构又分为 β— 内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、多肽类和其他。 1.2.2 化学合成类制药 采用一个化学反应或者一系列化学反应生产药物活性成分的过程。 1.2.3 制剂类制药 指用药物活性成分和辅料通过混合、加工和配制,形成各种剂型药物的过程。 2. 生产的基本工艺及污染物排放 2.1 生产的基本工艺及产污环节 2.1.1 发酵类制药 发酵类制药生产工艺流程一般为:种子培养、微生物发酵、发酵液预处理和固液分离、 提炼纯化、精制、干燥、包装等步骤。种子培养阶段通过摇瓶种子培养、种子罐培养及发酵 罐培养连续的扩增培养,获得足够量健壮均一的种子投入发酵生产。发酵液预处理的主要目 的是将菌体与滤液分离开,便于后续处理,一般会用过滤法处理。提取分从滤液中提取和菌 体中提取两种不同工艺过程,产物提取的方法主要有萃取、沉淀、盐析等。产品精制纯化主 要有结晶、喷雾干燥、冷冻干燥等几种方式。 典型的发酵类制药生产的基本工艺流程及排污节点如图 1 所示。 图 1 发酵类制药生产的基本工艺及排污节点图 1 2.1.2 化学合成类制药 化学合成类制药生产的全部过程主要以化学原料为起始反应物,化学合成类制药的生产的基本工艺主 要包括反应和药品纯化两个阶段。反应阶段包括合成、药物结构改造、脱保护基等过程。具 体的化学反应类型包括酰化反应、裂解反应、硝基化反应、缩合反应和取代反应等。化学合 成类制药的纯化过程包括分离、提取、精制和成型等。分离最重要的包含沉降、离心、过滤和膜 分离技术;提取最重要的包含沉淀、吸附、萃取、超滤技术;精制包括离子交换、结晶、色谱分 离和膜分离等技术;产品定型步骤最重要的包含浓缩、干燥、无菌过滤和成型等技术。 化学合成类制药生产工艺流程及排污节点见图 2 。 反应阶段 G 工艺废气 化学原料 合成(批反应器) 药物结构改造 脱保护基 W 废母液 S反应釜残 G 工艺废气 G 工艺废气 S 固体废物 W 冲洗废水 G 工艺废气 G 工艺废气 成品检验及包装入库 干燥(成型) 精制 提取 分离 G废气 S 固体废物 S 固体废物 S 固体废物 S 固体废物 S 固体废物 W 冲洗废水、 W 工艺废水 工艺废水或废 或废液 溶剂回收 液 纯化阶段 图例 W 废 水 G 废 气 S残液 S 固体废物 图2 化学合成类制药生产工艺及排污节点 2.1.3 制剂类制药 制剂类药物生产工艺过程是通过混合、加工和配制,将具有生物活性的药品制备成成品。 根据制剂的形态可分为固体制剂类、注射剂类及其他制剂类等三大类型。制剂类制药生产工 艺流程及排污节点如图 3 所示。 2 图3 制剂类制药生产工艺及排污节点图 2.2 污染物排放 2.2.1 发酵类制药 2.2.1.1 水污染物排放 发酵类制药废水大部分属高浓度废水,酸碱性和温度变化大、碳氮比低、绝大部分发酵 类制药废水含氮量高、硫酸盐浓度高、色度较高,有的发酵母液中还含有抗生素分子及其它 特征污染物,为废水处理带来一定难度。此外,生物发酵过程需要大量冷却水和去离子水, 冷却水排污和制水过程排水占总排水量的 30% 以上。发酵类制药废水主要污染物有COD、 BOD5 、SS、pH 、色度和氨氮等。发酵类制药废水来源及水质特点见表 1。 表 1 发酵类制药废水水质特点表 废水来源 水质特点 一般水质指标(mg/L ) 包括废滤液(从菌体中提取药物)、废发酵母液(从过滤 产品不同,指标差异也较大 主生产过程 液中提取药物)、其他废母液等。此类废水浓度高、硫酸 COD10000 ;BOD5/COD 在 0.3~ 排水 盐及氨氮含量高,酸碱性和温度变化大、一般含药物残 0.5 ;SS:1000~6000 留,水量相对较小。 包括工艺冷却水(如发酵罐、消毒设备冷却水等)、动力 设备冷却水(如空压机冷却水、制冷剂冷却水等)、循环 辅助过程 冷却水系统排污,水环真空设备排水、去离子水制备过 COD≤ 100 排水 程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。此类废水污染物 浓度低,但水量大、季节性强企业间差异大。 包括容器设备冲洗水(如发酵罐冲洗水等)、过滤设备冲 洗水(如板框压滤机、转鼓过滤机等过滤设备冲洗水)、 冲洗水 COD:1000~10000 树脂柱(罐)冲洗水、地面冲洗水等。其污染物浓度高、 酸碱性变化大。水环真空设备排水与此类水浓度相近。 与企业的人数、生活习惯、管理状态相关,但不是主要 生活污水 同一般生活污水 废水。 3 2.2.1.2 大气污染物排放 发酵类药物生产过程产生的废气最重要的包含发酵尾气、含溶剂废气、含尘废气、酸碱废气 及废水处理装置产生的恶臭气体。发酵尾气气量大,主要成分为空气和二氧化碳,同时含有 少量培养基物质以及发酵后期细菌开始产生抗生素时菌丝的气味,如直接排放,对厂区周边 大气环境质量影响较大。有机溶剂废气主要产生于分离提取等生产工序。 2.2.1.3 固体废物 发酵类药物生产过程产生的固体废物主要为:发酵工序产生的工艺废渣(菌丝体和残余 培养基);脱色、过滤、分离等工序产生的废活性炭、废树脂等吸附过滤介质;粉碎、筛分、 总混、包装、过滤过程产生的粉尘;溶剂回收残液;污水处理站产生的废物(格栅截留物、 污泥等)等。 2.2.2 化学合成类制药 2.2.2.1 水污染物排放 化学合成类制药废水大部分为高浓度有机废水,含盐量高,pH 值变化大,部分原料或 产物具有生物毒性或难被生物降解,如酚类化合物、苯胺类化合物、重金属、苯系物、卤代 烃等。水污染物包括常规污染物和特征污染物,即 TOC、COD、BOD5 、SS、pH 、氨氮、 总氮、总磷、色度、急性毒性、挥发酚、硫化物、硝基苯类、苯胺类、二氯甲烷、总锌、总 铜、总氰化物和总汞、总镉、烷基汞、六价铬、总砷、总铅、总镍等污染物。化学合成类制 药废水来源及水质特点见表 2 。 表 2 化学合成类制药废水来源及水质特点表 废水来源 水质特点 一般水质指标(mg/L ) COD 一般在数万,最高 可达几十万;BOD /COD 包括各种结晶母液、转相母液、吸附残液等,污染物浓度高, 5 母液类 含盐量高,废水中残余的反应物、生成物等浓度高,有一定生 一般在 0.3 以下;含盐量 物毒性、难降解。 一般在数千以上,最高 可达数万,乃至几十万 包括过滤机械、反应容器、催化剂载体、树脂、吸附剂等设备 COD:4000~10000 冲洗废水 及材料的洗涤水。其污染物浓度高、酸碱性变化大。 BOD5:1000~3000 包括循环冷却水系统排污,水环真空设备排水、去离子水制备 辅助过程排水 COD≤100 过程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。 生活污水 与企业的人数、生活习惯、管理状态相关,但不是主要废水。 同一般生活污水 2.2.2.2 大气污染物排放 化学合成类制药企业主要废气污染源包括四部分:蒸馏、蒸发浓缩工段产生的有机不凝 气,合成反应、分离提取过程产生的有机溶剂废气;使用盐酸、氨水调节 pH 值产生的酸碱 废气;粉碎、干燥排放的粉尘;污水处理厂产生的恶臭气体。排放的大气污染物主要有氯化 氢、溶剂(丁酯,丁醇、二氯甲烷、异丙醇、丙酮、乙腈、乙醇等) 、粉尘、NH3 。 2.2.2.3 固体废物 化学合成类制药过程中产生的固体废物主要与化学合成制药各个工段可能采用的工艺 技术有关,大部分为危险废物。生产中产生的危险废物主要有废催化剂、废活性炭、废溶剂、 4 废酸、废碱、废盐、精馏釜残、废滤芯(废滤膜)、粉尘、药尘、废药品等,产生的一般固 体废物主要为废包装材料等。 2.2.3 制剂类制药 2.2.3.1 水污染物排放 制剂类制药废水属中低浓度有机废水,水污染物主要有 pH 、COD、BOD 、SS 等。制 5 剂类制药废水来源及水质特点见表 3 。 表 3 制剂类制药废水水质特点表 废水来源 水质特点 一般水质指标(mg/L ) 纯化水、注射用水制水设备 主要为酸碱废水 pH:1~12 排水 包装容器清洗废水 此部分清洗废水污染物浓度很低,但水量较大 COD 100 ;SS 50 COD 1500 ;SS 150 工艺设备清洗废水 该类废水 COD 较高,但水量较小 BOD5/COD 一般 0~0.5 地面清洗废水 污染物浓度低 COD 400 ;SS 200 COD≤ 300 ;BOD5≤ 200 ; 生活污水 与企业的人数、生活习惯、管理状态相关 SS≤250 ;氨氮≤ 40 2.2.3.2 大气污染物排放 制剂类药物生产过程产生的废气主要为粉碎、过筛、制粒、干燥、总混、分装、填充等 加工工序过程中产生的粉尘。 2.2.3.3 固体废物 制剂类制药工业固体废物大部分为危险废物,主要为废制剂原料、废药品、废活性炭、 废过滤材料等,涉及的一般废物主要为废包装材料等。 3. 制药工业污染防治技术 3.1 产品生产的基本工艺过程污染预防技术 3.1.1 原料使用污染预防技术 3.1.1.1 原材料的替换 采用无毒无害或低毒、低害的原料替代高毒和难以去除高毒的原料,以减少废物的产生 量或降低废物的毒性。如在化学合成中,空气接触氧化替代氧化剂氧化;用水质洗涤液取代 其他溶剂、溶液;选择毒性低的或活性保持时间长的、不易流失的催化剂等;使用未经暴露 (氧化、蒸发)和无杂质与未受到污染的原料;设备清洗时应选用不腐蚀设备且本身易被清 除的清洁剂等。 3.1.1.2 使用无毒或低毒溶剂 应当避免在生产过程中使用对人体有致癌性或可能引起神经中毒、畸变等不可逆毒性, 以及对环境造成危害的溶剂。尽量使用对人体无害的溶剂,包括乙酸、丙酮、苯甲醚、乙酸 乙脂、乙醇、、甲酸乙酯、甲酸等。 5 3.1.1.3 减少发酵过程含氮物质、硫酸盐等物质的使用 发酵过程中为满足发酵微生物次级代谢过程的特定要求,一般控制发酵的 C/N 为 4 左 右,废发酵液中的 BOD /N 一般在 1~4 之间,与废水处理微生物的营养要求〔好氧 20:1 , 5 厌氧(40~60 ):1〕相差甚远,加之硫酸铵、氨水等高含氮物质的使用导致发酵废水氮源 过剩,严重影响后续污水生物治理过程中水处理微生物的生长与代谢,不利于提高废水生物 处理的负荷和效率。同时,发酵过程中为保证菌种的营养或发酵条件,需要加入硫酸盐辅料, 致使废水中的硫酸盐浓度过高,抑制后续厌氧生物处理过程中产甲烷菌的活性,影响厌氧生 化处理的效果。 鼓励在制药生产过程中采用新技术、新工艺,以减少含氮物质、含硫酸盐辅料、含磷物 质、重金属等影响后续污染治理过程及造成二次污染的物质的使用。 3.1.2 药品分离提取工艺过程污染预防技术 制药过程中常采用的药物分离提取技术有溶剂萃取法、直接沉淀法和离子交换吸附法。 为减少污染物排放、提高产品收率、降低生产成本,近年来开发了一些新的产品回收工艺, 例如膜分离法、双水相萃取法等药物提取分离技术。 3.1.2.1 溶剂萃取法技术 采用有机溶剂回收活性药剂或产品,从混合物中制得很少量的产品需经过多种溶剂萃 取。采用溶剂萃取工艺,少量未被回收的有机溶剂进入废水或逸散至空气中,对环境造成污 染。 3.1.2.2 直接沉淀法技术 采用含钙、铜或锌等金属溶液,使产品以金属盐的形式沉淀下来,然后过滤,从剩余固 体物中提取药品。 3.1.2.3 离子交换吸附法 先采用离子交换树脂和活性炭等固体材料吸附产品,再采用溶剂洗脱、浓缩、结晶等方 法提取药物,溶剂采用蒸馏法回收。 3.1.2.4 液膜分离技术 液膜分离技术利用混合物各种成分渗透性能的差异来实现分离、浓缩或是提纯。在液膜 法中提取和解吸同时完成,提高了分离效率,降低试剂消耗量。在萃取分离柠檬酸、提取抗 生素、提取生物碱等医药化工中得到应用。 3.1.2.5 双水相萃取技术 双水相萃取技术依据物质在两相间的选择性分配,从发酵液中直接提取药物,工艺简单, 收率高,避免了发酵液的过滤预处理和酸化操作;不会引起药物活性的降低;所需的有机溶 剂量大幅减少,同时降低了废液和废渣的排放量。 3.1.2.6 酶促、无溶剂技术 酶促、无溶剂技术使得生产抗生素类等药品的原辅材料种类和数量均发生了变化,主要 表现在:使原辅材料种类大幅减少,并提高了原辅材料的利用效率;不再使用有毒有害、易 6 燃、易爆化学危险品,从而消除了这些化学品在运输、贮藏和使用过程中可能对环境造成的 危害,从源头有效地控制了污染物的产生。 3.1.2.7 无机陶瓷组合膜分离技术 无机陶瓷膜是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等材料经特殊工艺制备而成的多孔非对称膜, 其过滤精度涵盖微滤和超滤,可根据物料的粘度、悬浮物含量选择不同孔径的膜,以达到澄 清分离的目的。 利用超滤、纳滤等无机陶瓷组合膜的选择性分离实现料液不同组分的分离、精制与浓缩, 具有耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐高温高压、再生能力强、分离效率高等特点,可代替板框 过滤等传统工艺设备。适用于各类制药工业生产过程的分离、精制与浓缩,尤其是发酵类制 药。 3.1.2.8 纳滤分离浓缩技术 纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,可对小分子有机物与水、无机盐等进 行分离,使脱盐和浓缩过程同时进行。具有常温无破坏、低成本、收率高等特点。适用于各 种制药生产中的分离、精制与浓缩。 3.1.2.9 移动式连续离子交换分离技术 移动式连续离子交换系统是由一个带有多个树脂柱的圆盘和一个多孔分配阀组成,通过 圆盘的转动和阀口的转换,使分离柱在一个工艺循环中完成吸附、水洗、解吸、再生的全部 工艺过程。与传统固定床式离子交换柱法相比,可节约树脂和洗涤水用量,洗脱剂消耗相应 减少,产品总收率有所提高,单位产品原料消耗减少。适用于制药过程分离及精制工艺。 3.1.2.10 高效动态轴向压缩工业色谱技术 动态轴向压缩色谱采用活塞装柱,并在操作过程中保持柱床压缩状态,所填装的色谱柱 柱床均匀、性能稳定、密度高、柱效高、柱性能的再现性好。与传统多次结晶工艺相比,单 位产品溶剂消耗减少,产品质量提高,单位产品运行成本下降。适用于理化性质相近的天然 产物和生物大分子产品的分离制备。 3.1.3 纯水制备工艺过程污染预防技术 3.1.3.1 离子交换树脂技术 离子交换树脂法树脂再生频率较高,再生剂的使用量较大,且产生酸碱废水。 3.1.3.2 二级反渗透技术 反渗透(Reverse Osmosis )制水技术是利用高分子材料经过特殊工艺制成的半透膜(即 反渗透膜),用高压泵对水施加一定的压力使水分子通过一层反渗透膜,从而获得纯净水。 而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)、有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透 膜,留在浓缩水中被排放掉。在多级流程中,将第一级的净化水作为第二级的进水,各级浓 缩液可以单独排出,也可循环至前面各级作为进水。 7 3.1.3.3 反渗透+ 电子混床(EDI )技术 反渗透是一种借助于选择透过(半透过)性膜的工力能以压力为推动力的膜分离技术。 经过反渗透处理的水,为进一步提高水质,除去溶解在水中的微量元素和 CO2 等,可增加 EDI 处理。EDI 是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制 造技术,通过使用由离子膜、离子交换树脂组成的基本单元——膜组件,在直流电的作用下, 无需使用酸碱对树脂进行再生,即可连续不断地长期运行,稳定可靠地制出电阻率高达 18MΩ /cm 的超纯水。 3.1.4 工艺节水技术 3.1.4.1 减少清洗水的用量 (1)采用阀门、喷头等设施控制设备清洗水用量,选用耗水少、效率高的清洗喷头。 (2 )用刮板及刮水器,采用用水量最少、效率高的清洗方法等。 (3 )用最终漂洗水作为下一轮的预洗水。 (4 )采用便于回收利用或处理处置的材料,在固体制剂类药品生产过程中,最终包装 采用铝板,尽量避免药瓶的使用,减少洗瓶废水。 3.1.4.2 超声波洗瓶工艺 超声波洗瓶机利用超声波粗洗及高压水多级重洗,使瓶子达到洁净要求,设备运行稳定, 有利于减少玻璃瓶破损率,西林瓶利用率可达到 100%,生产能力是毛刷洗瓶机的 3~4 倍, 用水量较毛刷洗瓶机减少 1/4。 3.1.4.3 负离子空气洗瓶技术 负离子空气清洗技术是利用产生的负离子风吸附尘埃上的静电去除粉尘,从而达到清洗 的目的,该技术是一种干洗技术,节水、节能、环保、不使用清洗剂,无污染。负离子空气 洗瓶较水清洗瓶费用降低 60 %以上。适用于塑料瓶清洗,不适用于玻璃瓶。 3.1.4.4 三合一无菌制剂生产技术 “制瓶-灌装-封口”三合一无菌灌装技术,是专门为无菌要求极高的行业发展起来的塑料 容器内进行液体无菌灌装的生产技术。在无菌状态下,单机完成制瓶、灌装、封口三项工序, 无需洗瓶,有助节约水和能源消耗,可节约动力部分投资,设备占地面积小,且成品内在质 量高且稳定可靠,单位产品生产成本下降 20% 。适用于无菌制剂塑料容器的吹塑制瓶、灌 装、封口全过程。 3.1.5 有机溶剂回收系统污染预防技术 目前我国制药生产过程中药物提取、精制大多采用溶剂萃取工艺,其中结晶、蒸馏等工 段会产生大量含有有机溶剂的工艺废气,在此过程中如采取有效控制和回收措施,不但可减 少生产过程中有机废气的产生和排放,而且可提高有机溶剂的循环利用率。 3.1.5.1 减少无组织排放技术 生产过程中应采用密闭设备、密闭式操作、密闭原料输送管道,产品、有机溶剂从生产 设备到储存区均为密闭的管道输送。具体措施有:溶剂回收工段选用密闭设备生产,减少无 组织排放,降低有机溶剂的挥发量;泵的轴密封采用双机械密封和非石棉填料密封;在关键 8 部位安装气密密封的阀门;搅拌器采用油密封;原料储存过程中,对于易挥发的原料,采用 内浮顶储罐。 3.1.5.2 真空泵尾气污染预防技术 真空泵尾气经冷凝、炭纤维吸附回收溶剂后排放,真空泵废水送精馏塔回收有机溶剂。 3.1.5.3 蒸馏塔顶不凝气污染预防技术 蒸馏塔顶不凝气、储罐呼吸阀排气、生产过程中逸散的溶剂废气均收集、经冷凝器回收 溶剂后排放,冷凝器宜选用三级冷凝器。 3.1.5.4 有机溶剂脱水渗透汽化膜污染预防技术 渗透汽化膜技术是一种以有机混合物中组分蒸发压差为推动力,依靠各组分在膜中的溶 解与扩散速率不同来实现混合物分离的过程,应用于有机溶剂的脱水,可减少能耗,提高溶 剂回收率。适用于有机溶剂的脱水。 3.1.6 工艺过程污染预防新技术 鼓励开发、应用超临界萃取技术、连续逆流循环、大孔树脂吸附等高效活性物质提取分 离技术,研究酶法、生物转化、膜技术、结晶技术、手性技术等绿色环保、节能降耗的关键 性、共性产业化技术和装备。 3.2 水污染物末端治理技术 制药废水常用的处理技术大多为物化—生物法联用工艺。 3.2.1 物化处理技术 物化处理主要作为生物处理工序的预处理或后处理工序。 3.2.1.1 混凝沉淀/气浮法处理技术 混凝沉淀/气浮法通过投加混凝剂使水中难以自然沉淀的胶体物质以及细小的悬浮物聚 集成较大的颗粒,然后用沉降法或气浮法予以分离。 该法悬浮物去除率 90% 以上。 混凝沉淀/气浮是应用最为广泛的物化处理工艺,一般用于高悬浮物废水预处理和后处 理。 3.2.1.2 电解法处理技术 电解法利用极板间发生的氧化还原反应产生电解断键、电解凝聚气浮或沉降三种作用, 对废水进行预处理。 电解法具有良好的混凝效果,色度、COD 去除率高,同时可提高废水的可生化性。 适用于难降解废水的预处理。 3.2.1.3 微电解(Fe-C )法处理技术 微电解(Fe-C )法是基于电化学中的电池反应,通过氧化还原反应和铁离子对絮体的电 附集、混凝、吸附、过滤等综合作用来处理废水。 COD 去除率 20~50% ,可改善废水的可生化性。具有无需投加药剂,投资小,运行费用 9 低的特点。 适用于难降解废水提高可生化处理性的预处理,在中性或偏酸性条件下应用。 3.2.1.4 Fenton 试剂氧化法处理技术 Fenton 试剂由亚铁盐和过氧化氢组成,利用 Fe2+催化 H O 产生高氧化还原电位的羟基 2 2 •OH ),将废水中的有机物氧化为 CO 和 H O 。 自由基( 2 2 氧化能力强、反应时间短、效果相对稳定、适用范围较大。COD 去除率能够达到 60% 以上。 可用于难降解废水的预处理或废水深度处理。 3.2.1.5 臭氧氧化法处理技术 臭氧氧化法是用臭氧作氧化剂对废水进行净化和消毒处理的方法。 优点是反应迅速,流程简单。缺点是目前生产臭氧的电耗仍然较高,同时需要加强对气 水接触方式和接触设备的研究,提高臭氧的利用率。 适用于含异味和恶臭、含有酚、氰等污染等物质废水的处理,可用于难降解废水的预处 理或废水深度处理。 3.2.1.6 吸附过滤法处理技术 当流体与多孔固体接触时,流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄的现象称 为吸附;通过过滤介质的表面或滤层截留水体中悬浮固体和其他杂质的过程称为过滤。常用 滤料有石英砂、无烟煤、石榴石粒、白云石粒、活性炭等。 悬浮物去除率 90% 以上,运行费用相对较高。 适用于废水深度处理。 3.2.1.7 蒸氨法处理技术 蒸氨法以水蒸汽作为蒸馏热源,并加入氢氧化钠溶液分解废水中固定铵,将氨蒸出,蒸 出的氨汽采用酸或水吸收,蒸完氨的废水送后续生化处理装置处理。 氨氮去除率高,投资较大,可回收氨。 适宜于含高浓度氨氮废水、含低沸点物质废水的预处理。 3.2.1.8 吹脱法处理技术 吹脱法去除氨氮是利用 NH3 与 NH4+ 间的动态平衡,通过调整 pH 至碱性,使氨氮主要 以游离氨形态存在,然后再进行曝气吹脱,从而达到去除氨氮的目的。 氨氮去除率可达 60~90% 。从废水中脱离的氨和挥发性有机物需采取吸收、吸附等手段 进行回收。 适用于含高氨氮废水和含低沸点、易挥发物质废水的预处理,不宜在水温较低时使用。 3.2.1.9 汽提法处理技术 汽提法工作原理与吹脱法相同,只是使用的介质不同,汽提法使用的介质是水蒸气,使 载气与废水充分接触,导致废水中的溶解性气体和某些挥发性物质向气相转移,从而达到脱 除水中污染物的目的。 氨氮去除率可达 60~90% 。从废水中脱离的氨和挥发性有机物需采取吸收、吸附等手段 10 进行回收。 适用于含高氨氮废水和含低沸点、易挥发物质废水的预处理。 3.2.1.10 多效蒸发处理技术 多效蒸发过程中,利用一次蒸发使废水沸腾汽化的二次蒸汽作为下一个蒸发器的热源, 连续多级串联加热,废水与二次蒸汽呈逆行串联浓缩,与单效蒸发相比,可节省 40~50% 的能量。 该法盐去除率 95% 以上,能耗高、运行费用大,且生成的残液或渣应按危险废物处置。 适用于高含盐废水处理。 3.2.1.11 刮板薄膜蒸发处理技术 采用固定刮板薄膜蒸发、浓缩、结晶、回收硫酸铵、硝酸铵作肥料或回用。 适用于铵盐含量高达 5~10%的废水。 3.2.2 厌氧生物处理技术 3.2.2.1 升流式厌氧污泥床(UASB )处理技术 在厌氧条件下,UASB 反应器通过沉淀性能好、生物活性高的颗粒或絮状污泥与废水的 充分混合,利用微生物的代谢,达到去除有机物质效果。 用于处理制药废水,COD 负荷一般 3~10kg/m3·d,COD 去除率 50~90%,产生的沼气可 收集利用,投资较低,但抗冲击能力较差。 适用于高浓度有机废水处理,进水悬浮物一般控制在 1000 mg/L 以下。 3.2.2.2 厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB )处理技术 EGSB 反应器中维持高的上升流速,颗粒污泥处于膨胀悬浮状态,从而保证废水中的有 机物与厌氧污泥充分接触,大分子有机物通过微生物代谢转化为小分子物质,如二氧化碳和 甲烷。 EGSB 反应器对于硫酸根、氨氮等有毒物质的承受能力较强。处理制药废水时有机容积 负荷一般高于 UASB ,COD 去除率可达 50~90%,占地面积小,抗冲击负荷能力强。 适用于处理高浓度且具有一定生物毒性的有机废水。 3.2.2.3 厌氧流化床(AFB )处理技术 厌氧流化床一般为柱状反应器,内装细而轻的载体(粒径小于 l mm ),比表面积可高达 2 3 2000~3000 m /m ,采用固体颗粒流态化技术,促进了生物膜与废水界面的更新,具有较强 的有机物净化能力。 厌氧流化床有机容积负荷高,耐冲击负荷,能耗大,运行成本较高。 适用于处理高浓度且具有一定生物毒性、含盐较低的有机废水。 3.2.2.4 复合式厌氧污泥床(UBF )处理技术 UBF 反应器下部有污泥床层,中上部安装固定填料,污水以升流式与床体污泥、填料 上生物膜不断接触反应,其中有机物得到吸附、分解。UBF 反应器具有厌氧污泥和生物膜 相结合的特点。 该法处理效率高,占地面积小,适应性强,处理制药废水时有机负荷一般介于 UASB 、 11 EGSB 反应器之间。 适用于处理高浓度且含盐较低的有机废水。 3.2.2.5 厌氧内循环反应器(IC )处理技术 IC 反应器高径比一般可达 4~8 ,反应器的高度达到20 m 左右。整个反应器由第一厌氧 反应室和第二厌氧反应室叠加而成。每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器。 3 IC 反应器容积负荷 10~30 kg/m ·d,抗冲击负荷能力高,COD 去除率 60~80% 。 适用于处理污染物以碳氢化合物为主的高浓度有机废水。 3.2.2.6 折流板反应器(ABR )处理技术 ABR 反应器中使用一系列垂直安装的折流板,使水流在反应器内的流径和总长度增加, 生物固体被有效的截留在反应器内,从而达到较好的处理效果。 ABR 具有较强的耐浓度冲击能力和对毒物冲击适应能力,稳定性好;构造简单、能耗 低、投资省。多用于水解酸化,有效改善废水的可生化性。 适用于处理可生化性较差的高浓度难降解有机废水。 3.2.2.7 水解酸化处理技术 水解酸化工艺能够将不溶性有机物水解为溶解性有机物,将难生物降解的大分子物质转 化为易生物降解的小分子物质,从而改善废水的可生化性。 水解酸化对 COD 的去除率不一定很高,但可使废水的可生化性显著提高,抗冲击负荷 能力强,停留时间短,投资及运行费用低。 适用于难降解有机废水的预处理。 3.2.2.8 两相厌氧反应器处理技术 两相厌氧工艺就是人为地将水解酸化菌群和产甲烷菌群分别设置在两个不同的反应器 中,使产酸相反应器和产甲烷反应器均处于最优工况,总体负荷比单相工艺有明显提高。 两相厌氧工艺运抗冲击负荷能力强,COD 去除率可达 80%以上,能够处理高硫酸盐废 水,产酸段对硫酸盐的去除率可达 70% 以上。 适用于处理悬浮物浓度高的或含硫酸根、重金属等有毒物质及难降解物质的高浓度有机 废水。 3.2.3 好氧生物处理技术 3.2.3.1 传统活性污泥法处理技术 活性污泥法是在曝气条件下,利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,分解去除污 水中有机污染物的处理技术。 传统活性污泥法具有工艺稳定,有机物去除率高等优点,但容积负荷较低,占地面积、 基建投资和动力消耗大,抗冲击负荷能力较差。 适用于处理净化程度和稳定性要求较高的低浓度有机废水。 3.2.3.2 接触氧化法处理技术 在曝气池中装入填料,利用填料表面生长的生物膜和悬浮活性污泥中微生物的联合作用 净化污水。 12 该法固定微生物种类多、食物链长,COD 去除率一般较高,可达 90~95%,氨氮硝化作 用较强,对于难降解有机物也有一定处理效果。 适用于在较低负荷下处理出水指标要求较高的低浓度有机废水。 3.2.3.3 吸附生物降解法处理技术(AB 法) AB 法是吸附-再生工艺的简称,A 段以高负荷或超高负荷运行,污泥负荷是普通活性污 泥的数倍以上;B 段以低负荷运行。 AB 工艺污染物去除效果好,出水水质稳定,抗冲击负荷能力强,具有良好的除磷效果, 投资及运转费用较低,污泥产率高。 适用于处理浓度较高、难降解、水质水量变化较大的有机废水。 3.2.3.4 曝气生物滤池(BAF )处理技术 BAF 集生物氧化和截留悬浮固体于一体,污水通过滤料层,水体含有的污染物被滤料 层截留或吸附,并被滤料上附着的生物降解转化,同时所产生的污泥保留在过滤层中。 曝气生物滤池有机负荷高,占地面积小。对进水悬浮物要求较严,反冲洗水量较大。 适用于有机废水深度处理,进水悬浮物要求一般小于 60mg/L 。 3.2.3.5 间歇曝气活性污泥法(SBR )及其变形工艺(CASS、ICEAS、UNITANK 、CAST 等) 处理技术 间歇曝气活性污泥法(SBR )是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术, 其技术核心是 SBR 反应池,集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体,无污泥回流系 统,运行上按时间顺序间歇操作。CASS 和 ICEAS 在反应器进水端增加生物选择器,可实 现连续进水。UNITANK 系统由 3 个矩形池组成,可以通过时间及空间上的控制及曝气、搅 拌的控制,使 3 个池内形成好氧、缺氧或者厌氧环境,实现多种工艺目的,如:碳源有机物 的去除、脱氨或者除磷。 间歇曝气活性污泥法具有无需回流、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除 率高、出水效果好、脱氮除磷效果好等优点。 适合处理水质、水量波动较大的有机废水处理。 3.2.3.6 膜生物反应器(MBR )处理技术 膜生物反应器(MBR )组合工艺是将高效微滤或超滤膜分离技术与传统生物处理法结 合在一起的处理技术,以膜组件取代传统二沉池,以达到更好的固液分离效果。 该法占地面积小,耐冲击负荷强,污泥产量少。COD 去除率较一般处理工艺高,在 90% 以上。 适用于出水水质要求较高的有机废水处理。 3.2.3.7 氧化沟法处理技术 氧化沟是平面呈椭圆环形或环形跑道式的活性污泥处理构筑物,因其构筑物呈封闭的沟 渠而得名。普通氧化沟属低负荷延时活性污泥法。常用曝气转刷充氧和推动水流,保持污泥 的悬浮状态。目前,已在普通氧化沟工艺技术的基础上,开发出多种类型氧化沟新工艺,如 奥贝尔(Orbel )型氧化沟、卡鲁塞尔氏氧化沟、交替工作型(包括三沟式氧化沟)等。 氧化沟工艺处理效果稳定、耐冲击负荷能力强,可实现生物脱氮,但存在占地面积大、 13 动力效率低等问题。 适用于各种可生化降解的有机废水处理。 3.2.3.8 生物流化床法处理技术 生物流化床处理技术是借助流体(液体、气体)使表面生长着微生物的固体颗粒(粒径 0.2~0.5 mm 的载体)呈流态化,同时降解废水中有机污染物的处理技术。 该法具有容积负荷大、抗冲击负荷、设备紧凑、占地面积小但动力消耗大、操作较复杂 等特点。 适用于各种可生化降解的有机废水处理。 3.2.4 新技术 3.2.4.1 移动床生物膜反应器MBBR 处理技术 MBBR 工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,每个载体内外均具有不 同的生物种类,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,填 料在反应器内混合液回旋翻转的作用下自由移动,从而提高了处理效果。 MBBR 反应器既具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少的特点,又具有 活性污泥法的高效性和运转灵活性。 适用于现有污水处理厂升级改造。多级联用可处理高浓度废水,具有一定脱氮效果好。 3.2.4.2 优势菌强化生物处理技术 优势菌技术是将某一种或几种特定的微生物菌群投加到某一生物反应器中,使其在数量 或质量上形成优势菌群,从而达到提高处理能力和效果的目的。目前已有应用的有光合细菌、 基因工程菌等。 (1)光合细菌(Photosynthetic Bacteria ,PsB ) 光合细菌是能进行不放氧光合作用的一大类细菌总称,能有效去除废水中的有机物、氮、 磷和硫化物。工艺简单,处理成本低,运行稳定,作为副产物的菌体可进行综合利用。 (2 )基因工程菌 是指将所需的某一供体生物的遗传物质 DNA 分子提取出来,在离体条件下切割后,把 它与作为载体的 DNA 分子连接起来,导入某一受体细胞中,让外来的遗传物质在其中进行 正常的复制和表达,从而获得的新物种菌。在常规生物处理方法中接种基因工程菌,可加强 对难降解有机污染物的去除,强化处理效果。 3.2.4.3 新型生物脱氮技术 (1)同时硝化反硝化 当硝化与反硝化反应在同一个反应器中同时进行时,称为同时硝化反硝化 (SND,Simultaneous Nitrification and Denitrification)。与传统生物脱氮技术相比,SND 技术 具有节省反应器体积、缩短反应时间和节省碱度等优点。 (2 )亚硝酸型(短程)硝化反硝化 短程硝化反硝化是利用亚硝酸菌和硝酸菌生物特性的差异,在特定的环境条件下使硝酸 14 菌的生长受到抑制,将硝化过程控制在亚硝化阶段,然后直接进行反硝化。短程硝化反硝化 可节约生物脱氮所需碳源 40% 。对于低 C/N 的高氮废水,采用此技术进行脱氮具有一定的 可行性。 技术的关键在于如何形成亚硝化菌群的富集。 (3 )厌氧氨氧化 厌氧氨氧化(ANAMMOX, Anaerobic AmmoniumOxidation ))是在缺氧条件下,以亚硝 酸氮为电子受体,利用自养菌将氨氮直接氧化为氮气而实现脱氮的过程。与传统生物脱氮技 术相比,该技术可减少耗氧、降低能耗和节省可观的中和药剂,对于解决可生化性差的高氨 氮废水脱氮问题具有重要的现实意义。 技术关键在于有效解决厌氧氨氧化菌种来源、菌体增殖和持留问题。 3.3 大气污染物末端治理技术 3.3.1 制药粉尘废气处理技术 制药企业的含尘废气主要产生于干燥、压片、填充等生产工序,常用治理技术包括旋风 式除尘技术、袋式除尘技术、水膜除尘技术等。 3.3.1.1 旋风除尘处理技术 旋风除尘技术是利用旋转的含尘气流所产生的离心力,将颗粒污染物从气体中分离出来 的技术。 该技术投资成本低,可用于处理高温、高压、腐蚀性含尘气体;除尘效率 70~90%,可 与其他技术联合使用。 适用于粒径>8µm 的制药粉尘治理。 3.3.1.2 袋式除尘处理技术 袋式除尘技术是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行净化。 该技术适用范围广,除尘效率 99% 。收集的粉尘可作为原料回收或固态废料处置。 适用于粒径 1 µm 的制药粉尘治理。 3.3.1.3 水膜除尘处理技术 水膜除尘技术是指粉尘颗粒通过与水雾碰撞、凝聚成大颗粒后被除掉,或通过惯性和离 心力作用被捕获。 该技术投资、运行成本低,能够捕集易燃易爆物;除尘效率 70~90%,可与其他技术联 合使用。 适用于粒径 5 µm 的制药粉尘治理。 3.3.2 有机废气处理技术 制药企业的有机废气主要来自于合成、提取和精制等生产工序的反应、萃取分离、溶剂 蒸馏回收以及输送、存储等过程。 有机废气常见的处理工艺有两类:一类是破坏性方法,如燃烧法等主要用于处理无回收 价值或有一定毒性的气体;另一类是非破坏性的,即吸收法、吸附法、冷凝法。新发展的处 理技术包括生物法、脉冲电晕法、臭氧分解法、等离子体分解法等。 15 3.3.2.1 冷凝法处理技术 冷凝法是利用物质在不同温度下的饱和蒸汽压不同,通过降低温度或提高压力,使蒸汽 状态的废气中挥发性有机成份冷凝分离出来的技术。 该技术所需设备操作条件简单,回收物质纯度高,但废气处理效率不高,该技术常采用 多级组合形式或作为燃烧、吸附等净化方法的前处理。 适用于高浓度、沸点大于 38℃的有机废气的治理。 3.3.2.2 吸附回收处理技术 吸附法是指使用活性炭、碳纤维等合适的吸附剂对废气中有机成份进行物理吸附,使其 从废气混合物中分离的方法。 该技术净化效率95% ,具有结构简单、性能稳定、维护管理容易、适用范围广等特点, 但废吸附剂如果处理不当,会造成二次污染。 适用于浓度 8000 mg/m3 、湿度 50% 的有机废气的治理。 3.3.2.3 吸收法处理技术 吸收法是指使用溶液、溶剂或清水吸收废气中的目标成份,使其与废气分离的方法。 该技术适用范围广,对废气浓度限制较小,产生的废溶剂、溶液、废水需要进一步回收 或处理,避免造成二次污染。 适用于较大风量、尤其是含有颗粒物的有机废气的治理。 3.3.2.4 燃烧法处理技术 燃烧法是指将废气中的有机物作为燃料烧掉或将其在高温下进行氧化分解的方法。 该技术净化效率高,可回收一部分热量,但不能对有机废气进行回收,而且需消耗一定 的能源,燃烧后的废气易形成二次污染。 适用于中、高浓度且无回收价值或有一定毒性的有机废气的治理。 3.3.2.5 催化燃烧法处理技术 催化燃烧法是指在催化剂的作用下,使废气中有机成份在温度较低的条件下氧化成 CO2 和 H O 的方法。 2 该技术可以降低有机废气的起始燃烧温度,但不能对废气中有机成份进行回收。 适用于各种浓度、无回收价值的有机废气的治理。 3.3.2.6 吸附+催化燃烧处理技术 吸附+催化燃烧技术是结合吸附净化,脱附再生并浓缩有机废气和催化燃烧的原理,即 将有机废气通过活性炭吸附达到净化空气的目的,当活性炭吸附饱和后再利用热空气脱附使 活性炭得到再生,脱附出浓缩的有机物被送往催化燃烧床进行燃烧,有机物被氧化成 CO2 和 H O 。 2 该技术对大风量,低浓度有机废气净化效率高,燃烧产生的热量可回收利用,但不能对 废气中有机成份进行回收。 适用于低浓度、无回收价值的有机废气的治理。 16 3.3.3 发酵尾气处理技术 发酵制药过程中会产生发酵尾气,主要含 CO2 、水蒸汽和部分发酵代谢产物。目前,国 内企业针对发酵尾气的处理方法不多,尾气一般直接排空,生产方式比较粗放。有些企业采 用 NaClO 和水喷淋两级吸收法,取得了一定的治理效果。 3.3.3.1 两级喷淋吸收法处理技术 两级吸处理技术采用 NaClO 和水作为吸收剂对发酵尾气进行两级喷淋吸收治理。 该技术对发酵尾气浓度限制较小;产生的废吸收液可能造成二次污染,需要进一步处理。 适用于发酵尾气的治理。 3.3.4 酸碱废气处理技术 在制药生产过程中,调节 pH 值和其他使用盐酸、氨水的工序,会有氯化氢和氨的部分 挥发,产生酸碱废气。 3.3.4.1 吸附法处理技术 吸附法是指使用适当的吸附剂对酸碱废气进行物理吸附,使其从废气混合物中分离的方 法。 该技术净化效率 95% ,但废吸附剂处理不当,会造成二次污染。 适用于中、高浓度酸碱废气的治理。 3.3.4.2 酸碱吸收法处理技术 酸碱吸收法是指使用酸性或碱性吸收液吸收废气中的碱性或酸性成份,使其与废气分离 的方法。 该技术适用范围广,对废气浓度限制较小;但产生的废吸收可能造成二次污染,需要进 一步处理。 适用于较大气量酸碱废气的治理。 3.3.4.3 冷凝法处理技术 原理同前,适用于高浓度 HCl 废气的治理。 3.3.4.4 降膜法处理技术 降膜法是指以水为吸收剂,用降膜式吸收器吸收HCl 废气。 该技术吸收效率高、吸收强度高、操作稳定、控制方便。 适用于高浓度 HCl 废气的治理。 3.3.5 恶臭气体处理技术 制药企业恶臭气体主要产生于生产环节和污水处理系统,产生的恶臭气体以硫化氢、甲 硫醇和氨等为主要成份。常用的恶臭气体处理技术包括吸收法、吸附法、生物法和土壤法。 3.3.5.1 吸收法处理技术 原理同前,该技术适用于大风量、以水溶性恶臭成份为主的恶臭气体的治理。 17 3.3.5.2 吸附法处理技术 原理同前,该技术适用于多组分恶臭气体的治理。 3.3.5.3 生物法处理技术 生物法是指利用生物的代谢活动,使恶臭物质氧化降解为无臭物质。恶臭污染物与水接 触,溶于水中转化为液相中的分子或离子。溶液中的恶臭成份被微生物吸附、吸收,恶臭成 分从水中转移至微生物体内。进入微生物细胞中的有机物在各种细胞内酶的催化作用下,被 微生物氧化分解,最终转化为 H2O 和 CO2 等稳定的无机物。 该技术运行管理简单,处理成本低,无二次污染,但效果不够彻底、稳定。 适用于成份以水溶性为主、易生物降解的恶臭气体的治理。 3.3.5.4 土壤法处理技术 土壤法是指利用土壤中生存的微生物,在臭气通过土壤时将其成分吸附并降解的技术。 该技术管理简单,运行费用低,无二次污染,但易受自然条件的限制。 适用于成份易降解的恶臭气体的治理。 3.3.6 沼气净化技术 废水的厌氧处理会产生大量沼气。沼气中含有 H2S,含量最高可达 2%左右,如果直接 用做燃料,会对环境造成污染,且将对输气管道、贮气柜和用气设备造成严重腐蚀,因此, 沼气在贮存和利用之前必须经过脱硫处理。沼气脱硫后可综合利用于沼气锅炉供热或沼气发 电。 3.3.6.1 干法脱硫处理技术 通过含有氧化铁的填料层,其中硫化氢与氧化铁反应生成硫化铁的一种脱除硫化氢的方 法。 该技术脱硫效率高,工艺过程简单,能耗低,但需要及时更换填料以确保效果。 适用于气量较小、硫化氢浓度 5 g/m3 的沼气净化。 3.3.6.2 湿法脱硫处理技术 湿法脱硫是以碱性溶液为吸收剂,加入载氧体催化剂,在脱硫塔内与沼气逆流接触吸收 并氧化其中的硫化氢,产生单质硫,而后在再生设备中利用空气中的氧将被还原的催化剂氧 化,恢复催化活性,循环利用。 该技术运行费用低,脱硫效率高,但操作管理要求较高,产生的废吸收液可能造成二次 污染。 适用于高浓度含硫沼气的净化。 3.3.7 大气污染物治理新技术 3.3.7.1 有机废气生物处理技术 有机废气生物处理技术是指利用附着在滤料介质中的微生物吸附分解废气中的有机物, 将其转化为 CO 、H O 和细胞物质等的方法。有机废气的生物处理可分为生物滤池法、生物 2 2 滴滤法和生物洗涤法。 该技术适用于低浓度有机废气的治理,该方法操作简便,处理成本低,无二次污染,处 18 理效率较高。 3.3.7.2 有机废气脉冲电晕法处理技术 脉冲电晕法基本原理是通过前沿陡峭、脉宽窄(纳秒级)的高压脉冲电晕放电,能在常 •OH 等活性粒子,与有害分子 温、常压下获得非平衡等离子体,即产生大量高能电子和 O、 进行氧化降解反应,使污染物最终转化为无害物。 该技术工艺流程简单、产生污染少,但投资较大,不宜用于处理含有易燃易爆成份的有 机废气。 3.3.7.3 臭氧分解法处理技术 臭氧分解法是利用高能臭氧气体的强氧化作用裂解有机废气、恶臭气体成份的化学键, 使其降解转变成低分子化合物,如 CO 、H O,达到净化、脱臭及杀灭细菌的目的。 2 2 该技术适用于中低浓度有机废气、恶臭气体的治理,该技术工艺流程简单、操作简便, 无二次污染产生,处理成本低。 3.3.7.4 低温等离子体分解法处理技术 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电 压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。低温等离子体 降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子与废气中的污染物反应,激活、电离、 裂解污染物各组分,使之在极短的时间内发生分解,并产生后续等一系列反应,已达到消除 各种污染物的目的。 该技术适用于中低浓度有机废气、恶臭气体的治理,工艺流程简单、产生污染较小,运 行成本不高,但投资较大,不宜用于处理含有易燃易爆成份和湿度较大的有机废气。 3.3.7.5 低温等离子体分解+催化氧化法处理技术 该技术将低温等离子体分解和催化氧化法处理技术结合,以提高有机废气的处理效率。 催化氧化是指使用合适的催化剂,以空气、氧气、臭氧等为氧化剂进行氧化反应,使有机物 反应生成 CO 和 H O 等无机物的方法。 2 2 该技术污染物去除率高,但投资费用较高。 该技术适用于处理大气量、中低浓度的废气,不宜用于处理含有易燃易爆成份的有机废 气。 3.3.7.6 光催化氧化处理技术 光催化氧化技术是在外界可见光的作用下发生催化作用,光催化氧化反应是以半导体及 空气为催化剂,以光为能量,将有机物降解为 CO 和 H O 。在光催化氧化反应中,通过紫 2 2 外光照射在催化剂上产生电子空穴对,与表面吸附的水份(H O )和氧气(O )反应生成氧 2 2 • 2- - 化性很活泼的羟基自由基( OH )和超氧离子自由基(O 、O )。能够把各种有机废气、恶 臭气体在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO )、水(H O )以及其他无毒无害物质, 2 2 同时具有除臭、消毒、杀菌的功效。 19 该技术适用于有机废气、恶臭气体的净化,工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染, 但运行成本较高。 3.3.7.7 沼气生物脱硫技术 沼气生物脱硫技术是指含硫沼气中的硫化氢在微生物的作用下氧化生成单质硫,从沼气 中脱除的技术。生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法。 该技术产生污染少,能耗低,不需要催化剂和氧化剂,但过程不易控制,条件要求苛刻。 适用于低浓度含硫沼气的处理。处理效率 90% 。 3.4 固体废物综合利用及处置技术 3.4.1 发酵菌渣的处置技术 发酵菌渣包括菌丝体和残余培养基,目前常用处置方式为干燥加工处理后作为饲料或饲 料添加剂,或作为肥料进行综合利用。 根据国家相关法规政策,要求生产抗生素类药物产生的菌丝废渣应作为危险废物处置; 生产维生素、氨基酸及其他发酵类药物产生的菌丝废渣经鉴别为危险废物的,应作为危险废 物处置。 目前,对抗生素菌渣的处理,还在寻求妥善的处置途径。许多制药企业开展了抗生素菌 渣无害化处置和不同用途的研究,例如用青霉素菌渣制抗生素发酵原料(代替豆饼粉)的研 究;抗生素菌渣无害化处理后制菌体蛋白做饲料添加剂的研究;利用酶催化降解青霉素菌渣 中残留青霉素后制粒烘干制成有机肥的研究;利用新型干化技术及设备对发酵菌渣进行干化 制成有机肥的研究;另还开展了抗生素菌渣干燥后焚烧发电、制造复合燃料、生产工业原料 等实验室研究。 鼓励开发发酵菌渣在生产的基本工艺中的再利用技术,以及无害化处理技术、综合利用技术。 3.4.2 污泥处理处置技术 废水处理过程中产生的剩余污泥脱水技术包括:浓缩、压滤脱水、真空脱水、干化等。 经脱水后的污泥按照《国家危险废物名录》和《危险废物鉴别标准》进行识别或鉴别,非危 险废物的按一般废物处置。 3.4.3 其他废物 制药企业产生的其他废物还包括:高浓度釜残液,废药品、废试剂原料、含有或者直接 沾染危险废物的废包装材料、废滤芯(膜),除尘设施捕集的不可回收的药尘,废活性炭等。 按国家相关政策法规,上述废物均为危险废物。目前,国内较大规模企业基本按危险废物处 置上述废物,但一些企业也存在着不规范弃置的问题。 3.4.4 新技术 3.4.4.1 灭活+ 内循环厌氧反应器(IC )处理技术 利用微生物代谢过程中产生的酶类降解菌渣中的抗生素,从而达到菌渣中抗生素无害化 目的,实现菌渣灭活处置。利用IC 厌氧处理工艺,将预处理后的菌渣与废水混合后进行厌 氧处理。 20 3.4.4.2 热水解+菌渣、污泥联合厌氧消化集成技术 热水解处理使菌渣中部分有机物发生溶解和水解,大幅削减菌渣中的抗生素残留和凯式 氮,有效减轻对厌氧消化的影响。热水解后的菌渣与废水处理产生的剩余污泥联合进行固体 化厌氧消化,将有机质转化为沼气,并彻底消除抗生素残留,沼渣经鉴别后如非危险废物, 可用于生产有机肥。 3.4.4.3 高温灭活+烘干造粒处置技术 用高温灭菌,不仅可杀死一般的细菌、真菌等微生物,对芽胞、孢子也有杀灭效果,是 最可靠、应用最普遍的物理灭菌法。”高温灭活+烘干造粒”处置后的的菌渣经鉴别后如非危 险废物可用于生产有机肥。 3.4.4.4 菌渣炭化处置技术 菌渣通过干燥、干馏、活化、冷凝、再燃烧、尾气处理等工艺过程,每百公斤干菌渣可 以生产60 公斤活性炭,10 公斤焦油,从而实现药渣资源化利用。应用示范于青霉素或土霉 素菌渣无害化、资源化的处置。 4. 制药工业污染防治可行技术 4.1 制药工业污染防治可行技术概述 制药工业污染防治可行技术包括工艺过程污染预防可行技术、水污染物排放控制可行技 术、大气污染物排放控制可行技术、固体废物处置可行技术。 发酵类制药工业污染防治可行技术组合见图 4 。 化学合成类制药工业污染防治可行技术组合见图 5 。 制剂类制药工业污染防治可行技术组合见图 6 。 21 原料 无毒或低毒溶剂 减少含氮物质、含硫酸盐、含 磷等物质的使用 种子培养 活性炭吸附 酸碱吸收+生物净化工艺 G W G发酵尾气 恶臭 次氯酸钠+水两级吸收技术 发酵 多效蒸发处理技术 氨吹脱处理技术 生产抗生素类药物产生的菌丝废 混凝沉淀/气浮处理技术 渣应作为危险废物处置;生产维 G沼气 湿法脱硫技术 微电解处理技术 生素、氨基酸及其他发酵类药物 干法脱硫技术 Fenton试剂法处理技术 产生的菌丝废渣经鉴别为危险废 厌氧-好氧处理技术 物的,按照危险废物处置。 鼓励开发发酵菌渣在生产的基本工艺中 分离、提取、纯化 的再利用技术、无害化处理技 S污泥 术、综合利用技术,研发危险废 物厂内综合利用技术。 S发酵菌渣 液膜法 W S污泥 生产中的釜残液作为危险废物进 釜残液 双水相萃取法 浓缩+压滤 填埋、焚烧等 行安全处置。 无机陶瓷组合膜分离技术 纳滤分离浓缩技术 移动式连续离子交换分离技术 S固废、 按危险废物处 有机溶剂回收 G酸碱废气 残液 置 酸、碱吸收法技术 G 渗透汽化膜蒸发技术 G粉尘 旋风除尘器-袋式除尘器 干燥 G 有机溶 剂废气 活性炭吸附回收技术 吸附催化净化技术 吸收法技术 W 废 水 三级冷凝器回收技术 生产工序 产品 G 废 气 S 固态废料 污染预防技术 物料走向 污染治理技术 污染排放 图4 发酵类制药工业污染防治可行技术组合 22 图 5 化学合成类制药工业污染防治可行技术组合 图 6 制剂类制药工业污染防治可行技术组合 23 4.2 工艺过程污染预防可行技术 4.2.1 原料使用污染预防可行技术 制药工业原料使用污染预防可行技术见表 8。 表 8 制药工业原料使用污染预防可行技术 可行技术 目的 技术适用性 减少废物的产生量或降低废物的毒 使用无毒、无害或低毒、低害的“环境 所有化学合成类、发酵类制 性,防止或减少有毒有害物质进入 友好型”原料 药企业 环境 鼓励在制药生产的全部过程中采用新技术、新 降低生产废水中的氨氮、硫酸盐、 所有化学合成类、发酵类制 工艺,减少含氮物质、含硫酸盐辅料、 磷浓度,提高厌氧生化处理效果 药企业 含磷物质、重金属等物质的使用 4.2.2 药品分离提取工艺过程污染预防可行技术 制药工业生产药品分离提取精制工艺过程污染预防可行技术见表 9 。 表 9 制药工业生产药品分离提取工艺过程污染预防可行技术 可行技术 目的 技术适用性 采用离子交换吸附法、液膜法、双水相 萃取法、酶促、无溶剂技术、无机陶瓷 膜组合膜分离技术、纳滤分离浓缩技 减少溶剂使用量;减少废水产生量, 生产的全部过程中的分离、提取精 术、移动式连续离子交换分离技术、高

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