制药行业作为医疗健康领域的重要组成部分,其生产过程中产生的废气问题日益受到社会关注。制药废气成分复杂,含有多种挥发性有机化合物(VOCs)、硫化物、氮氧化物等有害物质,若未经妥善处理直接排放,将对环境和人体健康构成严重威胁。因此,制药企业需要采取有效的废气处理措施,确保废气排放符合国家环保标准。本文将详细介绍制药废气的来源、处理工艺流程以及具体案例,为制药企业提供有价值的参考。
制药废气主要来源于以下几个方面:
原料药合成:在合成原料药的过程中,会使用大量的有机溶剂(如DMF、甲醇、乙醇等),这些溶剂在反应过程中会挥发,形成VOCs废气。
发酵过程:生物制药中,发酵过程会释放二氧化碳、有机酸等气体,这些气体也是废气的一部分。
溶剂挥发:在药物制备过程中,使用的溶剂在加热、搅拌、干燥等环节会挥发至空气中,形成废气。
清洗和消毒:设备清洗和生产区域的消毒过程中,会产生含有消毒剂成分的废气。
烘干和蒸发:药物成品或中间体的干燥、蒸发操作同样会释放废气。
制药废气处理工艺流程通常包括以下几个步骤:
废气收集:通过设置集气罩、管道等装置,将生产过程中产生的废气集中收集起来,防止其无组织排放。
预处理:收集到的废气可能含有颗粒物、水分等杂质,需要进行预处理,包括除尘、除雾等措施,以确保后续处理设备的正常运行。
主体处理:根据废气的成分和排放标准,选择合适的处理方法进行主体处理。常见的处理方法包括吸附法、冷凝法、吸收法、燃烧法及生物法等。
尾气处理与排放:经过主体处理后的废气可能仍含有少量有害物质,需要进行尾气处理,如再次吸附、化学洗涤等,以确保排放达标。处理达标后的废气通过排气筒排放至大气中。
监测与管理:对处理后的废气进行排放监测,安装在线监测设备实时监测废气的排放浓度和成分,确保废气排放符合相关标准和法规要求。同时,建立废气处理设施的运行管理制度,确保设施的稳定运行和有效维护。
项目背景:该制药厂在原料药合成过程中产生大量高浓度VOCs废气,主要成分包括丙酮、甲苯、二氯甲烷等,废气流量较大且浓度波动范围大。
处理方案:采用活性炭吸附-催化燃烧联合处理工艺。废气首先通过多级活性炭吸附床进行吸附处理,降低VOCs浓度;当活性炭吸附接近饱和时,通过热空气将吸附的有机物脱附出来,使有机物浓缩在较小的气流中;脱附后的高浓度VOCs废气进入催化燃烧装置进行燃烧处理,转化为无害的二氧化碳和水。同时,催化燃烧产生的热量部分用于预热进入的废气,部分用于活性炭的脱附再生,实现了能量的回收利用。
处理效果:经过该联合处理工艺后,废气中的VOCs排放浓度稳定控制在50mg/m3以下,远低于国家标准。处理效率达到98%以上,有效解决了高浓度VOCs废气的排放问题。
项目背景:该生物制药企业在药物提取和精制过程中产生含有高浓度乙醇、乙酸乙酯等VOCs的油烟废气。废气温度在40-60℃,流量根据生产批次有所变化,VOCs浓度高。
处理方案:采用冷凝回收+吸收法组合工艺。废气首先通过间接冷凝方式冷却至-10-0℃,使高沸点有机物凝结成液态并回收;冷凝后的废气进入吸收塔,采用水作为吸收剂吸收乙醇等水溶性VOCs。吸收后的废水经过蒸馏等后续处理回收乙醇,实现水资源的循环利用。
处理效果:该组合工艺对制药厂废气的处理效果显著,废气排放浓度符合当地环保标准(低于100mg/m3),处理效率达到96%以上。通过冷凝回收和吸收液再生,实现了部分资源的回收,降低了处理成本。
项目背景:该小型制药厂主要生产抗生素制剂,在生产过程中产生含有多种有机化合物(如苯系物、醇类、酯类等)的高浓度VOCs废气。废气流量相对较小,浓度波动范围在800-2000ppm之间。
处理方案:采用生物过滤系统进行处理。生物过滤床填充有由堆肥、泥炭、木屑等混合而成的生物活性填料,填料上附着有多种微生物菌群。废气经过预处理后进入生物过滤床,微生物利用废气中的VOCs作为碳源和能源进行代谢,将其分解为二氧化碳、水和微生物生物质。
处理效果:经过生物过滤处理后,废气中的VOCs浓度降低至50mg/m3以下,满足排放标准。该工艺运行成本较低,主要是设备运行的电费和少量的填料更换成本。同时,生物过滤过程是一种环境友好型的处理方法,没有二次污染,有效改善了制药厂周围的空气质量。
制药废气处理是保护环境、保障人体健康的重要举措。通过引入活性炭吸附、冷凝回收、吸收法、燃烧法及生物法等先进的废气处理工艺和技术手段,制药企业可以有效去除废气中的有害物质,实现废气的达标排放和资源的回收利用。以上案例展示了制药废气处理工程的成功实践,为制药企业提供了可借鉴的实践经验。未来,随着环保法规的日趋严格和技术的不断进步,制药废气处理技术将更加高效、环保和智能化。
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