水處理總工沙龍第二期 張道新解說制藥工業(yè)污染與環(huán)境保護(hù)
9月11日下午,“2015中國水處理總工沙龍”第二期活動在北京上善徽州會所舉辦。本次活動由谷騰環(huán)保網(wǎng)主辦,北京中博佳源環(huán)?萍及l(fā)展有限公司協(xié)辦,曉清環(huán)保集團(tuán)鼎力支持。
本次沙龍活動請到中國化學(xué)制藥工業(yè)協(xié)會環(huán)保總工張道新全方位的介紹化學(xué)原料藥生產(chǎn)工藝流程,并與總工們探討化學(xué)制藥工業(yè)領(lǐng)域的環(huán)保技術(shù)需求。
制藥工業(yè),關(guān)乎國民醫(yī)療保健與健康,是國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少、不容忽視的行業(yè)。由于它與國計民生的這種特殊關(guān)系,是受經(jīng)濟(jì)衰退因素影響較小的工業(yè)行業(yè)之一,故長久不衰,被譽(yù)為“朝陽工業(yè)”。
我國是醫(yī)藥生產(chǎn)大國,是抗生素第一生產(chǎn)大國,也是污染較嚴(yán)重的國家。通常需要100公斤的原材料,有時需要超過1000公斤的原材料來生產(chǎn)一公斤的原料藥或藥物的有效成分。中國可生產(chǎn)1500多種化學(xué)原料藥,年產(chǎn)量200多萬噸,約占全球產(chǎn)量的1/5以上,是全球最大的化學(xué)原藥生產(chǎn)和出口國。
化學(xué)藥品原料藥,是指生產(chǎn)藥物制劑的主要原料即主料,它包括使用化學(xué)原理與技術(shù)(化學(xué)合成)生產(chǎn)的藥物原料、使用生化技術(shù)生產(chǎn)(使用生化技術(shù)從動物臟器中提取藥物成分)的藥物原料、使用植物化學(xué)技術(shù)生產(chǎn)(從植物中提取藥物成分)的藥物原料和使用生物技術(shù)生產(chǎn)的藥物原料。
化學(xué)原料藥行業(yè)生產(chǎn)工藝狀況
化學(xué)原料藥的生產(chǎn)一般使用到化學(xué)合成技術(shù)工藝、生物化學(xué)和植物化學(xué)技術(shù)工藝生物發(fā)酵技術(shù)工藝。
化學(xué)合成工藝又分為全合成工藝和半合成工藝。全合成藥物一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡單的化工原料經(jīng)一系列化學(xué)合成和物理處理過程制得;半合成藥物由已知具有一定基本藥物結(jié)構(gòu)的物質(zhì)經(jīng)化學(xué)結(jié)構(gòu)改造和物理處理過程制得。一定基本藥物結(jié)構(gòu),一般被稱為藥物中間體,有的由化學(xué)生產(chǎn)企業(yè)購入,有的由動物臟器中提取獲得(象膽紅素類),有的由植物中提取獲得(比如:甾體激素類藥物米非司酮的半合成路線就是以“雙烯醇酮醋酸酯”(C22H32O3,從皂素中提取所得,皂素的提取污染嚴(yán)重,國家還專門設(shè)置了課題做污染控制研究)作為起始物料經(jīng)過約17步主要的化學(xué)反應(yīng)所得到的產(chǎn)物;也有的經(jīng)生物發(fā)酵獲得(象半合成抗生素)。
藥物生產(chǎn)化學(xué)合成工藝過程,由一步(比如VE的生產(chǎn),由中間體三甲基氫醌和異植物醇直接合成)、幾步到幾十步的工藝過程;收率由千分之幾到百分之九十幾不等。但是總體上看,反應(yīng)步驟多的產(chǎn)品多,收率低的產(chǎn)品多。近幾年有一種購入中間體再進(jìn)一步進(jìn)行藥物生產(chǎn)的趨勢,這樣既減少了反應(yīng)步驟,更是減少了污染(比如VE的生產(chǎn))。
生物制藥是利用微生物增殖代謝機(jī)能將物料加工成所需產(chǎn)品的過程,即工業(yè)微生物發(fā)酵過程,利用微生物機(jī)體的生產(chǎn)繁殖及代謝過程來合成一定產(chǎn)物,再通過分離純化進(jìn)行提取精制得到合格藥物產(chǎn)品。
化學(xué)原料藥生產(chǎn)污染特點(diǎn)
化學(xué)藥品原料藥生產(chǎn)一般都是投入產(chǎn)出比大,產(chǎn)品產(chǎn)出率低,污染物產(chǎn)生量較大;產(chǎn)生的污染物的種類、特性與數(shù)量,是生產(chǎn)品種所需原輔料、工藝過程、工藝條件及管理水平的直接反映。其特點(diǎn)是,污染物種類多、單類數(shù)量少(經(jīng)濟(jì)利用度不高)、毒性大、濃度高、具腐蝕性、排放基本無規(guī)律、不連續(xù)不均衡、難作無害化處理處置。
高濃度廢水治理、危險廢物的安全處置和有機(jī)廢氣的治理,一直是困擾化學(xué)原料藥生產(chǎn)發(fā)展的難題。
污染治理成本高,污染治理成本達(dá)到了生產(chǎn)成本的4~30%。
達(dá)標(biāo)狀況調(diào)研分析
經(jīng)過調(diào)研,能夠達(dá)到制藥行業(yè)水污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)限值的制藥企業(yè)數(shù)量相當(dāng)少,化學(xué)合成類、發(fā)酵類、制劑類制藥廢水達(dá)標(biāo)率分別為9%、12%、30%。
另據(jù)調(diào)查,目前國內(nèi)大部分城鎮(zhèn)污水處理廠對制藥工業(yè)廢水的納水要求為COD≤300mg/L,即便如此,仍有部分化學(xué)合成類、發(fā)酵類制藥企業(yè)達(dá)不到要求,化學(xué)合成類比例高達(dá)46%,發(fā)酵類為16%。
國家“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”課題調(diào)研,對15家制藥廢水處理廠最終出水的發(fā)光細(xì)菌急性毒性測試結(jié)果表明:9家企業(yè)最終出水急性毒性達(dá)標(biāo),也即<0.07mg/L氯化汞當(dāng)量濃度,達(dá)標(biāo)率為60%,2家企業(yè)最終出水為劇毒水平,1家企業(yè)最終出水為高毒水平,2家企業(yè)最終出水為重毒水平。
化學(xué)原料藥廢水污染治理難點(diǎn)分析
1.由于使用的原輔料、生產(chǎn)過程中的產(chǎn)物、副產(chǎn)物、未知物多具有生物毒性,造成了生物處理的難度;
2.不同產(chǎn)品、不同工藝、不同生產(chǎn)裝備、不同管理水平產(chǎn)污量大不相同,不能用雷同的治理技術(shù)與工藝治理;
3.由于生產(chǎn)的品種、產(chǎn)量多變,產(chǎn)生的污染物類別與負(fù)荷量往往變化較大,常常與定型的污染治理設(shè)施的承載能力、系統(tǒng)的適應(yīng)性發(fā)生沖突,由匹配變?yōu)椴黄ヅ,往往會造成超?biāo)排放;
4.母液、釜底殘渣等沒有單獨(dú)收集,沖入下水,大大增加了污染負(fù)荷和治理難度;
5.廢水處理過程中產(chǎn)生的廢氣也是治理難點(diǎn);
6.廢水處理產(chǎn)生的污泥由于量大,同樣是處置難點(diǎn);
7.企業(yè)治理由于資金不足,采用劣質(zhì)裝備設(shè)備,造成治理工程不能長久地穩(wěn)定運(yùn)行;
8.一般來講,現(xiàn)代污染治理技術(shù)有能力治理化學(xué)原料藥生產(chǎn)產(chǎn)生的污染治。但是,由于污染治理成本高、化學(xué)原料藥利潤低,又由于違法成本低,使得個別企業(yè)采取了應(yīng)付式的運(yùn)行方式,產(chǎn)生了治理工程的不成功的虛假現(xiàn)象;
9.由于利益關(guān)系,故意不正常地運(yùn)行,造成治理工程短命。
化學(xué)合成污染源點(diǎn)產(chǎn)污分析
每個工位、每個工藝過程,投入的原輔料做不到足量反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)成品,往往只有一小部分成為產(chǎn)品,其剩余部分成為廢物;最終產(chǎn)出率是各工序產(chǎn)出率的乘積,是很低的;企業(yè)往往只介紹最后一步的收率,使外行人難以了解投入產(chǎn)出的實(shí)情,也就難以對污染狀況做出符合實(shí)際的判斷。
以維生素C為例,產(chǎn)出率為14%,以此比率推算,全國2012年年產(chǎn)量20萬噸,需要投入原輔料143萬噸,除去轉(zhuǎn)化為產(chǎn)成品的20萬噸,其余123萬噸物料都成為廢棄物,這些廢棄物一部分進(jìn)入水體、一部分成為固體廢棄物、一部分揮發(fā)進(jìn)入大氣,并成為環(huán)境治理的負(fù)擔(dān)。
在查找分析廢水來源、廢水中污染的來源時,既要考慮直接工藝用水、間接工藝用水的實(shí)際狀況,清場廢水量與清場次數(shù),也要考查該作為固體廢物收集的釜底液、反應(yīng)殘渣等廢物是否沖入下水。
要了解企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)造成生產(chǎn)失敗物料全部報廢后的事故排放處置技術(shù)、處置能力、排放去向與終端治理的相互關(guān)系。
要了解企業(yè)物料運(yùn)輸、存儲、使用過程中的遺撒、跑料與事故排放的物料的理化性質(zhì)、可能進(jìn)入廢水的數(shù)量對終端的影響。
要了解企業(yè)火災(zāi)滅火廢水的水量、特性與走向可能對終端治理的的影響。
在查找分析廢水特性時,還應(yīng)考慮不同廢水本身特性與混合后的的交互作用對于處理造成的影響。
污染源點(diǎn)產(chǎn)污分析
1.由于污染與產(chǎn)品、工藝、裝備和管理有關(guān),要了解企業(yè)的真實(shí)全面的污染狀況,就要了解企業(yè)的生產(chǎn)許可證上所開列的所有產(chǎn)品名稱、工藝、裝備與管理狀況;
2.每個工位、每個工藝過程,投入的原輔料做不到足量反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)成品,往往只有一小部分成為產(chǎn)品,其剩余部分成為廢物;最終產(chǎn)出率是各工序產(chǎn)出率的乘積,是很低的;企業(yè)往往只介紹最后一步的收率,使外行人難以了解投入產(chǎn)出的實(shí)情,也就難以對污染狀況做出符合實(shí)際的判斷。
3.以維生素C為例,產(chǎn)出率為14%,以此比率推算,全國2012年年產(chǎn)量20萬噸,需要投入原輔料143萬噸,除去轉(zhuǎn)化為產(chǎn)成品的20萬噸,其余123萬噸物料都成為廢棄物,這些廢棄物一部分進(jìn)入水體、一部分成為固體廢棄物、一部分揮發(fā)進(jìn)入大氣,并成為環(huán)境治理的負(fù)擔(dān)。
4.在查找分析廢水來源、廢水中污染的來源時,既要考慮直接工藝用水、間接工藝用水的實(shí)際狀況,清場廢水量與清場次數(shù),也要考查該作為固體廢物收集的釜底液、反應(yīng)殘渣等廢物是否沖入下水(廢水水量與水質(zhì)的全部狀況摸不清,治理所采用的技術(shù)就難以實(shí)現(xiàn)對癥到位)。
5.要調(diào)查了解企業(yè)生產(chǎn)所使用的原輔料、產(chǎn)成品(包括中間體)、未知物的理化性質(zhì),為判斷采用何種處理技術(shù)。
6.要了解企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)造成生產(chǎn)失敗物料全部報廢后的事故排放處置技術(shù)、處置能力、排放去向與終端治理的相互關(guān)系。
7.要了解企業(yè)物料運(yùn)輸、存儲、使用過程中的遺撒、跑料與事故排放的物料的理化性質(zhì)、可能進(jìn)入廢水的數(shù)量對終端的影響。
8.要了解企業(yè)地下與地上排污管線的走向、終端出口與排放去向(防止暗管流失與偷排)。
9.要了解企業(yè)火災(zāi)滅火廢水的水量、特性與走向可能對終端治理的的影響。
10.在查找分析廢水特性時,還應(yīng)考慮不同廢水本身特性與混合后的的交互作用對于處理造成的影響。
11.污染物數(shù)量的調(diào)查,可通過實(shí)測(幾個生產(chǎn)周期、不同排污時段檢測的加和與算術(shù)平均值);可以通過物料衡算與分析得出;如果企業(yè)基礎(chǔ)管理好的,可通過歷史檢測與統(tǒng)計數(shù)據(jù)估算確定。
制藥企業(yè)廢水治理常見的問題
1.制藥企業(yè)常見的問題
(1)由于運(yùn)行成本高,企業(yè)在環(huán)境與生存問題的選擇中,把生存放在了第一位(大宗原料藥利潤微。食3霈F(xiàn)運(yùn)行不到位的問題。
(2)由于產(chǎn)品產(chǎn)量的變更造成廢水水質(zhì)與水量的變化,使得原廢水處理工藝(或運(yùn)行參數(shù))不能適應(yīng)新的變化,往往會造成在一段時間內(nèi)處理不達(dá)標(biāo)的問題。
(3)企業(yè)廢水應(yīng)急處理裝置建設(shè)不足,以致一旦發(fā)生事故排放(如發(fā)酵染菌),較大的沖擊負(fù)荷較大地超出了了原有的生物系統(tǒng)的處理能力,會造成一段時間的超標(biāo)排放。
(4)企業(yè)源頭控制與管理出了問題,把本該收集單獨(dú)處理的母液、釜底殘渣等通通沖入下水,大大增加了終端廢水處理的負(fù)荷量,造成不達(dá)標(biāo)排放。
(5)廢水處理廠運(yùn)行管理人員不專業(yè),或缺乏責(zé)任心,使得治理設(shè)施不能發(fā)揮設(shè)定的處理能力,造成不達(dá)標(biāo)排放。
(6)污水處理場各段工藝設(shè)施質(zhì)量欠佳,造成運(yùn)行不正;蚰芰_(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
(7)內(nèi)部矛盾反映到廢水處理廠的運(yùn)行中,造成運(yùn)行不正常,不能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
(8)制藥廢水處理系統(tǒng)中的微生物,經(jīng)過一段時間后,都變成了耐藥微生物;在經(jīng)處理后排放的廢水中,在污泥中都存在耐藥菌,耐藥菌對于環(huán)境與人類的影響不容忽視。
2、污水處理工程承擔(dān)單位出現(xiàn)過的狀況
(1)對于化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水的復(fù)雜性與難生物降解認(rèn)識不足,往往廢水水質(zhì)水量排放規(guī)律調(diào)研不充分,不做或者僅是簡單地做做生化實(shí)驗(yàn)就出方案(比如桑德公司曾經(jīng)承擔(dān)雙鶴藥業(yè)工業(yè)園的污水處理廠的改造工作)。
(2)不搞調(diào)研,僅憑企業(yè)口述廢水水質(zhì)水量和排放規(guī)律,就確定技術(shù)方案和工藝。
比如國藥集團(tuán)旗下一家企業(yè),口述企業(yè)廢水不經(jīng)處理COD即可達(dá)到60mg/l,工程承擔(dān)單位給他出了個方案。我根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品分析,它的廢水COD當(dāng)在500~1000mg/l,企業(yè)也承認(rèn)我的說法,他說原來的說法是應(yīng)付環(huán)保局的。后來要求他們先進(jìn)行廢水水質(zhì)水量調(diào)查后再作技術(shù)方案。
(3)廢水處理工藝僅考慮終端水質(zhì)水量,很少有對于車間工段廢水的分流單獨(dú)處置,往往廢水處理工藝復(fù)雜,流程長,耗能大,投藥量大,處理成本高。
(4)廢水處理工程承擔(dān)方除了廢水水質(zhì)水量的調(diào)研工作不充分外,往往不考慮企業(yè)的產(chǎn)品品種、產(chǎn)品工藝、原輔料特性,與在生產(chǎn)產(chǎn)品的調(diào)整等可能造成的廢水水質(zhì)與水量的變化的關(guān)系,對于廢水處理與生產(chǎn)系統(tǒng)的對應(yīng)性、相關(guān)性缺少認(rèn)識和研究,以致廢水處理工藝與參數(shù)對于現(xiàn)在的產(chǎn)品產(chǎn)量是適應(yīng)的,而一旦產(chǎn)品變化,則打破了平衡,原工藝與參數(shù)不能適用新的水質(zhì)與水量的變化。(同仁堂提煉廠)
(5)屈從企業(yè)(甲方)省錢、應(yīng)付局面的機(jī)會主義觀念,減少工藝、采用劣質(zhì)材料裝備,造成工程失敗。
企業(yè)對于廢水治理技術(shù)的需求與建議
1、企業(yè)的需求
(1)高效率的、低運(yùn)行成本的污染治理技術(shù);
(2)工藝過程短的,能耗低(因高能耗而限電)的,投藥量少的污染治理技術(shù);
(3)起點(diǎn)高的、經(jīng)濟(jì)適用的深度污染治理技術(shù)(廢水資源化);
(4)經(jīng)濟(jì)適用的污泥無害化與資源化技術(shù);
(5)第三方治理與管理的嘗試。
2、建議
對于制藥企業(yè)廢水治理的幾點(diǎn)建議
廢水治理是個系統(tǒng)工程,應(yīng)該既包括對于廢水的治理、廢水治理過程中產(chǎn)生的廢氣的治理也包括污泥的治理;
廢水的治理不僅要考慮終端狀況的治理,還應(yīng)該對于污染源點(diǎn)的減量與控制、源點(diǎn)的一級處置與資源化等提出可操作的建設(shè)性意見,以減少污染治理成本;
引導(dǎo)企業(yè)用系統(tǒng)、生態(tài)的理念來對待廢水治理,不僅考慮廢水達(dá)標(biāo)排放,還要考慮把廢水中有害成分降到最低,考慮廢水資源化利用;
在確定治理技術(shù)方案之前,一定要象醫(yī)生診斷病人一樣,摸清全部癥狀并進(jìn)行處理試驗(yàn)后再確定方案(中醫(yī)治病,望聞問切,摸清癥候病因,對癥下藥,標(biāo)本兼治;既治療病癥,也治理發(fā)病的原因,同時還把人的肌體調(diào)理到正常狀況);
廢水治理方案和施工一定要考慮地理(位置)、地質(zhì)(穩(wěn)定)、氣象條件(氣溫與主導(dǎo)風(fēng)向);
站在甲方的立場上確定治理技術(shù)方案、施工與提供售后服務(wù)。
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