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试谈医药化工行业的有机废气处理

彭颖
  
一起生活科学
2022年19期
常德市双赢环境咨询服务有限公司 415000

摘要:近些年来,随着社会经济与科技迅猛发展的推动,我国医药产业与化工行业的发展日新月异,为社会发展与大众生产生活带来极大的便利。然而,医药化工行业在发展的同时也为环境带来严重的污染,例如,废水、废气、废渣、噪音、超细颗粒物等诸多方面的污染,使土地资源、水资源以及大气环境受到极大影响,使人们的居住与生活面临严重的威胁。医药化工行业涉及的化学物质种类繁多,污染物成分比较复杂,造成污染物成分的分析、控制以及治理都比较困难,若不进行恰当的处理将会使环境污染加重,现阶段,医药化工污染已变成我国环境污染的一个重要污染源,尤其是有机废气污染。基于此,文章围绕医药化工行业生产特点,分析了有机废气产生的原因、排放特点,阐述了医药化工行业有机废气处理面临的问题,探究了医药化工废气常用的处理技术以及处理策略,旨在促进医药化工行业长效稳定的发展,保障人们生活幸福安康。

关键词:医药;化工行业;有机废气;处理技术;处理对策

最近些年,我国经济水平获得了进一步提升,科学技术得到迅猛发展,使得各行各业前进的步伐愈发加快,对医药化工行业来说也是如此,其中间体与各类产品为社会发展带来超多的经济效益,然而,同样也为大气环境带来严重的危害。医药化工企业生产过程中排放的废气成分中挥发性有机物占有的比重较大,而且,相较于普通工业污染,医药化工污染中的废气污染通常难以有效控制,是现阶段环保行业面临的最头疼的问题。目前,医药化工企业处理废气最常见的方法主要包含:焚烧废气处理法、吸附废气处理法、冷凝废气处理法、与高温等离子焚烧废气处理法等多种方式,文章立足于医药化工企业废气排放的成分与特点,并与现今废气处理面临的问题以及既有的废气处理方法有机结合,来系统总结与分析了废气处理技术与对策。

1、医药化工行业发展现状及污染治理重点

1.1医药化工行业发展现状

在医药化工行业中,有一特殊词汇,即“医药中间体”,又被称之为有机医药中间体,其事实上属于医药化工原材料到原料药或者药剂产品整个生产环节中产出的一种精细化工产品。化学类药品的合成离不开高质量的有机医药中间体,而医药中间体产业是目前国内医药行业整个产业链中最为关键的环节,所有医药中间体产品的市场占有量以及发展方向都取决于其下游有关的合成药物产业发展状况。

历经多年的发展,现阶段国内有机医药中间体实际生产环节中所需求的化工原材料以及前置中间体基本可以完成生产自主配套。与此同时,在大型跨国制药企业内部产业结构调整以及全球分工的深入细化下,国内已经实现了自科技研究至医药产品生产销售的整个医药中间体产业体系的构建,同时已发展成医药行业国际分工中无可替代的中间体生产大国,以及国际主要有机医药中间体的出口大国。

1.2医药化工行业污染治理重点

最近些年,在医药化工行业整体排放的废水、废气、废渣以及超细颗粒物中,有机废气已经成为污染治理中的重点与难点。化工医药行业所排放的废气含有的成分比较复杂,种类较多,比如,苯(C₆H₆)、苯基甲烷、乙醇(C₂H₆O)、乙酸乙脂(C₄H₈O₂)以及氯化氢(HCL)等物质,医药化工有机废气的排放不仅使环境面临严峻的挑战,也为大众的身体健康带来严重的威胁,从一定程度上来说也严重阻碍了经济社会的发展,因此,大力加强化工医药行业污染治理力度已成为至关重要的事情。

医药化工行业中主要由七大产业部分组成,即中药类制药产业、发酵类制药产业、混装制剂类制药产业、化学合成类制药产业、提取类制药产业以及生物工程类制药产业。医药化工行业在制药中产生的有机废气排放量比较大,排放的风量不太稳定,废气中污染物的含量与种类都极易产生较大的变化,并且其含有的恶臭成分还会严重威胁到附近的生物与居民的生活。

化工医药行业生产中排放的废气十分复杂,其含有的各类成分中,苯类分子与卤族元素,受四百摄氏度高温的影响,极易生成二恶英(PCDDs),PCDDs物质极为稳定,并具有较高的熔点,很难与水相溶,属于无色又无味的脂溶性物质,因此,极易在生物体内形成沉积,从而严重威胁人类与生物的健康。PCDDs与酸性气体的腐蚀问题已变成医药化工行业区别于其他行业的关键。

医药化工行业有机废气污染,始终是医疗产业发展中最难以攻克的问题。这主要是由于医药化工企业在生产过程中生成的有机废气会对附近环境带来严重的影响,因此,针对医药化工生产中产生的废气,必须要有针对性的制定有机废气处理方案。在医药产业发展的推动下,其医药化工有机废气排放已变成环境污染的重点问题,针对有机废气排放,有关部门必须制定有针对性的有机废气排放标准,以此降低有机废气排放对环境造成的污染[1]。

2、医药化工行业有机废气排放特点分析

因为医药化工行业产品生产工艺具有的特殊性质,决定了其有机废气排放具有明显的特点,其主要体现在如下五个方面:

第一,一般来说,医药化工行业有机废气排放的点位比较多,几乎涉及到所有与药品相关的生产设备,同时排放的总量也比较大,好多医药化工企业都在无组织的排放,且这一情况比较严重,从而导致厂界环境中的废气浓度严重超标。

第二,因为医药化工企业生产过程中,各环节反应的间歇性造成有机废气的间歇性排放,同时,厂界环境中的排放风量也极为不稳定。

第三,因为医药化工企业生产中涉及的溶剂具有复杂性特点,有机废气中污染物的含量以及种类的变化程度较大,即便处在同一个装置中,其在不同时间、不同阶段也可能排放出不同种类以及不同性质的污染物,整个排放过程及排放物质极不稳定。

第四,在医药化工企业生产过程中,其排放的有机废气多数都是拥有恶臭气味的VOCs类气体,这类物质扩散程度极快,嗅域值比较低,影响的范围比较广泛。

第五,因为医药化工企业生产产品的原材料本身具有的特殊性质,通常在反应过程中都比较剧烈,出现生产事故的几率非常大,又因为生产设备水平与生产工艺水平都未达到预期水平,如果生产管理不恰当,极易导致“跑气、冒水、滴液、漏液”等现象的发生。

在医药化工生产中,其生成的挥发性有机化合物含有的成分比较多,含有的复杂成分占有的比重也比较大,带来的危害性也比较强。这些物质属于大气污染物,继SO₂(二氧化硫)以及氮氢化合物之后被全球各个国家普遍认可。所以对VOCs类气体污染进行监测与控制是十分必要的。恶臭的VOCs属于一种气态物质,能够对人与生物的嗅觉产生强烈的刺激,不仅会带来不舒服的感觉,还会对环境造成破坏。因为嗅觉系统受到影响,恶臭会导致心理上的不舒服,进而导致全身的不自在。另外其中含有的部分气体物质,比如,OSCs(有机硫化物)、ArOH(酚类)、H₂S(硫化氢)以及VOCs类等物质,是对人的身体有害的,作为有代表性的环境危害,其气味污染也被全球各个国家所认可。针对医药化工企业排放的VOCs类气体以及气体的特殊性质展开研究是避免及控制、处理VOCs类污染物的基础与重点[2]。

3、医药化工行业有机废气处理面临的问题

近些年来,我国开始逐渐重视环境保护问题,针对医药化工生产过程中的有机废气处理,国家相关部门以及行业协会均作出了一系列的批示。然而在各项法律法规与相关政策的执行中,因为医药化工企业的数量繁多,医药公司的发展规模不同,各公司生产经营情况也有很大差别,在环境保护上投入的力度都不充足,所以管理和控制起来就比较困难,因此,使医药化工有机废气处理方面面临诸多的问题,由此,本文对各类问题做了相关整理,具体分析如下:

3.1国家对医药化工企业有机废气排放的控制力度不足

现阶段,我国许多有关部门都开始逐渐关注医药化工行业的有机废气的控制及治理,其治理的一系列效果在大、中型医药化工企业中比较明显。然而因为医药化工公司的数量比较多,大部分小型企业尽管已经有效调整了既有的环保工作模式以及有机废气处理方式,然而,因为企业自身能力有限,同时相关调整力度不足,因此有机废气排放问题并未在本质上得到很好的解决,在实际环境执法过程中,很多环境监管工作人员都没有严格管理医药化工企业有机废气排放问题。不仅如此,还有许多医药化工公司完全不顾及社会效益,在有关部门进行突击检查时,企业就会提高自身气体排放要求与排放标准,降低废气排放数量,在检查完成后,还会继续恢复既有的废气处理模式进行有机废气排放[3]。

3.2医药化工企业有机废气处理技术不够先进

因为医药化工企业在实际生产过程中所带来的各类有机废气具有极易扩散、含量高、极难降解等诸多特点,因此此类有机废气处理工作具有较大的难度,同时,对有机废气处理技术有更高的要求。这就需要各个医药化工企业在对有机废气处理中必须加大对人力和财力的投入力度。目前,相较于传统处理技术,我国医药化工行业的有机废气处理技术已经有了很大的进步,然而在实际应用过程中,依旧存在许多不完善之处。举例来说,大多数医药化工企业在对有机废气处理过程中,现阶段应用的依旧是以往的冷却处理技术以及传统的清洁处理技术,从而造成其在有机废气处理时,工作效率普遍不高。又比如,现阶段多数医药化工企业在有机废气处理结束后,应用的依旧是传统处理技术中的吸附技术。采用以往处理技术中的活性碳以及滤棉等材料吸附处理法,对有机废气处理的成本花费比较少,然而,若有机废气中含有的污染物质超出国家规定的标准,滤芯等各类材质的处理能力伴随吸附量的不断增加而产生饱和效应,就极易产生工作效率急剧降低的情况。除此之外,大部分吸附剂是不能够再生的,同时在应用吸附废气处理法对有机废气进行处理的过程中,工作人员极易发生中毒的现象,所以此类处理方法的应用效果不显著。

3.3非水溶性有机废气处理效果不高

目前,针对医药化工行业排放的非水溶性有机废气处理,国内还没有有效的处理方法,想要与国家有害废气的排放标准相符合,大部分医药化工企业应用的都是比较简单的废气处理措施,在处理效果上取得了一定成绩,然而对于非水溶性废气处理显示的效果却比较差,无法在根源上满足医药化工企业长时间的生产需求。利用柴油吸附处理法尽管能够将一些非水溶性有机废气进行吸收溶解,然而,在后期怎样对废柴油进行无污染处理依旧是亟待解决的难题,若选择用碳吸附法,那么碳纤维的再生问题又要考虑怎样去解决,这一系列的问题都在困扰着医药化工企业的生产与发展。

4、现阶段医药化工废气处理效果

针对当前医药化工企业的溶剂治理近况来看,其一,有关部门已经着手控制与治理医药化工排放的有机废气,已经获得一定的成效。国家有关部门已经责令企业治理有机废气,针对不进行治理的企业给予了停业整顿,对不良药企的行为起到了一定遏制作用,同时医药化工企业附近的空气也明显得到改善,污染指数也有所降低。其二,医药化工企业自身也制定了许多具有较高安全性的溶剂废气处理机制,有效清洁了医药化工生产环境,有效控制了溶剂有机废气排放量,并进行了处理和再利用,在一定意义上使有机废气“变废为宝”,使其自身利用价值得到进一步提升,使废气溶剂的污染率得到了降低,周围环境得到进一步改善。其三,部分药企与一些政府工作人员利用合作在本质上治理与优化了排放的部分溶剂废气,从而使其得到了有效的控制,降低了由于多点排放而导致的多面性环境污染,从而使周围环境得到改善。然而在医药化工行业的有机废气治理中还有许多因素亟待解决,很多医药化工企业在停业整顿后,有机废气排放依旧未达标,所以还要加大有机废气处理力度[4]。

5、医药化工企业有机废气处理方法

5.1焚烧处理方法

采用焚烧处理方法对医药化工企业有机废气的处理方式有两种,一种为直接焚烧方式,另一种为催化焚烧方式。前者即是对有机废气中的可燃有害气体进行直接点燃的方式,多被用于医药化工企业的可燃性废气处理。后者处理的原理即在高温的状态下,利用催化剂添加的方式来使有机废气中的有害气体加速分解速度,其具有的优势是在整个反应过程中不会有火焰的产生,具有良好的安全性能,并且燃烧点较低,能耗程度较小。然而,医药化工生产排放的有机废气含有S(硫元素)、N(氮元素)与CL(氯元素)等元素时,在催化作用下会生成NOₓ(氮化物)、硫化物与HCL(氯化氢)等有害气体,并且,此类气体物质也会在很大程度上影响催化剂的应用效果[5]。

5.2吸附废气处理技术

在医药化工行业的有机废气处理过程中,吸附废气处理技术是使用时间最长久的废气处理技术,现阶段,在我国已经有上百年的发展历史。吸附废气处理技术多是借助吸附剂来实现,通过利用其表面的选择性吸附作用,把气体状态下的物质进行选择性的吸附,然后利用解吸附的作用把无害的气体释放出来。针对吸附形式的不同,能够分成两种类型,一种为化学吸附类型,另一种为物理吸附类型,其中,国内的医药化工企业在针对自身排放的有机废气处理上,物理吸附是使用范围最广泛的类型。吸附废气处理方法在对有机废气处理过程中不需要用水就可以实现,所以,此类废气处理技术后期不会有因废气污染导致的废水污染等一系列问题。除此之外,相较于热力燃烧废气处理方法,吸附废气处理法也毋需添加其他的辅助燃料,能够使能源得到有效的节约。然而,吸附废气处理方法也具有一定的不足,举例来说,医药化工行业的有机废气处理效果的好坏和吸附剂的类型有很大的联系,在对吸附剂进行选择时,一定要顾虑到有机废气的特殊性质、特征等各项参数,以此使有机废气处理效率能够得到进一步提升。业界有关研究人员利用对苯基甲烷浓度、空气流动的速度以及表面改性对活性碳有机废气处理效果的影响进行有效的观察,获得的结果表明:在环境温度是二十五摄氏度时,空气流动的速度是10000h-1时,清除苯基甲烷的效率是6.5wt%。

5.3冷凝废气处理方式

医药化工企业主要通过冷凝废气处理方式来对有机废气中的可溶性溶剂进行有效的回收,而想要进一步提升有机废气的处理质量与处理效果,在应用冷凝废气处理方式对有机废气的处理过程中,必须要高度重视两个方面的内容。首先,冷凝废气处理方法多被应用在水蒸气含量较高的有机废气处理过程中,能够在最大程度下使所回收物质的纯度得到进一步提升。其次,还有部分医药化工企业为了使有机废气处理效果以及处理效率得到进一步提高,从而使资源利用率也能得到进一步提升,在对冷凝废气处理方法进行实际应用时,会大力控制实际废气处理温度。一般情况下,冷凝废气处理方式对有机废气处理的温度最适合的范围是在零下13摄氏度左右[6]。

5.4生物废气处理技术

生物废气处理方式产生于上世纪八十年代,是现阶段应用范围最高的一种医药化工行业有机废气处理方式,生物废气处理技术在根本上属于氧化分解过程。其在处理应用中主要利用微生物技术把有机废气中的有机物展开重组作用,利用代谢以及降解的过程把有机物分解成H₂O(水)、CO₂(二氧化碳)以及生物质等污染减少或无污染的物质,从而实现医药化工企业有机废气处理的目标。生物废气处理技术具有的最主要的优势就是能源消耗率较低,现阶段,此类废气处理方式涉及的主要设备为过滤池、洗涤器等,与热破坏废气处理方式相同,生物废气处理方式在处理浓度较低的有机废气时,处理效率与处理效果较高,又因为此方式自身操作起来比较简单,运行成本也比较低,但场地需求面积较大,所以比较适用在大型的化工医药企业的有机废气处理上。

5.5高温等离子焚烧废气处理法

所谓高温离等子焚烧废气处理法主要在特定条件下利用高压、高频率以及大功率的聚能放电。在高温等离子反应器中,医药化工行业中有机废气温度迅速提高到3000度,其中含有的有机污染成分在高温与高电势的双重影响下,会发生瞬间的电离反应,出现完全的裂解反应,从而产生H₂O(水)、CO₂(二氧化碳)与C(碳)等物质。高温等离子焚烧废气处理方法拥有的最大优点就是可以瞬间处理医药化工企业排放的有机废气,从而形成高温等离子体。同我国工业废气排放标准相符合,清除有害气体的效率达到98/100以上。高温等离子焚烧废气处理设备属于不锈钢的结构,拥有十分良好的抗腐蚀效果,后期的维护工作也比较简单方便,同时高温等离子焚烧废气处理设备通常应用的是智能化操作系统,能够进行远程控制,不需要派遣专门人员去看守。业界相关人员针对高温等离子焚烧废气处理方法对医药化工行业含有苯基甲烷的有机废气处理方法展开了研究,研究结果显示,伴随着初始浓度以及气体流量的不断增加,苯基甲烷的平均去除率展现出逐渐下降的趋势,在气体流量是2.2立方米/小时,电流值是3安培时,苯基甲烷有机废气去除的效果最为良好。

5.6光催氧化废气处理法

所谓光催氧化废气处理方法,就是通过一定的波长光照,借助光催化剂,把水(H₂O)转变为羟基(-OH),羟基能够把有机物氧化成H₂O以及CO₂(二氧化碳)。因为气体分子的扩散性能比较良好,其质量传递的速率较快,极易出现链反应,所以气相反应光效率超高。美国环境相关研究人员用O₃(臭氧)充当辅助剂,通过光催氧化废气处理技术来对含有苯(C₆H₆)、二甲苯以及乙基苯等医药化工行业有机废气进行有效的治理,其研究结果表明,光催化氧化废气处理方式的反应相比吸附废气处理方法以及催化燃烧废气处理方法等,拥有极好的经济发展潜力[7]。

6、医药化工企业有机废气处理对策

6.1编制科学排放标准,强化实时废气排放监控

从一定意义上来说,医药化工企业排放的有机废气处理过程中,最关键的就是科学、有效的控制有机废气排放量。就如同上文中所提到的医药化工企业有机废气排放有多方面特点,例如,比较容易扩散、很难进行降解等,因此,在处理医药化工企业排放的有机废气时,需要医药化工企业自身具备超高的处理技术。除此之外,化工医药公司在处理其产品生产过程中出现的有机废气时,必须加大人力、物力以及财力的投入力度,由此,也就会使医药化工企业的生产成本被大幅度提升。针对医药化工企业的可持续发展层面来看,许多小型医药化工企业不配合环保及卫生部门的相关工作的原因也就显而易见。所以,第一,政府有关部门应该结合医药化工企业的大小与发展规模、资金情况等诸多方面的特点,有针对性的编制行之有效的有机废气排放标准。第二,化工医药企业的有机废气排放一定要在规定的区域与允许的时间段内实施,把有机废气排放对周边环境与空气的污染程度降到最低。在实际实施过程中,环境保护与卫生部门还能够利用现代化设备与技术手段,来实时监控医药化工企业的有机废气排放过程。如果在检查或监督过程中发现哪个医药化工企业的有机废气排放与国家规定的标准不相符,就必须对其进行及时的阻止,同时还要严令其利用有针对性的处理措施进行停业整顿[8]。

6.2制定科学严谨的控制机制

长久以来,对我国医药化工产业的发展起到阻碍作用的因素就来自于有机废气的排放问题,这是药企发展遇到的主要瓶颈,所以受到业界的广泛关注。从一定意义上来说,医药化工企业想要攻克这一难题,就必须高度关注政府相关部门在有机废气排放过成中的控制以及治理中的导向作用。据相关调查了解到,在我国经济比较欠发达地区的国内生产总值(GDP)增长中,化工医药行业起到了重要的推动作用。所以,本地政府部门为了不对当地经济发展指标以及政府业绩产生影响,一般情况下会对环境违法行为以及废气污染情况采取容忍或忽视的态度。尽管在表面上区域发展指标得到很好的实现,然而药企有机废气排放所产生的环境污染是不可逆的,会为本地的居民与生物的身体健康带来严重的威胁。所以各级政府相关部门必须要改变此类过于侧重经济效益而忽视环境保护的思想,大力加强针对环境违法行为与废气排放现象的执法力度,针对医药化工企业的有机废气排放进行严格的控制与监督,利用科学严谨的控制机制为企业发展、社会进步、大众健康生活保驾护航。

6.3提高我国医药化工企业准入资格

想要提高我国医药化工企业的准入资格,国家相关部门就需要制定科学有效的防范方法和防范标准,首先,有效分析以往医药化工企业有机废气处理以及有效控制经验,充分把握此类企业所处行业有机废气的产生和治理的特点,同时积极有效的应用先进的有机废气处理技术,以此将有针对性的有机废气污染防治方法制定出来,使其普遍性的导向作用能够得到充分的发挥。其次,国内医药化工企业在预防与处理有机废气上,需要保证在防范与治理路线、设计处理工艺等诸多内容方面可以与基本技术要求相符合,同时立足于综合防治方面,有效处理医药化工企业的有机废气污染,杜绝污染转移和重复污染的情况出现。

7、结束语

总而言之,相较于普通工业废气,化工医药行业在生产过程中带来的溶剂性有机废气造成的危害程度更大,在常规生产过程中,医药化工企业就必须根据生产过程中产生的废气编制行之有效的有机废气处理方案,针对那些处理溶剂废气不合格的医药化工企业,环保与卫生监督管理部门必须大力加强对其整改与巨额处罚的投入力度,并且也要不断优化和完善有机废气控制与处理机制,编制严格的符合时代发展要求的有机废气排放标准与加大废气处理技术的研究力度。另外,在时代发展的推动下,医疗化工事业会不断发展,新问题也会随之出现,所以相关部门与医药化工企业人员要立足于国外、国内以及企业发展的实际,不断对有机废气处理技术进行更新和完善,为社会、企业、人民谋取更多的福利。

参考文献:

[1]唐碧银,王义飞.试析医药化工行业的有机废气处理[J].化工设计通讯,2017(08):233-234.

[2]徐子义,冯勇.医药化工行业的有机废气处理研究[J].皮革制作与环保科技,2021(07):140-141.

[3]邢辉.医药化工行业的有机废气处理对策认识实践[J].石油石化物资采购,2021(10):329-330.

[4]徐寅.浅议医药化工行业的有机废气处理[J].中国战略新兴产业(理论版),2019(08):153-154.

[5]何振忠.医药化工行业的有机废气处理措施探讨[J].中国科技投资,2019(07):1541-1542.

[6]许志刚,史为臣.试谈医药化工行业的有机废气处理分析[J].化工管理,2019(10):359-360.

[7]陈万能,陈小丽.试谈医药化工行业的有机废气处理对策[J].化工设计通讯,2019(08):198-199.

[8]林洁.浅析医药化工行业的有机废气处理对策[J].科技创新与应用,2017(07):310-311.

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