"污染大戶"醫(yī)藥行業(yè)VOCs主要控制技術(shù)
近年來，我國(guó)環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，作為污染大戶，制藥行業(yè)的環(huán)境污染問題與其發(fā)展特殊性有著密不可分的關(guān)系——我國(guó)是化學(xué)原料藥生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)環(huán)保部之前公布的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)制藥工業(yè)總產(chǎn)值約占全國(guó)GDP的比例不到3%，而污染排放總量卻占到了6%左右，其中高污染、高能耗的原料藥行業(yè)問題尤為突出。
我國(guó)的制藥行業(yè)的VOCs防控工作與國(guó)外狀況相近，也在走轉(zhuǎn)移、技術(shù)升級(jí)和加強(qiáng)防控三種途徑，不同的是轉(zhuǎn)移多在國(guó)內(nèi)不同的地區(qū)的進(jìn)行，傳統(tǒng)原料藥逐漸從中東部人口密集、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)向西北、東北人口密度小、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移，產(chǎn)品轉(zhuǎn)移的同時(shí)污染也跟著轉(zhuǎn)移，問題并沒有徹底解決，需要關(guān)注。在技術(shù)升級(jí)方面主要體現(xiàn)在產(chǎn)品升級(jí)和工藝技術(shù)升級(jí)，逐漸淘汰污染大的產(chǎn)品和工藝，能源消耗少、污染排放少的產(chǎn)品和工藝逐漸開發(fā)與應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外VOCs控制技術(shù)種類基本相同，但技術(shù)水平和應(yīng)用情況有很大差異?？刂萍夹g(shù)可以分為兩大類:源頭控制技術(shù)和末端治理技術(shù)。
(1) 源頭控制技術(shù)
減少物料的暴露與揮發(fā)是源頭控制的技術(shù)的主要目標(biāo)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝是源頭控制的主要手段，主要設(shè)備和容器裝卸料是VOCs揮發(fā)的重要環(huán)節(jié)，通過減少裝卸料時(shí)的物料暴露減少VOCs揮發(fā)，如采用封閉管道輸送物料、容器內(nèi)溶劑表面采用氮封或液封技術(shù)、輸送動(dòng)力采用壓縮氮?dú)獾鹊?。離心機(jī)、過濾機(jī)等固液分離機(jī)械采用全封閉設(shè)備、干燥設(shè)備采用循環(huán)風(fēng)干燥設(shè)備、真空設(shè)備采用干式真空泵、溶劑的儲(chǔ)罐設(shè)置為浮頂罐或加裝呼吸平衡氣囊等都可以減少VOCs的產(chǎn)生量。
我國(guó)制藥企業(yè)VOCs源頭控制技術(shù)的應(yīng)用尚不廣泛，沒有形成行業(yè)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，也沒有形成行業(yè)習(xí)慣， VOCs源頭控制還屬于初級(jí)階段。
(2)末端治理技術(shù)
冷凝和吸附、吸收是最常規(guī)的VOCs治理技術(shù)，近年來焚燒技術(shù)、化學(xué)洗滌、生物處理、低溫等離子氧化、光氧化、高能電子處理、生物處理等方法也相繼出現(xiàn)。
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主要針對(duì)高濃度VOCs廢氣的初步處理，常用于溶劑回收，例如從真空泵排氣、干燥排氣中回收溶劑。冷凝法處理后的廢氣VOCs含量仍然很高，甚至可以達(dá)到10000mg/l以上，需要后續(xù)處理。
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吸附法處理效果好，可以把廢氣中VOCs濃度降低到10ppm以下，但是吸附劑再生問題需要解決，單床不再生的吸附方法逐漸被限制使用。多床交替再生或轉(zhuǎn)輪連續(xù)吸附解析工藝逐漸得到廣泛應(yīng)用。常用的吸附材料有活性炭和分子篩，活性炭使用廣泛，顆粒炭、柱狀炭和活性炭纖維都有使用，現(xiàn)場(chǎng)蒸汽再生或氮?dú)庠偕?，再生廢氣經(jīng)冷凝回收其中的VOCs成分。多床交替活性炭吸附回收溶劑技術(shù)在制藥企業(yè)已經(jīng)有較多應(yīng)用，在降低溶劑消耗、減少VOCs排放方面發(fā)揮了重要作用。分子篩為無機(jī)吸附材料，疏水分子篩廣泛用于石化、噴涂等行業(yè)VOCs治理，在制藥行業(yè)也開始使用。因?yàn)榉肿雍Y為惰性材料，可以用熱空氣再生，解析后的廢氣可以采用焚燒法處理，因此分子篩轉(zhuǎn)輪濃縮+熱力焚燒成為低濃度、大風(fēng)量廢氣處理的有效辦法，對(duì)于處理沒有回收價(jià)值的VOCs廢氣，比活性炭更有競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前分子篩轉(zhuǎn)輪目前需要進(jìn)口，主要制造商有瑞典的Munters、DST 公司和ProFlute公司，日本西部技研、NICHIAS和東洋紡公司，美國(guó)atea-WKUSA等。吸附法缺點(diǎn)在于需要對(duì)廢氣進(jìn)行除塵、除水預(yù)處理，否則吸附效果會(huì)受影響，活性炭吸附有著火的風(fēng)險(xiǎn)。
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對(duì)于水溶性VOCs，采用水、稀酸、稀堿、氧化劑溶液吸收，是有效的辦法，被企業(yè)廣泛使用。對(duì)于非水溶性VOCs吸收需要采用吸收液吸收，如白油、變壓器油、離子液等，成本高，利用不多。受飽和蒸汽壓和傳質(zhì)速度影響，吸收法的排氣一般會(huì)有較高VOCs殘留，只使用于高濃度VOCs廢氣的處理，需要與其他方法聯(lián)合使用才能做到達(dá)標(biāo)排放后控制異味。吸收法會(huì)產(chǎn)生廢水或廢液二次污染。
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熱氧化是最徹底的去除VOCs的辦法，適用于高濃度、沒有回收價(jià)值的廢氣處理。低濃度、大氣量廢氣直接焚燒成本很高，需要先濃縮。熱氧化技術(shù)包括直接焚燒(TO)、蓄熱焚燒(RTO)、催化燃燒(RCO)，其中蓄熱燃燒技術(shù)的應(yīng)用廣泛。目前從事蓄熱式燃燒裝置(RTO)公司包括杭州科邁科環(huán)保公司、揚(yáng)州恒通環(huán)保公司等，主要產(chǎn)品包括兩室和三室RTO，對(duì)于多蓄熱室旋轉(zhuǎn)換向的RTO 的開發(fā)尚處于研究階段，國(guó)產(chǎn)的低阻高蓄熱能力陶瓷體的性能和國(guó)外公司相比，如美國(guó)Lantec.ProductsInc和Koch Knight LLC公司的產(chǎn)品還有較大的差距。催化燃燒(RCO)焚燒溫度低，輔助燃料用量少，但適用條件要求高，效果不穩(wěn)定，適用較少。
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生物法適用于中低濃度VOCs和惡臭氣體處理，處理后廢氣中VOCs含量可以降低到較低水平，但不如吸附法。受氣候條件、廢氣成分變化影響，生物法處理效果不穩(wěn)定。生物洗滌、生物滴濾池、生物過濾是三種不同的生物方法，最常用的是生物滴濾池。生物法在污水處理廢氣的除臭工程中有較多應(yīng)用，對(duì)緩解污水廠惡臭發(fā)揮了作用，但需要與其他方法聯(lián)合使用才能穩(wěn)定解決異味問題。
⑥低溫等離子
產(chǎn)生低溫等離子體的方法有電暈放電和介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Disge, DBD)兩種方法。DBD等離子體也因其兼有輝光放電的大空間均勻放電和電暈放電大氣壓下運(yùn)行的特點(diǎn)，在氣態(tài)污染物降解方面效果顯著，使其成為具有工業(yè)應(yīng)用前景的氣態(tài)污染物控制有效技術(shù)。等離子法對(duì)VOCs去除不徹底，單獨(dú)應(yīng)用效果不理想，為進(jìn)一步提高DBD等離子體能效利用率和污染物凈化效率等問題，研究人員開始從單用DBD等離子體方法轉(zhuǎn)向DBD與其它技術(shù)協(xié)同降解污染物，例如，DBD-催化、DBD-UV、DBD-O3、DBD-吸附法、DBD-生物法等，其中，DBD-生物法和DBD-UV(紫外光)聯(lián)合處理技術(shù)在污染物去除率和能效利用方面優(yōu)勢(shì)明顯，成為具有推廣價(jià)值的低濃度VOCs及異味氣體凈化工藝技術(shù)。
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光氧化和催化氧化是通過臭氧對(duì)VOCs物質(zhì)氧化分解，只適合處理小氣量低濃度廢氣，在條件適合的條件下可以取得較好的處理效果。
?、嗑C合技術(shù)
制藥廢氣情況復(fù)雜，單一技術(shù)難以解決問題，因此需要根據(jù)廢氣特點(diǎn)選用多種技術(shù)形成技術(shù)組合，發(fā)揮不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到處理目標(biāo)。合理的技術(shù)組合是制藥行業(yè)VOCs治理技術(shù)的發(fā)展方向，例如轉(zhuǎn)輪濃縮+RTO技術(shù)組合可以處理大風(fēng)量、低濃度廢氣，并達(dá)到很高的處理效果;吸收+生物+催化氧化技術(shù)組合可以很好地解決污水處理廠廢氣惡臭問題;冷凝+活性炭吸附組合技術(shù)實(shí)現(xiàn)單一化學(xué)溶劑高效回收。
