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【米勒干货】制药企业废气处理全解析:从源头到治理的全面方案

更新日期:2025-11-07      点击次数:9
  一、引言:制药企业废气处理的重要性
 
  制药行业是国民经济的重要组成部分,但其生产过程中往往伴随着大量、复杂、有毒有害的废气排放,涉及化学合成、发酵、提取、制剂、污水处理等多个环节。这些废气成分复杂,可能包括:
 
  • 挥发性有机物(VOCs):如甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯等;
 
  • 酸性/碱性气体:如氯化氢(HCl)、氨气(NH?)、硫化氢(H?S)、二氧化硫(SO?)等;
 
  • 恶臭气体:如硫化物、醛类、胺类等,易引起环境与人体健康问题;
 
  • 有毒有害气体:如苯系物、氰化氢、光气(某些特殊原料药生产中)等;
 
  • 生物废气:如发酵尾气中的CO?、异味、微生物气溶胶等。
 
  若不进行有效处理,不仅会造成环境污染、大气雾霾、异味扰民,还会面临环保处罚、停产整顿、企业声誉受损等严重后果。因此,制药企业废气的“源头控制 + 过程管理 + 末端治理”全流程管控已成为企业可持续发展和合规运营的必然要求。
  
  二、制药企业废气的主要来源与分类

1. 主要废气来源环节
 
生产环节
废气类型
主要污染物
化学合成?
工艺废气、反应釜排气
VOCs(甲苯、二氯甲烷、丙酮等)、有毒气体(如HCl、Cl?、HCN)
中药提取?
挥发性溶剂回收废气
乙醇、甲醇、丙酮等VOCs
发酵工艺?
发酵罐尾气
CO?、异味、NH?、微生物气溶胶
制剂与包装?
溶剂使用、灌装挥发
VOCs(酒精、异丙醇等)
污水处理站?
废水厌氧/好氧处理过程
硫化氢、氨气、VOCs、恶臭气体
实验室?
试剂挥发、样品处理
有机溶剂、酸碱雾、有毒气体
 
  2. 废气类型分类(便于治理方案制定)

类型
代表物质
特点
治理难度
挥发性有机物(VOCs)?
甲醇、乙醇、甲苯、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯等
挥发性强、嗅觉敏感、部分有毒
中等到高
恶臭气体?
硫化氢、氨、胺类、醛类、硫醇类
气味浓烈,影响范围广,易投诉
中等
酸碱气体?
HCl、NH?、SO?、NOx
具有腐蚀性,部分为有毒气体
低到中
有毒有害气体?
氰化氢、光气、苯系物(高浓度)
剧毒,需特殊处理与防护
生物废气?
CO?、微生物、异味
来自发酵,需除味与生物过滤
中等
 
  三、制药企业废气处理的整体思路:从源头到末端
 
  制药企业废气治理应遵循 “源头减量、过程控制、末端治理、风险防控” 的综合策略,形成 “全流程、闭环式” 管控体系。
 
  1. 源头控制(预防为主)
 
  • 优化生产工艺:采用绿色合成路线,减少有机溶剂使用,选择低VOCs或无VOCs原料;
 
  • 密闭化生产:反应釜、提取罐、储罐等采用密闭系统,减少无组织排放;
 
  • 冷凝回收:对高浓度、高沸点VOCs(如甲醇、乙醇)优先采用冷凝回收技术,既治理又资源化;
 
  • 溶剂替代:使用水性溶剂、低挥发溶剂,从源头减少有害气体产生;
 
  • 设备升级:采用密闭投料、自动计量、负压操作系统,降低泄漏与挥发。
 
  ? 优点:减少废气产生量,降低后续处理负荷,环保又经济。
 
  2. 过程收集与输送(关键环节)
 
  即使源头控制得当,仍有部分废气需进行有效收集与输送至治理设施,这是治理效果的保障。
 
  • 废气收集系统:采用密闭罩、局部集气罩、管道收集,确保无组织变有组织;
 
  • 分类收集:不同工序、不同污染物(如VOCs与酸碱气体)应分开收集与处理,避免相互干扰;
 
  • 预处理:对含颗粒、粉尘、水汽的废气,先进行除尘、除湿、除油等预处理,保护后续治理设备;
 
  • 压力与风量设计:合理设计风机、风管布局,防止废气泄漏或倒灌。
 
  3. 末端治理技术(核心环节)
 
  根据废气成分、浓度、风量等参数,选择 “合适、高效、经济” 的治理工艺组合”,是制药废气治理成功的关键。
 
  (1)常见治理技术及适用场景

技术类别
代表技术
适用废气类型
特点与优势
吸附法?
活性炭吸附、分子筛吸附
中低浓度VOCs(如乙醇、丙酮)
工艺成熟、操作简单,适合间歇排放,需定期更换吸附剂
催化燃烧(CO/RCO)?
催化燃烧、蓄热式催化燃烧
中高浓度VOCs
高效、节能,VOCs分解为CO?和H?O,适合连续生产
蓄热式焚烧(RTO)?
蓄热式热力氧化
高浓度、大风量VOCs
热效率高(95%以上)、处理,适合大规模制药废气
冷凝回收?
冷凝+分离
高浓度、易冷凝溶剂(如甲醇、二氯甲烷)
可回收溶剂,经济性好,适合前端预处理或单独治理
生物滤池/生物滴滤?
生物降解
低浓度恶臭、VOCs(如氨、硫化氢、醇类)
运行成本低,环保,适合发酵尾气与异味控制
化学洗涤(喷淋塔)?
酸碱洗涤、氧化洗涤
酸性/碱性气体、部分VOCs
对HCl、NH?、SO?等有效,可除臭
UV光解/光催化?
UV+催化剂、臭氧氧化
低浓度VOCs、异味
操作简单,但稳定性与效率常受质疑,多作为辅助手段
等离子体/臭氧氧化?
低温等离子、臭氧高级氧化
难降解VOCs、异味
适合复杂成分,但需控制副产物与安全风险
 
  (2)治理工艺组合策略(常见搭配)
 
  • 高浓度VOCs:冷凝回收 + RTO/RCO
 
  • 中低浓度混合VOCs:活性炭吸附 + 脱附 + 催化燃烧,或直接 RTO
 
  • 酸碱+VOCs混合废气:化学洗涤 + 活性炭/催化燃烧
 
  • 恶臭与低浓度VOCs:生物滤池 + UV光解/化学洗涤
 
  • 发酵尾气:除湿 + 生物滴滤 + 活性炭(视情况)
 
  四、制药废气治理系统的设计要点
 
  1. 合规性要求
 
  • 严格遵守 《大气污染防治法》、《制药工业大气污染物排放标准》(GB 37823-2019) 等国家标准;
 
  • 地方标准往往更严格(如北京、上海、江苏等),需提前了解;
 
  • 涉及 VOCs重点监管行业,还需满足排污许可、在线监测、LDAR(泄漏检测与修复)等要求。
 
  2. 系统设计关键点
 
  • 风量与浓度精准核算:根据生产设备、排放点位、工艺周期,科学计算废气风量与浓度;
 
  • “一源一策”治理方案:不同车间、不同工序采用差异化治理工艺;
 
  • 防爆与安全设计:VOCs治理设备(如RTO、活性炭床)需考虑防爆、泄爆、防火、防静电;
 
  • 运行稳定性与自动化:采用PLC控制、在线监测、报警系统,保障长期可靠运行;
 
  • 废气收集率 > 90%:减少无组织排放,是环保合规与治理效果的前提。
 
  五、制药企业废气治理的未来趋势
 
  1. 绿色工艺优先:从源头减少VOCs和有毒物质使用,是未来监管与行业发展的核心方向;
 
  2. 智能化与数字化管理:通过物联网、大数据实现废气治理设施的远程监控、预测维护与能效优化;
 
  3. 资源化回收利用:如溶剂回收、热能回收(RTO余热用于生产),实现环保与经济效益双赢;
 
  4. 综合治理打包服务:EPC(工程总包)、BOO(建设-运营-拥有)、第三方治理模式越来越普遍;
 
  5. 碳排放协同控制:VOCs治理与碳减排结合,推动制药行业低碳转型。
 
  六、结语:制药企业废气治理,是一场“技术+管理+责任”的综合考验
 
  制药企业废气成分复杂、风险高、监管严,其治理绝非单一设备采购那么简单,而是涉及 工艺优化、收集系统设计、治理技术选型、运行维护、合规管理 的系统工程。
 
  企业应从 “源头减量、过程严控、末端高效、风险预控” 多维度出发,结合自身产品、工艺与排放特点,制定 科学、合规、经济、可持续 的废气治理整体解决方案。
 
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