涂裝廢氣處理

新聞分類

聯系我們

 山東泰源環境科技有限公司


+  聯系人:葛經理

+  電話:0536-5990109  

+  手機:15063603138 

+  郵箱:wftyhb@126.com

+  傳真:0536-5052288

+  網址:www.tb2b.net

+  地址:山東省壽光市洛城街道壽光博士創業園內


生物發酵制藥行業VOCs和異味污染特征與防控技術簡談

您的當前位置: 首 頁 >> 新聞中心 >> 公司新聞

生物發酵制藥行業VOCs和異味污染特征與防控技術簡談

發布日期:2018-12-20 作者: 點擊:

揮發性有機物(VOCs)和異味是生物發酵制藥行業排放的主要污染物質,對人體健康和生態環境有潛在危害。目前,針對生物發酵制藥行業VOCs和異味污染特征及防控技術的基礎研究較少,有關制藥企業VOCs和異味污染在監管和治理方面均缺乏充分的理論指導,甚至導致個別藥企因環保措施治理不到位而只得搬遷的情況。本文以生物發酵制藥行業作為研究對象,總結了VOCs和異味的污染特征,并在此基礎上系統概述了應用于VOCs和異味末端治理技術的發展現狀。

生物發酵制藥行業是我國國民經濟的重要組成部分,主要產品為抗生素和維生素及其衍生物等。目前,我國抗感染類產品中80%為生物發酵類抗生素,同時我國還是世界上最大的維生素類藥品的生產國與出口國。生物發酵制藥行業快速發展的同時,其生產過程中產生的揮發性有機物(volatile organic compounds ,VOCs)和異味帶來的人體健康風險和生態環境污染也日益受到關注。

VOCs是指有光化學反應活性的有機化合物,而異味是指一切刺激嗅覺器官并引起人們不愉快及損害生活環境的氣體物質。因此,從污染物成分上看,VOCs與異味污染存在交叉重疊,即大部分VOCs有異味,而異味物質還包括H2S和NH3等無機物。有研究表明,VOCs與異味污染物一般具有較強的刺激性和毒性,部分表現出致畸、致癌和致突變作用,在大氣光化學反應作用下可生成O3和二次有機氣溶膠(SOA)等污染物,引起光化學煙霧和灰霾等環境問題,導致區域大氣復合污染。由于存在多種生化反應和純化學合成反應過程,生物發酵制藥在不同產品、不同階段、不同工況下排放廢氣的種類和濃度變化較大。有研究指出,生物發酵制藥是制藥行業中VOCs 和異味排放種類最多、濃度最大的一類。然而,國內外有關污染物污染特征和治理技術的基礎研究均明顯不足,使得VOCs和異味排放問題成為很多發酵制藥企業久治不愈的環保難題,甚至造成企業面臨不得不搬遷甚至關停的情況。

1 VOCs和異味的污染特征

生物發酵制藥是指通過微生物發酵的方法生產抗生素和其他的活性成分,不同產品的生產工藝大體相似,一般可以分為發酵和提取兩個階段,其中發酵階段包括高溫滅菌和發酵呼吸兩種工況,提取階段包括固液分離、提煉純化、精制和干燥等步驟。因此,生物發酵制藥的主要VOCs和異味污染源為發酵尾氣、提取廢氣、污水處理站廢氣以及菌渣等固廢廢氣。限于發酵制藥現有的工藝水平,原料與產量的比值高達200/1,其中相當一部分原料以VOCs和異味物質的形式排放消耗。有研究表明,發酵制藥廢氣排放總量的95%以上(質量分數)來自于含有機溶劑的提取廢氣,而發酵尾氣的異味和污水處理站的臭味則是造成企業因廢氣污染受到民眾投訴的主要原因。

發酵過程中,原料中的蛋白質、氨基酸在微生物的作用下發生脫羧和脫氨產生異臭味,其臭氣濃度一般在5000~7500 之間[18]。此外,發酵菌種代謝產物也可能具有特殊氣味。發酵尾氣中多種氣味混合后,導致尾氣的異味特征非常復雜,形成特殊的“發酵味”。不同發酵制藥產品的發酵尾氣氣味有顯著不同,例如,硫氰酸紅霉素的發酵尾氣有明顯的霉味和苦澀味,維生素C 的發酵尾氣帶有酸味,而維生素B的發酵尾氣則有明顯的甜味等。

據報道,青霉素發酵尾氣中VOCs 種類和濃度在升溫、保壓、降溫和發酵(呼吸)這4 個階段中有較大差異,總體來看,氯代烴類所占比例最大(24.6%~78.8%),其次是酯類(11.2%~52.4%),這兩類物質占TVOCs 含量的90%以上;其中升溫階段VOCs 含量最高(5416.4 mg·m-3),其次是降溫階段(1099.6 mg·m-3),發酵階段VOCs含量最低(202.0 mg·m-3),均超過地方有關標準(DB13/2208-2015)[20]2~90 倍。這是由于滅菌階段處于高溫環境,有利于有機溶劑的揮發。此外,在滅菌階段和發酵階段的尾氣中均檢測到高濃度的乙酸乙烯酯、三氟三氯乙烷、二氯四氟乙烷、二氯乙烯,但這些高濃度污染物的來源、成因和異味貢獻仍不明確。天津某生物發酵制藥企業發酵塔排放尾氣中主要的污染物為烷烴和含氧有機物,其中戊烷、丙酮和乙醇占總質量濃度的50.6%,乙醇的質量濃度百分比高達22.1%,發酵塔排氣口的臭氣濃度超過6000。表1總結了青霉素、泰樂菌素和硫氰酸紅霉素發酵廢氣中的特征污染物及其理化性質。

 6368081187162407445153857.jpg

2 VOCs和異味的末端治理技術

現有的VOCs處理技術可應用于生物發酵制藥廢氣的末端治理,包括吸收、吸附、冷凝和膜分離等回收技術以及高溫燃燒、化學氧化、光催化、等離子和生物技術等消除技術。有關技術的概念、原理和適用慮廢氣的污染特征,進行有針對性的選擇和設計,尤其是發酵制藥廢氣的VOCs和異味物質成分復雜,而且不同成分的物理和化學性質相差較大,單一的某種技術難以實現污染物的有效凈化,因此,多種技術的聯合運用已經成為目前發酵制藥行業VOCs和異味治理的重要發展方向之一。

6368081194291115184335932.jpg

根據發酵尾氣的污染特征,一般沒有必要進行物質回收,因此發酵尾氣的末端治理以污染物的消除為主。由于抗生素發酵尾氣可能帶出抗生素活性物質以及氣量較大,目前還未有利用生物法處理的報道和成功的工程案例。主流的末端治理技術包括化學氧化、吸收吸附、光催化氧化和高溫氧化等,其中化學氧化又包括利用臭氧、液相氧化劑等的常溫氧化和催化氧化。

據報道,西安利君制藥采用“臭氧-UV-噴淋”組合工藝對紅霉素發酵尾氣進行處理,即旋風分離后的發酵尾氣首先通入臭氧進行一級氧化,之后進行紫外光光氧化,最后經氧化噴淋和吸收噴淋后排放。利用手持式檢測器對處理前后的污染情況進行分析,VOCs 和CH4 的凈化效率分別為79.7%和73.8%,出口H2S的濃度低于儀器檢出限,并且發酵生產車間周圍已沒有“苦澀味”,發酵尾氣達到了無氣味排放的要求。

然而,本研究團隊的研究結果表明(數據尚未發表),在多種發酵尾氣中通入臭氧的氧化除臭效果并不理想,主要是由于反應時間不足、臭氧氧化能力有限,并且臭氧如在后續噴淋吸收過程中不能很好去除,還可能造成二次污染,增加廢氣的臭氣濃度。因此,在將臭氧應用于發酵尾氣治理的過程中,必須組合其他工藝對處理后的尾氣進行妥善處理。

繼光氧化和等離子技術之后,“吸附濃縮+燃燒”組合工藝正逐漸成為VOCs 和異味治理的主流措施。某青霉素生產企業的發酵尾氣首先采用沸石轉輪吸附濃縮技術,其中改性Cu/NaY 型沸石分子篩作為吸附材料,單臺分子篩的處理氣量為3 萬 m3·h-1,總處理規模為12 萬 m3·h-1,脫附后的濃縮廢氣采用催化氧化技術進行處理。從VOCs去除的角度來看,吸附濃縮技術可以有效降低廢氣中的VOCs濃度,排氣口TVOCs 濃度從8.0 mg·m-3降至0.5 mg·m-3。值得注意的是,廢氣中檢出的24種污染物的去除率和濃縮倍數有較大差異,濃度較高的丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯和2-丁酮等有較好的凈化效果,而萘和氯苯等有機物的凈化和濃縮倍數都不理想。由于沸石分子篩為無機水合硅鋁酸鹽成分,對于含硫廢氣的處理效果并不好,若用于含硫廢氣的除臭仍需組合其他工藝。此外,由于發酵尾氣的相對濕度通常高于60%~80%,在進行吸附濃縮處理前需要采用過濾和除濕等前處理步驟。

結論與展望

總的來說,發酵制藥行業產品種類繁多,生產工序復雜,原材料投入量大,許多原料和中間產物以VOCs 和異味的形式排放到環境中。目前,抗生素原料藥的生產主要集中在我國,因此,抗生素發酵尾氣污染特征及治理技術方面并沒有先進的國外經驗可以借鑒,而我國對發酵制藥過程中排放的VOCs和異味污染特征的基礎研究相對薄弱,有效治理技術的研究也相對落后,如果不能很好解決就會存在“建(搬)到哪里,污染到哪里”的問題。針對現有VOCs和異味治理上的普遍問題,構建高效的污染防控技術體系需要“科學-技術-管理”三步,通過實現“源頭削減、過程控制、末端處理、科學監管”的完整技術體系方法,才能進一步推進有關污染治理工作的成效。生物發酵制藥及其他行業的VOCs及異味污染防治工作。

詳情請來電咨詢,濰坊泰源環保工程有限公司,們有催化燃燒設備、蓄熱式燃燒設備,VOCs催化,沸石轉輪吸附設備等。

等您詳詢0536-5990109


 


本文網址:http://www.tpcnpcutaen.cn/news/493.html

關鍵詞:生物發酵廢氣,發酵制藥廢氣處理,生物制藥廢氣治理

最近瀏覽:

相關產品:

相關新聞:

150-6360-3138

日韩 一级片,欧美日韩片,色噜噜噜欧美在线播放,国产亚洲电影