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布洛芬等药品产量激增 制药企业VOCs治理跟得上吗?

2023-01-18 10:03来源:中国环境报关键词:VOCs治理VOCs排放制药企业收藏点赞

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布洛芬、对乙酰氨基酚等药品最近成了“抢手货”。据工信部消息,日前,两类解热镇痛药的产能产量大幅提高,日产能达2.02亿片,产量达1.9亿片,多家药企24小时满负荷生产。这种情况下,制药企业产生的主要污染物——挥发性有机物(VOCs)的排放量也随之增加。这些制药企业的VOCs治理能跟得上吗?当前形势下,企业能否从容应对?

冲击有限:取决于企业末端治理技术水平和管理能力

多位业内人士认为,制药企业满负荷生产、产量激增对其VOCs处理能力的冲击有限。

江苏省苏州市生态环境综合执法局郑兴春告诉记者:“制药企业安装VOCs处理设施时,我们要求设备处理能力达到满负荷运行的设计标准。大多数企业平时的运行效率只有30%—40%,即使现在运行效率提高了,也在可控范围内。而且,由于制药企业的生产能力强,每批次可以生产很多药品,所以很少出现超负荷运行的情况。例如,近期我们检查的几家苏州制药企业,虽然产量增加,但都没有超负荷运行。”

但这并不意味着VOCs排放量增加对制药企业没有影响。中国环境科学研究院大气环境研究所副研究员王洪昌说:“影响大小,主要取决于企业VOCs末端治理的控制技术水平。”

目前,制药企业选择的VOCs末端处理技术相差较大、治理水平参差不齐。一些企业采用燃烧法,安装投资和运行成本较高的RTO(蓄热式热力焚化炉)或RCO(蓄热催化燃烧装置),处理效率较高,能够较好应对生产负荷变化。但是,大多数制药企业采用的仍然是投资和运行成本较低的冷凝、吸收、吸附等技术,处理效率不高,对满负荷冲击的适应能力相对较差。“治理技术水平偏低的企业,当前可能更加频繁地出现VOCs排放浓度瞬时或小时超标问题。”王洪昌说。

郑兴春表示,这就要求制药企业提高运维管理能力,加大环境治理力度,根据VOCs排放量的变化,更加及时地调整易耗品更换频率、优化处理设备参数,有效应对生产负荷增加的冲击。

他举例说,未采用燃烧法的企业,需要提高易耗品更换频率。比如,采用活性炭吸附技术的企业,要提高活性炭更换频次;采用喷淋技术的企业,要及时更换碱液、调整碱液pH值等。采用燃烧法的企业,当VOCs收集量增加、燃烧时间变长、气体浓度变高时,设备温度也要调高。

“企业对VOCs产生环节和收集管道也要实时检测,检查管道密闭性是否达到要求,防止气体泄漏。”郑兴春说。

不容忽视:VOCs治理是制药企业重难点

事实上,VOCs治理一直是制药企业的重难点,即使是制药行业头部企业,在这方面也吃过不少罚单。华东理工大学资源与环境工程学院党委书记、教授修光利告诉记者,从客观方面看,这与制药行业本身VOCs治理的复杂性相关。

“制药企业生产品种多、所涉原料广,特别是原料药制备过程中使用了较多的有机原料和有机溶剂,导致其产生的VOCs种类繁多,排放成分复杂、性质差异大。不仅如此,制药企业生产流程长,VOCs产生环节多,无组织排放情况较多,序批式的生产操作方式导致排放的波动性较大,增加了企业污染治理难度。”修光利说。

一些大企业能生产上千种药品。药品所用原料可分为活性药物成分(原料药)、非活性成分(辅料)和包装原料,其中,生产原料药的企业污染较重,利用原料药生产片剂、胶囊等的单纯制剂类企业污染较轻。在浙江,原料药约占全省医药工业一半比重。通常情况下,只有大型企业才有能力生产原料药,小型企业购买原料药做片剂或精包装。一些地区采用合同加工外包(CMO—Contract Manufacture Organization)式的制药企业,其药品品种复杂,也值得关注。

药品所用原料越多,生产过程中发生的化学反应越多,产生的VOCs物种也越多。比如,生产布洛芬类消炎止痛药产生的主要大气污染物至少7种,生产对乙酰氨基酚等解热镇痛药则至少产生氨、氮氧化物、硫酸雾等21种大气污染物。

“需要注意的是,制药企业所用的原辅料,有时还涉及医药中间体的生产和使用,比如布洛芬制药过程需要用到中间体异丁苯乙酮。医药中间体所用原料更加复杂,一些制药企业并不生产医药中间体,而是从其他化工企业购买。也就是说,药品产量激增,不仅带动制药企业VOCs排放量增加,还带动提供医药中间体的化工企业VOCs排放量的增加。”修光利说。

他还指出,生产药品从第一步到最后一步可能有几十个环节,VOCs排放至少涉及7—8个环节,生产环节涉及的连接部件多,泄漏排放风险大。同时,药厂的药品一般都按批次生产,一批药品经过几小时的化学反应(或发酵)后再进入下一环节。物料的间歇式进出,导致产生的VOCs间歇排放,气体浓度波动变化大;更换药品品种需要清洗生产系统,清洗环节排放浓度高,这些都挑战着企业的治理能力。

修光利告诉记者,受现有技术条件限制,制药企业产生的部分VOCs物种还缺乏监测方法,特别是一些低阈值特征污染物,虽然单一物质排放浓度达标,但综合恶臭(异味)仍十分明显,治理难度大;类似二氯甲烷等卤代烃的使用比较普遍,挥发性和毒性都很强,直接使用燃烧法会带来二次污染风险。但目前预处理技术非常不成熟,吸附脱附回收利用技术效果也不稳定。制药企业VOCs物种的复杂性对高效的RTO等处理设备的稳定运行也造成了很大影响。

亟待解决:加强全过程管控、高效治理技术研发

“对于制药企业的检查,我们面临的最大问题就是检测虽然合格,但异味还在。”郑兴春坦言。他希望,制药企业能在原有效率较低的VOCs处理设备上,加装二级、三级处理装置。

处理装置升级是优化制药企业VOCs治理的末端环节。王洪昌指出,更应加强全过程管控,从原辅材料替代、工艺改进、过程控制、治污设施建设、监测监管等方面提出一体式优化控制路线。

一是加大源头控制力度,积极推广绿色制药技术、推进清洁生产。鼓励采用酶促法、酶法裂解等无污染或低污染的先进药品回收工艺,对于6—APA产品,用酶法裂解替代化学裂解法,可以减少65%的有机溶媒和化学品;推广密闭化、管道化、连续化生产工艺与设备,采用无毒无害或低毒、低害的原料替代高度和难以去除高毒的原料等。

二是加强设备密封操作要求,全面提升装备水平。采用国内先进设备,并进行垂直流设置,利用设备之间的层高差实现无缝化对接;生产装置采用DCS自动化控制,采用先进的温度测量、压力测量、液位测量仪器、仪表;鼓励使用无泄漏设备和连接部件。

三是强化以资源化为目的的VOCs分类收集、分质处理。目前,很多制药企业采用同一系统收集处理混合VOCs废气,不利于有机溶剂资源回收,还大幅增加VOCs治理难度和费用。分类分质收集,不仅能有效提高废气浓度和物质纯度、降低风量,也便于采用深度冷凝、高效真空脱附等技术,提高溶剂回收率。

修光利表示,2021年,由华东理工大学牵头制定、三省一市发布实施的长三角地区统一的《制药工业大气污染物排放标准》(以下简称《标准》),就明确要求对VOCs分类收集、分质处理。

“分类收集、分质处理有助于推动VOCs治理技术低碳化改造。另外,分类收集可以考虑与《标准》中的控制项目结合起来。国家和地方标准针对制药行业都提出了总挥发性有机物(TVOC)以及一些特征污染物的控制指标,基本覆盖了化学药品原料药企业涉及VOCs的典型种类,我们也在《标准》的附录中基于产品进行了细致的分类,企业可根据使用的原辅料、生产工艺过程、生产产品等情况,从中筛选需要控制的VOCs。”修光利说:“未来,还要进一步研发适合不同种类VOCs的监测技术方法。”

他透露,今年,适用于长三角地区的制药工业大气污染物防治技术规范正在制定,VOCs治理技术将遵循高效安全、节能低碳方向,综合考虑经济、环境和社会效益,构建全过程控制技术体系。同时,鼓励企业对有机溶剂回收利用。通过标准规范引领技术改造,推动化学合成类制药、发酵类制药等行业转型升级。


原标题:布洛芬等药品产量激增,制药企业VOCs治理跟得上吗? 应从原辅材料替代、工艺改进、过程控制、治污设施建设、监测监管等方面优化管控
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