第25章清洁产与末端治理

第二十五章第二十五章 清洁生产与末端治理清洁生产与末端治理25.1.1制药工业污染的特点和现状制药工业污染的特点和现状 1、制药工业污染的特点 制药厂排出的污染物通常具有毒性、刺激性和腐蚀性，这也是工业污染的共同特征。此外，化学制药厂的污染物还具有数量少、组分多、变动性大、间歇排放、pH不稳定、化学需 氧量高等特点。这些特点与防治措施的选择有直接的关系。2、我国制药工业污染的现状25.1.225.1.2清洁生产的定义清洁生产的定义清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等从源头削减的措施， 提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放， 以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。清洁生产的定义包含两层含义：一是清洁生产的内容；二是清洁生产的目的。清洁生产技术的基本特点是： 原料转化率高及废物产生量小。 工艺流程或生产周期短。 生产装置规模大。 自动化程度高。 化学反应速度快。 能量消耗少。25.1.225.1.2清洁生产的定义清洁生产的定义为了区分三废处理与清洁生产， 我们把三废处理称为“末端治理”， 而把生产过程中的污染物削减称为清洁生产， 把三废处理技术称为末端治理技术，把清洁生产中采用的技术称为清洁生产技术。清洁生产技术与末端治理技术之间的最大区别在于其产生的结果。末端治理技术带来的是环境效益，而清洁生产技术带来的不仅是良好的环境效益，而且还有巨大的经济效益。 Tianjin University525.1.325.1.3清洁生产与末端治理的比较清洁生产与末端治理的比较 比较项目清洁生产系统末端治理（不含综合利用）思考方法污染物消除在生产过程中污染物产生后再处理产生时代80年代末期7080年代控制过程生产全过程控制，产品生命周期全过程控制污染物达标排放控制控制效果比较稳定受产污量影响处理效果产污量明显减少间接可推动减少排污量减少减少资源利用率增加无显著变化资源耗用减少增加(治理污染消耗)产品产量增加无显著变化产品成本降低增加(治理污染费用)经济效益增加减少(用于治理污染)治理污染费用减少随排放标准严格，费用增加污染转移无有可能目标对象全社会企业及周围环境表表25-1 清洁生产与末端治理的比较清洁生产与末端治理的比较 25.2.125.2.1相关规定相关规定 中华人民共和国清洁生产促进法25.2.225.2.2具体措施具体措施 清洁生产的实施可以从加强内部管理、改进生产工艺、废物回收利用、替换原材料等方面入手，分步实施。 25.2.2具体措施具体措施废物产生原因清洁生产机会和方案原材料贮运管理(1)原料质量不稳定，杂质多，造成物料消耗高，催化剂中毒副产物多(2)原料贮运管理不当，物料损失率高(3)设备备品备件质量差，阀门内漏，压盖不严，造成泄漏(4)使用有毒物料，工作环境差，废物污染严重原材料改变(1)加强原料质量控制，实行精料政策，进行原料提纯加工，提高原材料品质(2)加强原料进出厂计量和贮运管理，将原料在厂内加工，改进包装运输方式，贮槽加溢流报警装置，减少原料流失(3)加强备件质量检验和改进采购程序，杜绝不合格备品进厂，定期进行检查维修(4)改变产品配方，替代有毒原材料，加强员工健康监护工艺技术设备和操作(1)生产工艺落后，流程过长，能耗高，收率低，废物产生量大(2)设备器材陈旧，造成物料泄漏和事故停车(3)仪表系统老化，计量不准，工艺指标不能及时调控，造成原料浪费和产品不合格(4)设备管线布局不合理，管路控制阀门少，无法消除局部泄漏(5)设备选型不当，大马拉小车；设备热效率低，能源浪费严重(6)催化剂使用多年，活性下降，产品收率低，副产物多(7)水、电、气公用工程供应不稳定，夏季制冷系统达不到工艺要求，造成事故停车和废物产生(8)工艺靠手工控制，自动监控不及时，工艺参数温度、压力、流量等不能控制在最佳状况下(9)市场需求变化造成产品品种改变，增加设备清洗次数，增大废水、废溶剂产生量工艺技术改进和优化操作(1)改革生产工艺，采用无废/低废工艺，局部改进工艺技术，使用高效反应器，分离精制技术等(2)更新设备，定期进行预防性维护保养(3)仪表改造与更新，加强仪表设备管线维修保养，及时校正(4)适当调整管线布局，使之有序化，增添必要的控制仪表和阀门，提高自控水平(5)改换设备，节电降耗或安装变频器，降低能耗，进行余热回收提高热效率 (6)更换或采用新型高效催化剂提高反应效率(7)改造制冷系统，增加制冷设备，加强调度，保证水、电、气供应，消除废物产生(8)增加必要的仪器仪表，实现生产自动控制，优化工艺条件(9)合理安排生产，改进清洗程序，减少设备清洗次数生产管理与维护(1)员工不重视安全环保，清洁生产意识差，不注意节水节能(2)工人不按要求操作，工艺条件控制不稳，物料称量不准确，劳动纪律松懈(3)设备管线跑、冒、滴、漏严重，生产、生活用水长流，浪费大(4)工人违章操作，安全意识差，事故发生频繁强化内部管理(1)加强清洁生产教育，提高责任心(2)严格工艺控制和操作条件，按操作规程操作，加强岗位责任制和培训(3)严格巡回检查和设备维护，及时消除跑、冒、滴、漏现象(4)将生产经济指标、能源、资源消耗与个人奖金挂钩，定期进行员工技术培训，提高员工素质废物回收利用(1)工艺冷却水和蒸汽冷凝液直接排放(2)冷凝系统不凝气，真空系统安全排放，设备挥发性有机物释放，工艺粉尘无组织排放(3)固体废物和蒸馏残液存放处置不当废物厂内回收利用(1)实行清污分流，间接冷却水循环使用(2)采取吸收吸附措施，回收有用物质的循环利用，采用专用集尘装置，分别收集粉尘回收用于生产(4)采取防渗、防扬散措施，厂内进行再资源化表25-2 废物产生原因及清洁生产实施方案25.2.3中草药制药的清洁生产中草药制药的清洁生产 中草药常规的提取方法有热提取法、浸泡提取法等提取 工艺，这些工艺操作复杂、提取时间长、有效成分收率低，产生大量的废液、废渣，因此必须在中草药的提取过程中采用清洁生产技术，才能提高提取收率、减轻废物处理负担。25.2.4抗生素制药的清洁生产抗生素制药的清洁生产 1、抗生素废水来源及水质特征 抗生素生产工艺的主要废水来自以下几个方面: 提取工艺的结晶废母液，抗生素生产的提取可采用沉淀法、萃取法、离子交换法等工艺，这些工艺提取抗生素后的废母液、废流出液等污染负荷高，属高浓度有机废水； 中浓度有机废水，主要是各种设备的洗涤水、冲洗水； 冷却水。 25.2.4抗生素制药的清洁生产抗生素制药的清洁生产 此外，为提高药效，还将发酵法制得的抗生素用化学、生物或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物，即半合成抗生素，其生产过程的后加工工艺中包括有机合成的单元操作，可能排出其他废水。 从抗生素的制药的生产原料及工艺特点中可以看出，该类废水成分复杂，有机物浓度高，溶解性和胶体性固体浓度高，pH值经常变化，温度较高，带有颜色和气味，悬浮物含量高，含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，并且有生物毒性等。 25.2.4抗生素制药的清洁生产抗生素制药的清洁生产 2、抗生素制药清洁生产 （1）抗生素废料的综合利用 （2）抗生素清洁生产 所采用的新技术主要应用于三个方面: 工艺改进、新药研制和菌种改造，加强原料的预处理，提高发酵效率，减少生产用水，降低发酵过程中可能出现的染菌等工艺问题； 逐渐采用无废少废的设备，淘汰低效多废的设备； 菌种改造主要利用基因工程原理及技术。 25.3.1废水处理技术废水处理技术 1、废水的污染控制指标 水质指标是表征废水性质的参数。 表征废水水质的指标很多，比较重要的有pH、悬浮物(SS)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)等指标。 pH是反映废水酸碱性强弱的重要指标。 悬浮物是指废水中呈悬浮状态的固体，是反映水中固体物质含量的一个常用指标，可用过滤法测定，单位为mg/L。 生化需氧量是指在一定条件下，微生物氧化分解水中的有机物时所需的溶解氧的量，单位为mg/L。常以BOD5表示。BOD反映了废水中可被微生物分解的有机物的总量，其值越大，表示水中的有机物越多，水体被污染的程度也就越高。 化学需氧量是指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物所需的氧的量，单位为mg/L。我国的废水检验标准规定以重铬酸钾作氧化剂，标记为CODCr。 COD与BOD均可表征水被污染的程度，但COD能够更精确地表示废水中的有机物含量，而且测定时间短，不受水质限制，因此常被用作废水的污染指标。COD和BOD之差表示废水中没有被微生物分解的有机物含量。25.3.1废水处理技术废水处理技术 2、废水处理方法 （1）清污分流 （2）废水处理级数 一级处理通常是采用物理方法或简单的化学方法除去水中的漂浮物和部分处于悬浮状态的污染物，以及调节废水的pH等。 二级处理主要指生物处理法。废水经过一级处理后，再经过二级处理，可除去废水中的大部分有机污染物，使废水得到进一步净化。 三级处理是一种净化要求较高的处理，目的是除去二级处理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有机物、可导致水体富营养化的可溶性无机物(如氮、磷等)以及各种病毒、病菌等。25.3.1废水处理技术废水处理技术 （3）废水处理的基本方法 废水处理的实质就是利用各种技术手段，将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害物质，从而使废水得到净化。废水处理技术很多，按作用原理一般可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。 在废水处理中，常常需要将几种处理方法组合在一起，形成一个处理流程。 流程的组织一般遵循先易后难、先简后繁的规律，即首先使用物理法进行预处理，以除去大块垃圾、漂浮物和悬浮固体等，然后再使用化学法和生物法等处理方法。 对于某种特定的制药废水，应根据废水的水质、水量、回收有用物质的可能性和经济性以及 排放水体的具体要求等情况确定适宜的废水处理流程。25.3.2废气处理技术废气处理技术 1、含尘废气处理技术 药厂排出的含尘废气主要来自粉碎、碾磨、筛分、压片、胶囊填充及粉针分装等机械过程所产生的粉尘，以及锅炉燃烧所产生的烟尘等。常用的除尘方法有3种，即机械除尘、洗涤除尘和过滤除尘。 2、含无机物废气处理技术 化学制药厂排放的废气中，常见的无机污染物有氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氯气、氨气和氰化氢等，这一类废气的主要处理方法有吸收法、吸附法、催化法和燃烧法等，其中以吸收法最为常用。 3、含有机物废气处理技术 根据废气中所含有机污染物的性质、特点和回收的可能性，可采用不同的净化和回收方法。目前，含有机污染物废气的一般处理方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧法和生物法。25.3.3废渣处理技术废渣处理技术 1、回收和综合利用 2、废渣处理技术 经综合利用后的残渣或无法进行综合利用的废渣，应采用适当的方法进行无害化处理。由于废渣的组成复杂，性质各异，故废渣的治理还没有像废气和废水的治理那样形成系统。目前，对废渣的处理方法主要有化学法、焚烧法、热解法和填埋法等。25.4.1吸声吸声 吸声是将多孔性吸声材料(或结构)衬贴或悬挂在厂房内，当声波射至吸声材料的表面时，可顺利进入其孔隙，使孔隙中的空气和材料细纤维产生振动，由于摩擦和粘性阻力，声能转化为热能而被消耗掉，从而使厂房内的噪声降低。 常用的吸声材料有玻璃棉、矿渣棉、百棉绒、甘蔗板、泡沫塑料和微孔吸声砖等。25.4.2隔声隔声 隔声是采用隔声材料或构件将噪声的传播途径隔断，使其不能进入受声区域，从而起到降低受声区域噪声的作用。 隔声是控制噪声的重要措施之一，在实际工程中的常用形式有隔声室、隔声罩和隔声屏等。25.4.3消声消声 消声是控制气流噪声的常用措施，其方法是在管道上或进、排气口处安装消声器。消声器是一种阻止噪声传播而又允许气流通过的特殊装置，其基本要求是结构性能好(结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长)、消声量大、流动阻力小。 消声器的形式很多，比较常用的有阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合消声器等。图25-3 常见的抗性消声器25.4.4减震减震 设备运转时产生的振动传给基础后，将以弹性波的形式由设备基础沿建筑结构向四周传播，并产生声。 避免刚性连接是减震消声的基本方法。 在防治噪声的工程实践中，往往要综合运用多种噪声控制技术。 图25-4是某风机的噪声防治方案示意图，图中的阻尼材料可使震动迅速衰减。该方案综合运用了吸声、隔声、消声和减震等噪声控制技术。25.4.4减震减震图25-4 风机噪声防治方案示意图1隔声屋顶；2吸声材料；3隔声墙；4阻尼材料；5消声器；6减震器思考题思考题 1、制药工业污染的特点是什么？ 2、什么是清洁生产？说明实施清洁生产的意义。 3、实施清洁生产主要采取哪些措施？ 4、为什么在实施清洁生产的同时，还要进行末端治理？ 5、简述末端治理技术的分类和主要方法。 6、简述噪音控制技术的主要方法。