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《制药工业大气污染物排放标准》标准解读

  2019年5月24日生态环境部办公厅印发了《制药工业大气污染物排放标准》(GB37823-2019),于7月1日正式执行。在此之前的6月28日,中国工业节能与清洁生产协会绿色工厂专业委员会与中国化学制药工业协会联合举办了“绿色制药沙龙”,特邀中国环境科学研究院都基峻研究员对新标准进行了解读。都基峻研究员主要从事挥发性有机废气污染控制技术研究、燃煤烟气与工业废气污染物控制技术研究和开发,以及大气污染控制和污染物减排技术政策研究、污染物排放标准制定等工作。

我国制药行业概况及排放特征

目前我国能生产约1600多种化学原料药,约4000种化学制剂,已经成为全球最大的化学原料药生产国。而原料药产地主要分布于京津冀“2+26”区域和长三角地区,因此这两个区域面临较大的原料药生产污染控制压力。

制药行业的排放特征之一是行业排放污染物种类非常多,其中有机物包括芳香烃、脂肪烃、含氧烃(醇、酚、醛、酸、酯、酮和醚等)、以及含氮、含硫及杂原子有机物,此外还有HCl、NH3等众多无机物。因此本标准主要是通过综合的VOCs指标(非甲烷总烃和TVOC)来控制VOCs的总体排放,个别有毒有害物质则设置单项指标来进行控制。制药行业是我国VOCs的重点排放行业之一,其危害主要是和氮氧化物在一起生成臭氧和二次颗粒物。近年来我国主要大气污染物浓度持续下降,但是只有臭氧浓度全国都在持续升高,所以总体来说,我国臭氧控制形势严峻,相应的VOCs排放控制要求也必然越来越严。

《制药工业大气污染物排放标准》(GB37823-2019)标准解读

标准中的污染物控制指标主要分为两类,一类是综合指标类(3项):颗粒物、NMHC和TVOC,其中TVOC的检测方法还在制定中。第二类是特征污染物(9项):苯系物(苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯、苯乙烯)、光气、氰化氢、苯、甲醛、氯气、氯化氢,硫化氢、氨。特征污染物的筛选主要依据以下3个原则,第一是产生量(或排放量)较大、光化学活性强的VOCs;第二是毒性大的污染物;第三是恶臭物质(以恶臭排放标准为主进行控制)。由于整个制药行业的恶臭问题比较突出,所以标准中增加了恶臭物质。

标准根据污染特征将制药行业的废气分为三类:

1、VOCs排放量大、毒性大的工艺废气——化学药品原料药制造、兽用药品制造、生物药品制品制造、医药中间体生产和药物研发机构工艺废气(包括配制、合成、提取、结晶、精制、包装、回收等工艺排气,以及真空泵等辅助设备排气);

2、VOCs排放相对较小或污染物毒性较小的工艺废气——发酵尾气(成分复杂但毒性较小、无溶剂成分),以及化学制剂制造、中药饮片制造、中成药制造和卫生材料制造的工艺废气(通常只有药尘,个别涉及乙醇或溶剂汽油);

3、成分较复杂的恶臭废气——污水处理站废气,主要含恶臭物质和VOCs。

以上分类主要针对于制药行业的废气排放管理要求,对于污染治理工程来说,由于制药行业情况复杂,上述分类较为笼统,企业还是需要根据实际工艺废气的情况开展“一厂一策”分析,进而科学合理地采取控制措施。

关于排放限值的制定原则,本标准主要是基于“可行污染控制技术”、“健康风险”,并兼顾“地方标准控制水平”从而制定下来的,同时还考虑到实施成本和控制成本的问题。以颗粒物、NMHC和TVOC限值确定为例:颗粒物排放限值主要是根据国内外的标准以及目前国内的平均排放水平制定的;NMHC也是根据国内目前的平均排放水平制定的;TVOC的由于监测方法未定,暂无排放数据,考虑到制药行业VOCs废气含氧烃和卤代烃较多,对NMHC的响应较差,TVOC按NMHC限值的1.5倍设定。

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制药行业大气污染物排放限值(特别排放限值)

除了以上排放浓度限值外,标准中还增加了去除效率的要求,以防止出现稀释排放问题。对于重点区域当车间或生产设施排气筒中NMHC初始排放速率≥2kg/h时,VOCs处理设施净化效率不应低于80%。根据调研结果,在采取规范的无组织控制措施的情况下,大型制药企业的车间通风的初始排放量远远小于上述限值,因此制药企业应重视VOCs设备的密封和前端收集,避免或尽量减少VOCs散逸,在改善生产环境的同时也降低了污染控制综合费用。

标准中规定,如果采用燃烧法处理含氯废气,需要监测二噁英的排放,因此建议制药企业将含氯废气单独收集处理。

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加强无组织排放控制要求是本标准的一大特色。标准将无组织排放分为五个过程,一个是工艺过程无组织排放源,四个是通用设施无组织排放源(VOCs物料储存控制要求、VOCs物料转移和输送控制要求、设备与管线泄漏以及敞开液面VOCs逸散)。其中VOCs物料转移和输送控制要求、设备与管线泄漏的无组织排放要求参考与该标准同步发布的《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)。

工艺过程无组织排放的控制要求主要是加强设备的密封和物料投加、卸放等容易造成VOCs散逸环节的控制措施。VOCs物料储存方面主要是控制储罐的排放,制药企业的储罐规模相对较小,因此管控规模限值也相对更低一些。还有敞开液面VOCs逸散,因为大部分制药企业需要考虑除臭等原因,所以要求采用加盖和密封等措施。VOCs的无组织排放要求实行分区管理,对位于重点地区的制药企业要求达到更高的无组织排放控制水平。

对于厂区内无组织排放的管控,本标准增加了VOCs无组织排放限值,地方生态环境主管部门可根据当地环境保护需要自行确定具体实施方式。根据目前调研的结果,如果车间内部控制好,满足要求不会有太大的压力。

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制药行业VOCs相关控制政策新要求

目前国内有关制药行业VOCs控制的政策很多,这里主要介绍《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发〔2018〕22号)和《京津冀及周边地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》等与制药企业关系较为紧密的政策要求。

《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发〔2018〕22号)中要求重点区域全面执行大气污染物特别排放限值。其中化工行业(包括制药行业)要求实施VOCs专项整治方案,2020年VOCs排放总量较2015年下降10%以上。

在《京津冀及周边地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》中,要求实施VOCs综合治理专项行动,要求河北省重点推进制药等行业VOCs综合治理,包括开展工业企业VOCs无组织排放摸底排查、加强工艺过程无组织排放控制、全面推行泄漏检测与修复(LDAR)制度、加强储存装卸过程中逸散排放控制、加强废水废液和废渣系统逸散排放控制、推进治污设施升级改造、夯实应急减排措施、因地制宜推进工业企业错峰生产等控制措施。

VOCs控制技术与措施

为了满足制药行业相关的标准和政策要求,必须要采取VOCs控制技术与措施。但对制药来说,VOCs的控制一直是重点和难点之一。制药行业污染物种类多、成分复杂,而且制药行业很多排放是不稳定不连续的,设备开停频率较高。此外部分制药企业恶臭扰民问题突出,为了满足周边百姓的“鼻子标准”,企业必须达到更高的排放要求,也必然要承担更多的社会责任。

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对于无组织排放,其控制措施首先是源头替代、加强设备密闭密封、以及将无组织集气变为有组织。目前的不少企业已经开展此项工作,但在无组织废气收集方面往往存在问题,比如很多污水处理厂废气的收集系统设计并不合理,管道布置过于曲折,容易造成风压、风量不匹配不平衡,不仅存在泄露隐患,还容易造成过度稀释。因此,在集气系统设计以及材质选择上需要尤为注意。

对于有组织排放的处理技术,主要可分为有回收价值的高浓度废气和无回收价值的有机废气两大类。对于有回收价值的高浓度废气主要采取冷凝、吸附等技术进行回收,企业在这些技术的选择上主要考虑的是经济问题。对于无回收价值的有机废气主要采取蓄热式热力焚烧技术(RTO)、生物净化技术、低温等离子体技术、光催化技术(紫外光氧化)、借用其他热工设备焚烧、多种技术组合等进行处理,这几种技术都各有优缺点,需要综合技术的适用范围、控制要求、投资成本等多方面比较进行选取。

总的来说制药行业的VOCs废气治理的情况非常复杂,如何经济、合理地选取实用的处理技术还需要有针对性地开展“一厂一策”研究。


 

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