制药固体废弃物处理技术课件.ppt

1、第八章 制药固体废弃物处理技术第八章 制药固体废弃物处理技术 制药-固废的来源及特点8.1 制药-固废鉴别与管理8.2 制药-固废处理技术8.3 制药-固废污染防治策略8.48.1 制药-固废的来源及特点在制药过程中，活性炭脱色精制工序产生的废活性炭、铁粉还原工序产生的铁泥、锰粉氧化工序产生的锰泥，反应生成或脱水产生的废盐渣，以及蒸馏残渣（液）、废溶剂、失活催化剂、过期的药品、不合格的中间体和产品等，都属于固体废物。制药工业固废的组成复杂，且大多含有高浓度的有机污染物，有些还是剧毒、易燃、易爆物质。在收集、厂区暂存、运输、处置或综合利用过程，如果不采取相应的污染防治措施，容易造成地表水、土壤、

2、地下水污染，废物焚烧产生有害气体影响环境空气质量和人群健康，废水处理产生含重金属污泥及活性污泥等，都会对环境带来二次污染。因此，必须对药厂固废进行适当的处理，以免造成环境污染。固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质，通俗地说，就是“垃圾”。在生产、生活和其它活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态、半固态、液态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。8.1 制药-固废的来源及特点所谓丧失原有利用价值，并不意味其没有利用价值。事实上，废与不废是一个相对概念。它与当时的社会发展阶段、技术水平与

3、经济条件以及生活习惯密切相关。固体废物又有二次资源（Secondary resource）、再生资源（Renewable resource）、放错了地方的资源等称谓。因此，固体废物可视作为第二矿业（Secondary mining）。目前，固体废物工程已发展成为一门新兴的应用技术型学科，即再生资源工程。固体废物的特点:1） 污染性2） 资源性3） 社会性4） 富集多种污染成分的终态，污染环境的源头5） 危害具有潜在性、长期性和灾难性8.1 制药-固废的来源及特点1）污染性固体废物的污染性表现为固体废物自身的污染性和固体废物处理的二次污染性。固体废物可能含有毒性、燃烧性、爆炸性、放射性、腐蚀性、

4、反应性、传染性与致病性的有害废弃物或污染物，甚至含有污染物富集的生物；有些物质难降解或难处理。固体废弃物排放数量与质量具有不确定性与隐蔽性，固体废物处理过程生成二次污染物，这些因素导致固体废物在其产生、排放和处理过程中对视角和生态环境造成污染，甚至对身心健康造成危害。2）资源性固体废物的资源性表现为固体废物是资源开发利用的产物和固体废物自身具有一定的资源价值。固体废物只是一定条件下才成为固体废物，当条件改变后，固体废物有可能重新具有使用价值，成为生产的原材料、燃料或消费物品，因而具有一定的资源价值及经济价值。固体废物一般具有某些工业原材料所具有的物理化学特性，较废水、废气易收集、运输、加工处理

5、，可回收利用。因此，固体废物是在错误时间放在错误地点的资源，具有鲜明的时间和空间特征。需要指出的是，固体废物的经济价值不一定大于固体废物的处理成本，总体而言，固体废物是一类低品质、低经济价值资源。8.1 制药-固废的来源及特点 3）社会性固体废物的社会性表现为固体废物产生、排放与处理具有广泛的社会性。一是社会每个成员都产生与排放固体废物；二是固体废物产生意味着社会资源的消耗，对社会产生影响；三是固体废物的排放、处理处置及固体废物的污染性影响他人的利益，即具有外部性（外部性是指活动主体的活动影响他人的利益。当损害他人利益时成为负外部性，当增大他人利益时称为正外部性。固体废物排放与其污染性具有负外

6、部性，固体废物处理处置具有正外部性），产生社会影响。这说明，无论是产生、排放还是处理，固体废物事务都影响每个社会成员的利益。固体废物排放前属于私有品，排放后成为公共资源。8.1 制药-固废的来源及特点 4）富集多种污染成分的终态，污染环境的源头固体废物往往是许多污染成分的终级状态。一些有害气体或飘尘，通过治理，最终富集成为固体废物；废水中的一些有害溶质和悬浮物，通过治理，最终被分离出来成为污泥或残渣；一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集于灰烬中。这些“终态”物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。5）危害具有

7、潜在性、长期性和灾难性由于污染物在土壤中的迁移是一个比较缓慢的过程，其危害可能在数年以至数十年后才能发现。但是，当发现造成污染时已造成难以挽救的灾难性成果。从某种意义上讲，固体废物特别是危险废物对环境造成的危害可能要比水、气造成的危害严重得多。8.1 制药-固废的来源及特点 制药工业常见固废制药工业的固废主要来自生产工艺过程和公辅设施。其中，生产工艺过程固体废物包括：原料药生产和药制剂过程产生的固废。 一、生产工艺过程固体废物1）化学制药工业的固废在借助化学反应合成技术的制药过程会产生包括蒸馏及反应残余物、废催化剂、废吸附剂（如废活性炭、废硅藻土、废树脂等）、废盐渣（反应生成盐、脱水盐）、废溶

8、剂等固体废物。因残留有毒有害、易燃易爆危险化学品，而多属于危险废物。生产1吨原料药约产生上述危险废物10吨100吨。部分工艺路线长、收率低的原料药品种，危险废物产生量甚至达到200吨以上，是化学原料药企业的重要污染源之一，占据约50%以上环保处理成本。2）生物制药工业的固废在借助发酵和现代生物技术的制药过程产生的固废包括：反应基和培养基废物、废脱色过滤介质、废吸附剂以及菌丝体等固废。主要成分包括蛋白质、纤维素、糖、氨基酸、维生素等，一般经过脱水、压实、破碎、干燥、发酵等处理，用于制造肥料或饲料，可实现废物资源化。也可以送生物质电厂（包括秸秆发电、生活垃圾发电）作为燃料。8.1 制药-固废的来源

9、及特点 3）中药提取过程产生的固废为了生产中药膏剂、颗粒剂和片剂等，提取浓缩加工生产浸膏是常见的工艺操作。在其操作过程会产生包括中药渣以及分离纯化过程产生的废吸附剂（如废树脂）等固废，其中，中药渣可以经过预处理制造肥料或饲料，或送生物质电厂作为燃料。4）药物制剂过程产生的固废物主要来自失效、变质、不合格、淘汰的药物和药品，属于危险废物。二、公辅设施产生的固废包括供热锅炉产生的灰渣、污水处理产生的污泥以及办公生活垃圾。其中，锅炉灰渣属于一般工业固体废物，可用于制作建材、修路等。生活垃圾交由环卫部门统一收集，送垃圾填埋场或垃圾发电厂。中药提取企业污水处理站产生的污泥，均属于一般工业固体废物，可按生

10、活垃圾处理。化学合成制药、生物制药、中药提取、药物制剂等企业污水处理站产生的污泥，因含有抗生素、致病菌或合成过程涉及的有毒有害化学品，而具有危险废物所具备的危险特性（腐蚀性、毒性、感染性等），属于危险废物，需交给有危废处置资质的企业处置。8.1 制药-固废的来源及特点8.1 制药-固废的来源及特点8.1 制药-固废的来源及特点8.1 制药-固废的来源及特点8.1 制药-固废的来源及特点http:/ 制药-固废鉴别与管理 固体废物的分类方法很多，按组成可分为有机废物和无机废物；按形态可分为固态、半固态、液态、置于容器中的气态物品；按来源可分为工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物、农业固体废物

11、和放射性固体废物。为便于管理，通常按其危害特性进行分类，可分为一般固体废物和危险废物。制药企业环保管理中一项重要工作就是识别制药工业固体废物危险特性，判别是否属于危险废物。然后，有针对性地按照一般工业固废或危险废物的收集、贮存、运输及处置相关要求，进行管理。8.2 制药-固废鉴别与管理 按危险特性：危险废物和一般工业固体废物。1. 危险废物定义：n 具有腐蚀性（Corrosivity, C）、毒性（Toxicity,T）、易燃性（Ignitability, I）、反应性（Reactivity, R）和感染性（Infectivity, In）等一种或者几种危险特性的。n 不排除具有危险特性，可能

12、对环境或者人体健康造成有害影响，需要按照危险废物进行管理。n 列入危险化学品目录的化学品废弃后属于危险废物。8.2 制药-固废鉴别与管理 表国家危险废物名录（2016）中涉及的医药行业废物废物类别行业来源废物代码危险废物危险特性医药废物HW02化学药品原料药制造271-001-02化学合成原料药生产过程中产生的蒸馏及反应残余物毒性(T)271-002-02化学合成原料药生产过程中产生的废母液及反应基废物毒性(T)271-003-02化学合成原料药生产过程中产生的废脱色过滤介质毒性(T)271-004-02化学合成原料药生产过程中产生的废吸附剂毒性(T)271-005-02化学合成原料药生产过程

13、中的废弃产品及中间体毒性(T)化学药品制剂制造272-001-02化学药品制剂生产过程中的原料药提纯精制、再加工产生的蒸馏及反应残余物毒性(T)272-002-02化学药品制剂生产过程中的原料药提纯精制、再加工产生的废母液及反应基废物毒性(T)272-003-02化学药品制剂生产过程中产生的废脱色过滤介质毒性(T)272-004-02化学药品制剂生产过程中产生的废吸附剂毒性(T)272-005-02化学药品制剂生产过程中产生的废弃产品及原料药毒性(T)生物药品制造276-001-02利用生物技术生产生物化学药品、基因工程药物过程中产生的蒸馏及反应残余物毒性(T)276-002-02利用生物技术

14、生产生物化学药品、基因工程药物过程中产生的废母液、反应基和培养基废物（不包括利用生物技术合成氨基酸、维生素过程中产生的培养基废物）毒性(T)276-003-02利用生物技术生产生物化学药品、基因工程药物过程中产生的废脱色过滤介质（不包括利用生物技术合成氨基酸、维生素过程中产生的废脱色过滤介质）毒性(T)276-004-02利用生物技术生产生物化学药品、基因工程药物过程中产生的废吸附剂毒性(T)276-005-02利用生物技术生产生物化学药品、基因工程药物过程中产生的废弃产品、原料药和中间体毒性(T)废药物药品HW03900-002-03生产、销售及使用过程中产生的失效、变质、不合格、淘汰、伪劣

15、的药物和药品毒性(T)8.2 制药-固废鉴别与管理2. 一般工业固体废物定义：系指未被列入国家危险废物名录或者根据HJ/T 298、GB5085.16）等国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法判定不具有危险特性的工业固体废物。分为第类一般工业固体废物和第类一般工业固体废物。其中，第类一般工业固体废物：按照GB5086规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中，任何一种污染物的浓度均未超过GB8978最高允许排放浓度，且pH值在6-9范围之内的一般工业固体废物；第类一般工业固体废物：按照GB5086规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中，有一种或一种以上的污染物浓度超过GB8978最高允许排放浓度，或者p

16、H值在6-9范围之外的一般工业固体废物。8.2 制药-固废鉴别与管理 8.3 制药固废处理技术固废污染防治技术（末端治理）包括：n固体废物的预处理技术（压实、破碎、分选等）、n固体废物热处理技术（焚烧和热解）、n固体废物的生物处理技术（好氧堆肥、厌氧发酵、污泥处理等）。固体废物的预处理技术固体废物的预处理技术：指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。固体废物预处理方法有压压实、破碎、分选、脱水实、破碎、分选、脱水等。1.固体废物的压实技术固体废物的压实技术压实又称压缩，即利用机械方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积，便于装卸、运输、贮存和填埋。压实是一种普遍采用的固体

17、废弃物的预处理方法，如农作物秸秆、废金属、废塑料、生活垃圾等通常首先采用压实处理，适于压实减少体积处理的固体废弃物，不宜采用压实处理，某些可能引起操作问题的废弃物，如焦油、污泥或液体物料，一般也不宜作压实处理。固体废物经压实处理后，体积减少的程度叫压缩比。废物的压缩比决定于废物的种类和施加的压力。一般压缩比为3-5。同时采用破碎和压实二种技术可使压缩比增加到5-10。一般生活垃圾压实后，体积可减少60-70%。2.固体废物的破碎技术固体废物的破碎技术为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形减小，必须预先对固体废弃物进行破碎处理，经过破碎处理的废物，由于消除了大的空隙，不仅尺寸大小均匀，

18、而且质地也均匀，在填埋过程中另令压实。固体废弃物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等此外还有专有的低温破碎和混式破碎等。3.固体废物的分选技术固体废物的分选技术固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段，通过分选将有用的充分选出来加以利用，将有害的充分分离出来；另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离，分选的基本原理是利用物料的某些性方面的差异，将其分离开。例如，利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离；利用粒径尺寸差别进行分离；利用比重差别进行分离等。根据不同性质，可设计制造各种机械对固体废弃物进行分选，分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光

19、学分选等。4.固体废物的脱水与干燥技术固体废物的脱水与干燥技术有些固体废物中含有较高的水分，从而影响废物的处理。为减少固体废物的体积或提高废物的热值等目的，对固体废物进行脱水和干燥是固体废物预处理中常用的方法。其中污泥是半固态物质，含水量高，脱水主要就是针对污泥的一种预处理工艺。为了有效而经济地进行污泥干燥、焚烧及进一步处置，必须充分地脱水而减量化，使污泥成为固态物质。脱水方法有浓缩、过滤脱水等。8.3 制药固废处理技术 固体废物热处理技术1. 焚烧技术焚烧法是高温分解和深度氧化的综合过程，是目前有机类固体废物普遍采用的处理技术，制药工业固体废物多采用焚烧处理。固体废物经过焚烧，体积可减少80

20、%-95%。可燃废物的焚烧处理能同时实现减量化、无害化和资源化2. 固体废物热解技术固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。热解法与焚烧法相比是完全不同的二个过程，焚烧是放热的，热解是吸热的；焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢、甲烷、一氧化碳，液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等，固态的主要是焦炭或碳黑 8.3 制药固废处理技术 危废焚烧处理工艺过程1. 进料：根据危废的种类和热值的不同，将不同的危废分别放入到不同的仓储间里，经混合、热值调配后，送入到焚烧炉中去焚烧。2. 破碎：对于大块状的固态危废，

21、不能马上送入焚烧炉内，首先必须先经过破碎与减容成小块状，再与其它废物搅拌之后，方可送入炉内。3. 废物焚烧：现在较为典型的焚烧模式是回转窑（卧式圆筒炉）加炉排型焚烧炉，危废在窑内经过干燥、分解、燃烧、燃尽四个阶段，95%以上的废料变成炉渣，这些炉渣随同没有燃尽的废料滚入移动式炉排继续燃烧，最后所有的炉渣进入到出渣系统。另外，在回转窑和炉排燃烧所产生的高温烟气进入二燃室，由于烟气中含有不少挥发性物质，这些物质通常是有毒有害的，为了确保这些物质能够彻底氧化分解，需确保焚烧所产生的烟气温度在8501200之间，并在二燃室中送入O2，保证烟气中的有毒有害物质氧化分解。4. 余热利用：焚烧所产生的高温烟

22、气可利用，比方说高温烟气进入余热锅炉，热量被锅炉所吸收产生饱和蒸汽，这些蒸汽可用来发电或是供给其它热用户。另外还可用来加热给水或空气，提高系统热效率。8.3 制药固废处理技术 危废焚烧处理工艺过程5. 尾气净化：燃烧产生的高温烟气虽然可以使二噁英分解，但高温烟气经过换热之后，烟温降到500 600，二噁英又会重新合成。为了避免二噁英的重新合成，必须通过急冷装置，将烟温降到200 以内。此外，垃圾焚烧产生的烟气中含有大量粉尘、酸性气体和重金属等有害杂质，所以在排放出大气之前，必须经过处理，比如脱酸、除尘器、碱液罐、活性炭仓、石灰仓、活性焦等。尾气净化在危废焚烧这个领域是很重要的，处理不当就会造成

23、大气污染。6. 焚烧灰渣处理：危废经过焚烧，从炉排、余热锅炉、除尘器收集下来的无机物和未燃尽的有机物-灰渣的主要成分是金属和非金属氧化物，另外，还有一些有毒有害物质。如果不经过处理，就会污染到土壤、地下水。现在国内应用最广范的是稳定固化技术，通过稳定固化，使危废中的所有污染组分呈现化学惰性或被包裹起来，降低了废物的毒性和可迁移性。7. 固废填埋：对危废燃烧所产生的灰渣进行稳定固化技术后，就要对这些灰渣进行安全填埋。安全填埋场的选择和设计一定要将废弃物和渗滤液与环境隔离开的，绝对不能对土壤、地表、地下水造成污染。因此，目前国内的填埋场都是设计有防渗和防漏的，对防漏层设计有好几层不透水层及雨水和渗

24、滤液收集池。8.3 制药固废处理技术 三、固体废物的生物处理技术抗生素生产的主要原料为豆粉饼、玉米浆、葡萄糖、麸皮粉等，经接入菌种进行发酵产生各种抗生素，然后再经固液分离，滤液进一步提取抗生素后也会留下菌渣，其中含有较高含量的蛋白质。中草药经提取加工后会留下大量固废，其中主要是纤维素和生物多糖等生物质。比如，丹皮经水蒸气蒸馏提取丹皮酚后的残渣等。这些生物质可采用包括好氧堆肥、厌氧发酵等生物处理技术进一步转化，促进可生物降解的有机物转化为腐殖质、饲料蛋白或微生物油脂，或转化为生物可燃气体，实现减量化或无害化处理与利用。但有抗生素残留的菌渣属于危险固废,经发酵可实现减量化，但不可用作饲料。8.4

25、制药固废污染防治策略 固体废物的污染控制与其他环境问题一样，经历了从简单处理到全面管理的发展过程。初期，世界各国都把注意力放在末端治理上，提出来“三化”原则，即减量化、资源化和无害化。由于受生产力水平和治污水平的限值，在短期还不可能在较大范围内实现“资源化”，在今后较长时间以“无害化”为主。固体废物污染控制和资源化利用的发展趋势必然是从“无害化”走向“资源化”，同时“资源化”将以“无害化”作为前提，“无害化”和“资源化”则以“资源化”为条件，“资源化”、“减量化”和“无害化”三者相辅相成、互为关系。8.4 制药固废污染防治策略 固废的处理应根据固废的数量、性质、并结合地区特点等进行综合比较，确

26、定其处理方法。对有利用价值的，应考虑采取回收或综合利用措施；对没有利用价值的，可采取无害化堆置或焚烧等处理措施。固废中有相当一部分是未反应的原料或反应副产物，是宝贵的资源。因此，在对固废进行无害化处理前，应尽量考虑回收和综合利用。许多固废经过某些技术处理后，可回收有价值的资源。例如，废催化剂是化学制药过程中常见的固废，制造这些催化剂要消耗大量的贵金属，从控制环境污染和合理利用资源的角度考虑，都应对其进行回收利用。从固废中回收有价值的资源，并开展综合利用，是控制污染的一项积极措施。这样不仅可以保护环境，而且可以产生一定的经济效益。8.4 制药固废污染防治策略 经综合利用后的残渣或无法进行综合利用

27、的固废，应采用适当的方法进行无害化处理。由于固废的组成复杂，性质各异，故对固废的治理还没有像废气和废水的治理那样形成系统。目前，对固废的处理方法主要有化学法、焚烧法、热解法和填埋法等。化学法是利用固废中所含污染物的化学性质，通过化学反应将其转化为稳定、安全的物质，是一种常用的无害化处理技术。焚烧法是使被处理的固废与过量的空气在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，从而使固废中所含的污染物在高温下氧化分解而破坏，是一种高温处理和深度氧化的综合工艺。热解法是在无氧或缺氧的高温条件下，使固废中的大分子有机物裂解为可燃的小分子燃料气体、油和固态碳等。填埋法是将一时无法利用、又无特殊危害的固废埋入土中，利用微生物的长期分解作用而使其中的有害物质降解。固体废物新策略 遵循循环经济理念和“3C”原则-避免产生 (clean)、综合利用 (cycle)和妥善处理 (control)，实现固体废弃物“从摇篮到坟墓”的全过程控制和管理。 由于制药企业本身对周边环境、空气洁净度要求较高，且单个制药企业固体废物种类多、产生量较小，制药企业单独在厂内处置或综合利用成本较高，一般交由专业的环保公司处置或综合利用。 制药企业重点要做好固体废物性质的判定 (危险废物/一般工业固体废物)，并按环保规范、标准要求进行分类收集，做好储存环节污染防控。