1、第七章第七章 制药公用系统工程制药公用系统工程7.1 制药工业建筑与安全防火制药工业建筑与安全防火7.2 公用工程公用工程7.3 制药用水供应系统制药用水供应系统7.4 自动控制与设计条件自动控制与设计条件7.5 废弃物处理废弃物处理7.1 制药工业建筑与安全防火制药工业建筑与安全防火v 药品生产所需的洁净环境是靠特殊结构的厂房或车间和净化空气系统共同实现的，“厂房”或“车间”是工业建筑的主要组成。v 制药工业建筑除了具有一般工业建筑的基本功能外，必须符合GMP规范，能够降低人为差错、防止药品交叉污染和混杂，构成药品质量的保证体系之一。7.1.1 工业厂房结构分类和基本组件工业厂房结构分类和基
2、本组件一、工业厂房结构分类按构成材料分：v 砖混结构v 钢筋混凝土结构v 预应力钢筋混凝土结构v 钢结构按层数分：v 单层厂房跨度大，可以很好地安排人、物流分开，避免了交叉污染的可能；占地面积多、建筑物空间高大、屋面保温、隔热、防水、排水面积大和天窗构造较复杂v 双层厂房上下两层的柱网不同，底层采用小柱网，减少楼板的跨度；二层采用大柱网，可以满足生产工艺的要求v 多层厂房采用垂直运输和水平运输相结合的方式，并以垂直运输为主二、制药工业厂房的基本组件二、制药工业厂房的基本组件1 基础位于建筑物最下部的承重物件，承受着建筑物的全部荷载，并将这些荷载传给地基。2 墙建筑物的承重构件和围护构件。3 柱
3、框架或排架结构的主要承重构件，必须具有足够的强度和刚度。4 地面与楼板层要求能承受得住预定在房间内的生产活动。5 楼梯楼房建筑的垂直交通设施，供人们上下楼层和紧急疏散之用，有足够的通行能力以及防火和防滑。6 屋顶与吊顶建筑物顶部的围护构件和承重构件，由屋面层和结构层所组成。7 门与窗非承重构件，门主要供人们内外交通和分隔房间之用；窗则主要起采光、通风以及分隔、围护的作用。7.1.2 原料药和制剂厂房的安全防火原料药和制剂厂房的安全防火v 制药工业用厂房分为化学合成原料药、生物代谢或合成原料药、以草本植物为主的天然药物有效成分提取物等原料药生产用厂房和最终相配套的医用药剂生产用厂房，医药工业厂房
4、对安全防火和环境卫生都有非常高的要求。v 制药工业厂房的安全防火要根据生产过程中使用、产生及存储的原料、中间品和成品的物理化学性质和数量及其火灾爆炸危险程度和生产过程的性质等情况来确定考虑建筑物自身的耐火等级和厂房结构，并设计防火墙、防火门、防爆墙以及用于泄压的轻质屋顶和轻质墙。根据我国建筑设计防火规范等的规定，生产火灾危险分为甲、乙、丙、丁生产火灾危险分为甲、乙、丙、丁和戊类。和戊类。v 对于原料药的化学合成过程等生产用厂房，通常的防火基本措施是其建筑物采用一、二级耐火等级采用一、二级耐火等级；对于原料药的结晶精制和干燥等工序、医药制剂生产用洁净厂房的耐火等级要求不低于二级，使建筑构配件耐火
5、性能与甲、乙类生产相适宜，从而减少火灾的产生几率。在做好生产厂房防火的同时必须做到安全疏散，以保证生产人员的人身安全：1 厂房安全出口的数目不应少于厂房安全出口的数目不应少于2个；个；且洁净厂房每一生产层、每一防火分区或每一洁净区的安全出口的数量，均不应少于2个安全出口，且应分散均匀布置，从生产地点至安全出口不得经过曲折的人员净化路线。2 厂房的地下室、半地下室的安全出口的数目不应少于两个。厂房的地下室、半地下室的安全出口的数目不应少于两个。地下室、半地下室如用防火墙隔成几个防火分区时，每个防火分区可利用防火墙上通向相邻分区的防火门作为第二安全出口，但每个防火区必须有一个直通室外的安全出口。3
6、 厂房内最远工作点到外部出口或楼梯的距离，不应超过规定值。厂房内最远工作点到外部出口或楼梯的距离，不应超过规定值。4 甲、乙、丙类厂房和高层厂房的疏散楼梯应采用封闭楼梯间，高度超过32m的且每层人数超过10人的高层厂房宜采用防烟楼梯间或室外楼梯。5 高度超过32m的设有电梯的高层厂房，每个防火分区内应设一台消防电梯（可与客、货梯兼用）。6 洁净厂房同一层的外墙应设有通向洁净区的门窗或专用消防口，以方便消防人员的进入及扑救。7.2 公用工程公用工程制药工业生产公用系统包括给排水、注射用水、供气和供热、强电和弱电、制冷以及通风和采暖等系统。7.2.1 给水排水给水排水 给排水系统涉及处理以及排水用
7、的泵房、冷却塔、水池、给排水管网、消防设施和纯水生产供应设施。一、给水系统一、给水系统v 制药企业用水包括饮用水、软水、脱盐水、冷冻水、循环冷却水等。v 饮用水通常由城镇给水管网供给，对洁净度级别要求不高的工艺水亦可用城镇给水管网供给的饮用水，v 而锅炉用水则是将直流水经过离子交换树脂处理而成的软水，v 而药物制剂以及基因药物生产过程用水则要求使用纯水作为工艺水或原料，v 循环冷却水多用作生产设备的传热介质或其他二次利用场合。任何一个给水系统都包括原水取用设施、水处理或净化任何一个给水系统都包括原水取用设施、水处理或净化设施、输水泵及泵房、输水管和管网组成。设施、输水泵及泵房、输水管和管网组成
8、。常用的给水系统模式为：市政管网水源 厂区管网 屋面水箱 用水点 室内消防管网 室外消火栓 火点厂区给水系统示意图厂区给水系统示意图二、排水系统二、排水系统v 排水系统应根据排水性质的不同可划分为：清洁废水系统、生活污水系统、生产污水系统、雨水排水系统。生产污水系统排出的污水经处理，达到国家排放标准后排出。v 制药工业排出水包括：生产过程产生的工艺污水，生产环境与人员洁净过程产生的洗涤废水等。系统由排水设备、排污点（接口）、排水管、地面污水收集、排出的集水坑、地沟等与各种水质监测、控制用仪器仪表组合而成。7.2.2 供热和供气供热和供气v 供热包括为保证生产设备的加热以及冬季采暖而提供蒸汽、热
9、水（油）或热空气；v 供气包括压缩空气、二氧化碳等专用气体。v 制造与供应用设施：锅炉房、供热站、脱盐水（软化水）装置、空压站、空气净化站、特种气体和燃气供应站等。o 蒸汽供热系统最洁净、最通用、也是最有效的介质之一，产生、输送蒸汽并使用蒸汽的设施组成了蒸汽供热系统。包括，蒸汽锅炉、去离子水装置、蒸汽分配装置、供汽管网和耗热体系与设备。o 有机载热体供热系统以高温有机载热体为加热介质的供热系统的设施主要有载热体的储罐、附有膨胀箱的加热器、循环泵和设置补偿器的管路等组成。供热系统的温度可以实现自控，不受压力的影响，并且温度波动少。o 高温空气用于玻璃以及金属制品，如安瓿、注射和输液瓶以及产品设备
10、等的消毒和去热源。一、供热系统一、供热系统二、供气系统二、供气系统v 燃气供气系统以燃气的性质分为煤气输送系统、天然气和液化石油气输送系统。v 压缩空气系统无特殊要求的工厂，采用温度为环境温度、压力在0.6MPa的普通压缩空气即可。对于生物制药的生物发酵过程、酶催化过程以及细胞组织培养过程，要求无菌和无杂质的净化空气、或净化的氮气、或净化的二氧化碳等惰性气体或营养性气体。（1）仪表供气系统 气动仪表正常是以0.50.7 MPa的压缩空气作为其动力来源的。（2）发酵空气系统 要求有效滤除包括噬菌体在内的所有可能增殖的生物粒子。7.2.3 供配电供配电v 工厂电源大多数来自于国家电网供电的110k
11、V及以下的地方电网和/或工厂自备电厂，通过工厂变电所，又称终端降压变电所实现工厂供电。v 制药厂用电主要包括制药厂用电主要包括：用于生产的动力用电设备、车间和建筑物照明、防雷及安全自动报警系统、通讯工具与显示仪表等用电设施。v 制药工业厂区动力及照明一般采用三相四线制三相四线制（380V220V），供给电源进入车间后，经总配电柜，各分配电柜引至各用电设备，可选用放射式或树干式等供电方式，对大容量的用电设备采用降压起动的方式以减少起动电流对线路电压质量的影响。v 由于制药工业的特殊性，停电容易造成生产安全事故，故采用双回路采用双回路进线供电系统进线供电系统：一路电源来自发电厂或者电力系统变电站，
12、作为正常的工作电源，而另一路电源则来自邻近单位的高压联络线，作为备用电源。7.2.4 冷冻冷冻一、制冷方法一、制冷方法蒸气压缩式制冷蒸气压缩式制冷工质（制冷剂液氨、氟里昂等）的蒸气首先被压缩到比较高的压力，被外部冷却介质（冷却水或空气）冷却而转变为液体，再经节流，使压力和温度同时降低，利用低压力下工质液体的气化即可吸热制冷。应用最广泛、制冷温度范围广（环境温度至-150）、单机容量范围大、规格多、效率较高。吸收式制冷吸收式制冷以热能（包括废热、余热）为动力，利用溶液的特性来完成工作循环，主要有氨水吸收式制冷装置和溴化锂吸收式制冷装置：（1）氨水吸收式制冷装置 制冷量的调节范围在10%100%，
13、单级即可达40的低温，操作方便、易于维护管理。（2）溴化锂吸收式制冷装置 其以热能为动力，耗电很少。主要用于空气调节制冷和为生产工艺提供0以上的冷媒水。7.2.5 采暖通风采暖通风v 通风和采暖分为自然和人工、强制和非强制类，v 对于一般性厂房其通风和采暖系统主要借助建筑结构与自然风和阳光构成，v 对包括洁净厂房在内的特殊厂房其通风和采暖是靠专门的设备和管网来实现的。一、非洁净厂房的通风采暖一、非洁净厂房的通风采暖1 1 通风通风自然通风的设计原则：（1）厂房纵轴应尽量布置成东、西向，以避免有大面积的窗和墙受日晒影响。（2）厂房主要进风面一般应与夏季主导风向成60900角，不宜小于450角。（
14、3）“凹”或“山”形建筑物各翼的间距一般不应小于相邻两翼高度（由地面到屋檐）和的一半，最好在15m以上。（4）在放散大量热量的单层厂房四周，不宜修建披屋。（5）放散大量热和有害物质的生产过程，宜设在单层厂房内。（6）如热源和有害物质放散源布置在车间内的一侧时，以放散热量为主时，应布置在夏季主导风向的下风侧；以放散有害物质为主时，一般布置在全年主导风向的下风侧。（7）自然通风进风口的标高：夏季进风口下缘距室内地坪愈小，对进风愈有利，推荐采用0.60.8m；冬季及过渡季进风口下缘距室内地坪一般不低于4m。2 空气的热湿处理空气的热湿处理（1）表面式空气处理加热剂或冷却剂通过散热器对空气进行冷热交换
15、，通过散热器对空气加热的称为加热器，对空气冷却的称为表面冷却器：（2）淋水式空气处理 在淋水室中利用水温不同能达到所需的空气温、湿度，又可达到增温增湿作用。不同温度的水直接喷淋于所需处理的空气中，使其产生热质交换，从而达到调节空气温、湿度的目的。（3）空气加湿空调系统中，冬季空气湿度很低，过渡季节停用制冷设备时湿度不够，需用加湿器对空气增湿。集中加湿方法有：淋水室中喷循环水和喷蒸汽加湿。药厂中常用喷蒸汽加湿方法。3 空气除湿空气除湿 冷冻除湿利用风机使空气通过冷冻系统的热交换器而降温使空气中水分析出。固体除湿利用硅胶的吸附作用或氯化钙的吸收作用除去空气中的水分。液体除湿利用二缩三乙二醇（三甘醇
16、）等水溶液表面的蒸汽分压远低于空气中水蒸汽分压，吸收空气中的水分。二、洁净厂房的采暖通风二、洁净厂房的采暖通风1 空气净化空气净化v 洁净厂房的通风与采暖是一体的，系统包括安装有初效、中效过滤器、末端高效或亚高效过滤器的组合式空调机组与风管和风量调节阀等。洁净厂房的净化空气的供给系统所用关键设备是空调器，故又称为空调净化系统。v 所谓净化所谓净化就是指为了达到必要的空气洁净度，而去除污染物质的过程。洁净室是根据需要对空气中尘粒、微生物、温度、湿度、压力和噪声进行控制的密闭空间，并以其空气洁净度级别符合有关规定为主要特征。v 影响洁净室空气洁净度的因素因素很多：大气含尘浓度，过滤器的效率，人员密
17、度及活动状态，洁净服的发尘性能，围护结构的材质及发尘性能，围护结构的密封性，设备发尘，过滤器下风侧部件的密封性，室内压力状态以及管理水平等。（1）空气过滤的原理）空气过滤的原理v 惯性作用：惯性作用：含尘气体通过纤维时，气体流线发生绕流，但尘粒由于惯性作用径直前进与纤维碰撞而附着。这一作用随气速和粒径的增大而增大。v 扩散作用扩散作用：由于气体分子热运动对微粒的碰撞而使粒子产生布朗运动，因扩散作用便与纤维接触而被附着。尘径越小、气速越低，扩散作用越明显。v 拦截作用拦截作用：含尘气流通过纤维层时，若尘粒的粒径小于密集的纤维间隙时，或尘粒与纤维发生接触时，尘粒即被纤维阻留。v 静电作用静电作用：
18、含尘气流通过纤维时，由于摩擦作用，尘粒和纤维都可能带上电荷，由于电荷作用，尘粒可能沉积在纤维上。v 其他其他：重力作用，分子间力等（2）空气过滤器的主要指标）空气过滤器的主要指标 风量：通过过滤器的风量（m3/h）=过滤器面风速（ms）过滤器截面积（m2）3600 过滤效率在额定风量下，过滤前后空气含尘浓度的变化与过滤前含尘浓度之比，如对一个过滤器，此过滤器效率为：如串联第二个过滤器，过滤器效率为：串联后之总效率为：n个过滤器串联，则总过滤效率为：1211ccc 2322ccc)1)(1(121)1()1)(1(121n 穿透率与净化系数：穿透率（K）表示微粒穿透过滤器的程度，指过滤后含尘浓度
19、与过滤前含尘浓度之比，即：K=c2/c1或或K=1-净化系数（KC）表示经过滤器后尘粒浓度降低的程度，以穿透率的倒数表示。即：KC=K-1 阻力：过滤器阻力由滤材阻力和过滤器结构阻力两部分组成。滤材阻力和滤速的一次方成正比。结构阻力为气流通过框架、波纹板等结构的阻力。过滤器全阻力P：P=CuPm 其中uP为滤速；对高效过滤器，C310，m=1.351.36。容尘量：正常运行的过滤器阻力达到规定值（一般为初阻的1倍或数倍）时，或效率下降到初始效率的 85以下时过滤器上沉积灰尘的质量。表示过滤器允许沾尘的最大量，超过此值过滤器阻力过大，效率下降。（3）影响过滤效果的因素）影响过滤效果的因素 尘粒的
20、粒径：尘粒的粒径：尘粒的粒径越大，惯性作用和拦截作用越显著，过滤效果越高；反之，粒径越小，扩散作用越显著。过滤速度：过滤速度：随着滤速的增加，惯性作用增大；反之，减小风速，扩散作用增大。故随着滤速增加，过滤效率先是下降，然后上升。纤维直径和密实性：纤维直径和密实性：纤维直径减小时，过滤效率提高。纤维密实性增加，气速增加，惯性和拦截作用提高，但阻力增加得比效率大得多，故过滤器的纤维密实性应适当。附尘影响：附尘影响：随着尘粒在纤维表面沉积，过滤效率有所增加。但积尘到一定程度后，尘粒可能重新飞散，效率不断下降。2 空气净化过滤器及空调净化系统空气净化过滤器及空调净化系统（1）空气净化过滤器）空气净化
21、过滤器空气净化过滤器按其效率可分初效、中效、高效或亚高效过滤器四类。粗效过滤器：粗效过滤器：用于过滤10m以上大尘粒和异物；一般由粗、中孔泡沫塑料、涤纶无纺布、化纤组合滤料等作为滤材。粗效过滤器主要靠尘粒的惯性沉积，过滤效率一般在20一30。中效过滤器：中效过滤器：用以滤除110m的悬浮尘粒；一般由中、细孔泡沫塑料、无纺布、玻璃纤维作为滤材。过滤效率一般在3050。亚高效过滤器：用以滤除15m的悬浮尘粒；效率在9099.9。用作终端过滤器或作为高效过滤器的预过滤，主要对象是5m以下尘粒，滤材一般为玻璃纤维滤纸、棉短绒纤维滤纸等制品。高效过滤器（HEPA）：用以滤除1m以下以控制送风系统含尘量，
22、主要采用超细玻璃纤维滤纸、石棉纤维滤纸作为滤材。（2）空气净化系统）空气净化系统 集中式系统：集中式系统：空气的过滤、冷却、加热、加湿和风机等处理设备集中设置在空调机房内，由风管送入各房间。分散式系统：分散式系统：分散式净化空调系统基本形式是设置局部净化，即使室内工作区域特定的局部空间的空气含尘浓度达到所要求的洁净度级别的净化方式。3 排风排风对于产热、产湿较多的工序，要排风，应注意：（1）排风装置上应设置中效过滤器，以有效防止倒灌情况的发生。排风量应按“排风量送风量正压风量”进行确定，切不可因排风量过大致使洁净房间相对室外负压。（2）排风机及向外排放的除尘机应与送风机电气连锁：送风时，先开送
23、风机再开排风机；关闭时，先停排风机再关送风机。（3）对“高效包衣间”等使用易爆物质的场所，排风装置应采用防爆型的。（4）确定各工序排风量的经验值 7.3 制药用水供应系统制药用水供应系统v 制药用水为饮用水、纯化水、注射用水及灭菌注射用水：v 饮用水：天然水经净化处理所得的水，饮用水可作为药材净制时的漂洗、制药器具的粗洗用水。除另有规定外，亦可作为口服、外用普通制剂所用药材的提取溶剂。中药注射剂、滴眼剂等灭菌制剂用药材的提取不得用饮用水。v 纯化水：原水经过蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用的水，不含任何添加剂。可作为配制普通药物制剂用的溶剂或试验用水，不得用于注射剂的配
24、制。v 注射用水：纯化水经蒸馏所得的水，应符合细菌内毒素试验要求。可作为注射剂用的溶剂。v 灭菌注射用水：注射用水照注射剂生产工艺制备所得。主要用于注射灭菌粉末的溶剂或注射液的稀释剂。7.4 自动控制与设计条件自动控制与设计条件v 制药工业涉及化学合成制药过程、生物代谢制药过程、天然药物分离纯化过程以及各种药物制剂配制加工等过程，具有工艺复杂、设备种类繁多、高温、高压、腐蚀、易燃、易爆、有毒有害等特性，为了保证生产人员、生产设备、生产环境以及生产原料和产品的安全，更为了用药人的权益和安全，必须有可靠有效的检测与控制手段来确保所需的全部安全。自动控制系统示意图 v DCS(Distributed
25、 Control System)的意思是分散控制系统，其核心思想是分散控制、集中监控。v 与工业过程打交道的过程监控站不是分散的而是集中的，现场信号的检测、传输与控制采用的是420mA模拟信号。v 该系统由各种工作站通过局域网连接而成，工程师站、操作管理站、信息管理站完成系统的组态、监视操作和运行管理，现场测控站完成生产过程信息的采集和控制。v 系统的基本结构是一对一结构，即一台仪表、一对传输线、单向传输一个信号。7.5 废弃物处理废弃物处理7.5.1 制药工业废气处理制药工业废气处理一、废气的产生与种类一、废气的产生与种类来源：原料药合成及半合成生产过程生成的废气，药物加工和制剂过程产生的废
26、气，系统环境净化过程排出的废气。按所含主要污染物的性质不同，排出的废气可分为：v 含无机污染物废气v 含有机污染物废气二、废气处理的基本原理与方法二、废气处理的基本原理与方法v 通常，药物生产过程产生的废气，不是单一的某种无机的或有机的气体，而是混有有机原料或药物的含湿或含固的废气，也可能是集中无机或有机气体的混合废气，或是气、液、固三相的混合体。v 对这些含湿、含（微生物和病毒等在内的）固体悬浮物的废气的处理，实际上是个气液、气固或气液固多相混合物的分离问题。可利用它们的质量和颗粒的大小差异，借助外力的作用将其分离出来；v 处理含无机或有机污染物的废气则要根据所含污染物的物理性质和化学性质，
27、通过冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化以及微生物发酵或酶催化转化等方法进行无害化处理。v 废气体的处理方法主要有吸收法、吸附法、催化法以及膜分离等。v 吸收法处理含无机物的废气，技术比较成熟，操作经验比较丰富，适应性较强。所用吸收剂包括：水、碱性水溶液或酸性水溶液。特殊情况下，可采用合适的有机溶剂或有机物的水溶液作为吸收剂。a.就物理吸收而言，溶液面上在某种程度上存在有较大的组分压力，而且吸收到最后只能进行到气相中的组分压力略高于组分在溶液面上的平衡压力为止。b.在伴有化学吸收的情况下，被吸收的组分在液相中是以化合物状态结合在一起。在不可逆反应时，溶液面上的组分平衡分压极小，但也可充分吸收；在可逆反
28、应时，溶液上方有明显的组分压力，但比物理吸收时小。气体净化的典型吸收装置 v 对于那些通过吸入或由于皮肤接触可使人致命，或严重伤害或损害人类健康的废气，以及能够造成延迟或慢性伤害或损害人类健康的的废气，一般是通过反应吸收：（1）氰化氢以液碱吸收，工业上是用2%的NaOH水溶液吸收中和，使之生成NaCN，以达到回收利用的目的。（2）氯气以液碱吸收 这是化学反应吸收，通过此反应可回收次氯酸钠液，（3）光气和氟光气，用催化水解法处理 使光气和水或稀盐酸在催化剂层中相遇，反应生成二氧化碳和盐酸。（4）氮氧化物用液碱吸收 氮氧化物主要是指NO、NO2。处理方法主要有干法和湿法。干法中受欢迎的是选择性催化
29、还原法，除氮效率高达7090%。其原理是利用NH3、H2、CO或碳氢化合物等还原剂，借助V2O5-TiO2及分子筛等催化剂将氮氧化物选择性地还原成氮气。（5）三氧化硫的处理 用水吸收或碱液吸收，还可以借助接触法制硫酸技术中的SO3的流程装置和吸收工艺。三、有机物废气的处理v 药物的合成、分离纯化及成型加工过程，频繁甚至大量使用氯乙烷、醋酸乙酯、乙醇、异丙醇、甲苯以及二甲苯等有机物，由于反应设备密封不好，或冷凝效率偏低、或干燥过程的有机蒸汽等因素导致废气的形成。v 尤其是使用低沸点有机物，如，硼烷、砷烷、乙炔、小分子烯烃、环氧乙烷、氯甲烷、氯乙烷、甲醇、乙醇、磷化氢、硼化氢以及甲氨等，它们自身相
30、互混合或与空气混合产生有机物废气，且绝大多数是有毒害的。v 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。v 对低沸点溶剂采用活性炭吸附收集，加热解吸回收为有效的方法；v 不能回收的有机废气，可以考虑焚烧法或催化燃烧法；v 对无法回收利用的有机废气可采用纳米催化剂和酶的催化氧化分解以及超临界氧化分解等新技术。四、含尘废气的处理v 常用的除尘方法有机械除尘、洗涤除尘和过滤，所用除尘设备包括：旋风除尘器、洗涤器、颗粒层除尘器、电除尘器、袋除尘器等。v 机械除尘设备具有结构简单、易于制造、阻力小和运转费用低等特点，但此类除尘设备只对大粒径粉尘的去除效率较高。v 过滤除尘
31、是使含尘气体通过多孔材料，将气体中的尘粒截留下来，使气体得到净化。过滤除尘器结构简单、对粒径不小于亚微米粒子的捕集性能极高。v 袋式除尘器基本结构是在除尘器的集尘室内悬挂若干个由织布、毡等圆筒状的滤布制成的滤袋，当含尘气流从外面或里面穿过这些滤袋的袋壁时，尘粒被袋壁截留，即把含尘的气体过滤，在滤布上堆积的粉尘层，通过周期性地振打布袋或反吹振动、脉动喷吹而使积尘脱落。7.5.2 制药工业废水处理制药工业废水处理v 制药工业废水主要包括药物生产过程的废水以及车间保洁过程形成的洗涤废水等，工业废水进入处理系统前，要作必要的预处理，其中包括格栅、均化等处理，以保证后续处理的正常进行。v 制药企业产生的
32、废水通常含有多种有机物，在确定废水处理工艺流程时，应根据废水的水质、水量及其变化幅度、处理后的水质要求及地区特点等，确定最佳处理方法和流程v 为了尽量减少废水的处理量，有必要预先构建有清污分流的排水系统。所谓清污分流是指将清水(如间接冷却用水、雨水和生活用水等)与废水(如制药生产过程中排出的各种废水)分别用各自不同的管路或渠道输送、排放或贮留，以利于清水的循环套用和废水的处理。一、废水的污染控制指标一、废水的污染控制指标v 水质指标是表征废水性质的参数：v pH反映废水酸碱性强弱的重要指标。它的测定和控制，对维护废水处理设施的正常运行，防止废水处理及输送设备的腐蚀，保护水生生物和水体自净化功能
33、都有重要的意义。处理后的废水应呈中性或接近中性。v 悬浮物(SS)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mgL。v 生化需氧量(BOD)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mgL。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。v 化学需氧量(COD)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mgL。我国的废水检验标准规定以重铬酸钾作氧化剂，标记为CODCr。二、废水处理方法二、废水处理方法1 废水处理级数废水处理级数按处理程度划分，废水可分
34、为预处理，以及一级、二级、三级和/或高级处理：v 预处理除去的是一些粗大固体和其它大尺寸材料，包括木材、织物、纸张、塑料和垃圾等有机固体物以及象砂石、金属或玻璃等无机固体废弃物。v 一级处理借助的是沉淀和浮选等物理过程除去水中有机和无机固体污染物，约有生化耗氧(BODs)的25-50%，全部悬浮物的50-70%以及油和油脂的65%在此间被除去。v 二级处理主要指生物处理法，它是在受控的环境下利用多种微生物对废水进行生物处理，可除去废水中的大部分有机污染物和悬浮的固体物，使废水得到进一步净化。二级处理适用于处理各种含有机污染物的废水。废水经二级处理后，BOD5可降至2030mgL，水质一般可以达
35、到规定的排放标准。v 高级处理是一种净化要求较高的处理，按所用流程分为三级处理、物化处理和生物物理化学耦合的处理。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。a.三级处理：在二级处理流程结束后增加任何单一操作单元的水处理过程，方法包括过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透以及生物法脱氮除磷等。b.物化处理：是一个生物的和物理化学过程混合的处理过程。c.生物物理化学耦合处理：在常规生物处理后增加三级处理流程中任何一个操作单元，并且在这种耦合处理技术中，生物处理和物化处理是混合的。废水经三级和
36、/或高级处理后，BOD5可从2030mgL降至5mgL几以下，可达到地面水和工业用水的水质要求，甚至符合生活用水质量。2 废水处理的基本方法废水处理的基本方法v 工业废水处理的传统方法包括物化法，化学法及生化法三大类。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。v 属于物化法的有沉降、浮上、混凝、气浮、过滤、离心分离、吸附、吹脱、气提、萃取、泡沫萃取、离子交换、电渗析、反渗透和膜技术等，物理法常用于废水的一级处理。v 属于化学法的
37、有中和、沉淀、氧化、还原、消毒等，常用于有毒、有害废水的处理，使废水达到不影响生物处理的条件。v 生物法是利用微生物的代谢作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定、无害的物质，生物法能够去除废水中的大部分有机污染物，是常用的二级处理法。v 物理化学法是综合利用物理和化学作用除去废水中的污染物，如吸附法、离子交换法和膜分离法等。含盐废水的膜分离处理流程方案图 3 制药废水处理制药废水处理v 拟定废水处理工艺时，应优先考虑利用废水、废气、废渣（液）等进行“以废治废”的综合治理。废水中所含的各种物质，如固体物质、重金属及其化合物、易挥发性物体、酸或碱类、油类以及余能等，凡有利用价值的应考
38、虑回收或综合利用。蒸发脱盐+/接触氧化工艺流程示意图 7.5.3 固体废弃物处理固体废弃物处理v 废渣堆存可能引起地下水污染，废物焚烧会产生有害气体，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。v 废渣（液）的处理应根据废渣液的数量、性质、并结合地区特点等进行综合比较，确定其处理方法。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。v 药厂废渣是在制药过程中产生的固体、半固体或浆状废物，是制药工业的主要污染源之一。一般地，药厂废渣的数量比废水、废气的数量少，但废渣的组成复杂，且大多含有高浓度的有机污染物，有些还是剧毒、易燃、易
39、爆的物质。因此，必须对药厂废渣进行适当的处理，以免造成环境污染。一、回收和综合利用一、回收和综合利用v 废渣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，在对废渣进行无害化处理前，应尽量考虑回收和综合利用。从废渣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，而且可以产生显著的经济效益。v 抗生素生产的主要原料为豆粉饼、玉米浆、葡萄糖、麸质粉等，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，滤渣即为药渣。药渣及处理污水的活性污泥都含有较高含量的蛋白质，可以生产高效有机肥废料或饲料添加剂。二、废渣处理技术二、废渣处理技术废渣的处理方法主要有化学法、焚烧法、热解法和填埋法等：化学法利用废渣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。焚烧法使被处理的废渣与过量的空气在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，从而使废渣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。热解法在无氧或缺氧的高温条件下，使废渣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。填埋法将一时无法利用、又无特殊危害的废渣埋入土中，利用微生物的长期分解作用而使其中的有害物质降解。
