生物制药行业污染物排放标准

附件3

《生物制药行业污染物排放标准》

(征求意见稿)

编 制 说 明

《生物制药行业污染物排放标准》编制组

2012年4月

目 录

1、项目背景 ..................................................................................................... 1

1.1任务来源 ................................................................................................................. 1 1.2工作过程 ................................................................................................................. 1

2、生物制药行业概况 ....................................................................................... 1

2.1浙江生物制药产业的区域分布与主要产品 .............................................................. 1 2.2生物制药产业相关政策............................................................................................ 2

3、标准制订必要性 .......................................................................................... 4

3.1生物制药行业存在着较为严重的污染隐患 .............................................................. 4 3.2现行国家标准尚不能完全满足我省行业环境监管需求 ............................................ 4 3.3适应长三角环保一体化形势的需要 ......................................................................... 4 3.4生物制药行业自身健康发展的需要 ......................................................................... 4

4、总体思路、编制原则与技术路线 ................................................................. 6

4.1总体思路 ................................................................................................................. 6 4.2编制原则 ................................................................................................................. 6 4.3技术路线 ................................................................................................................. 6

5、生物制药行业产排污及污染防治技术分析 ................................................... 8

5.1行业主要生产工艺及产污分析 ................................................................................. 8 5.2行业产排污现状 .................................................................................................... 21 5.3行业污染防治技术 ................................................................................................. 23

6、标准主要技术内容 ..................................................................................... 51

6.1 标准适用范围 ......................................................................................................... 51 6.2标准结构框架 ........................................................................................................ 51 6.3术语和定义 ............................................................................................................ 52 6.4 污染物项目的选择 ................................................................................................. 52 6.5污染物排放限值的确定及与相关标准比较 ............................................................ 59 6.6其他污染控制指标的确定及制订依据 .................................................................... 70

7、与国家标准的比较 ..................................................................................... 74

7.1国家现行相关标准 ................................................................................................. 74 7.2 本标准与相关标准比较 .......................................................................................... 74

8、达标的技术经济可行性分析 ...................................................................... 79

8.1技术可行性分析 .................................................................................................... 79 8.2经济可行性分析 .................................................................................................... 81

1、项目背景

1.1任务来源

为推进长三角环保一体化进程，为生物制药行业废水纳管处理以及生物制药大气污染物排放提供操作性强的管理依据，省环保厅于2011年1月下达了生物制药行业污染物排放标准编制任务。项目承担单位为省环科院，协作单位为台州市环科院。

2012年4月，省质量技术监督印发《2012年第一批省地方标准制修订计划》(浙质标发〔2012〕79号) ，生物制药工业污染物排放限值标准被列入此批计划。 1.2工作过程

2011年1月27日，项目组召开了第一次讨论会，会议对项目分工和进度安排进行了总部署，并明确了标准制订过程中的关键注意事项。

2011年4月，项目组召开了第二次讨论会。在已开展工作的基础上，会议主要讨论了标准水污染物和大气污染物控制限值确定的思路，并明确了下一步开展实地调研的方案。

2011年5到6月期间，项目组在先期文献调研的基础上根据当前省内生物制药产业构成选取了杭州、台州、宁波、绍兴、金华、湖州等地市的12家企业开展了实地调研，对企业的生产现状、污染防治现状、排污现状以及执行现行国家制药行业相关标准过程中存在的问题进行了深度调研，并发放了调查问卷，获取了大量第一手资料。

2011年8-10月，项目组在实地调研企业中选取了杭州A企业、杭州B企业和台州B企业进行了现场监测，获取了企业排污数据。

2011年9月，项目组赴省医化行业协会调研，本次调研就我省制药行业规模及发展现状、行业竞争力、行业相关的产业政策、发展规划、准入政策、行业企业执行当前标准所面临问题等内容与行业协会工作人员进行了广泛交流。

2011年11月，项目组召开了浙江省生物制药行业地方排放标准研讨会，来自省环保厅、省环境评估中心、省环科院、台州市环科院的专家和代表及课题组成员参与了讨论。

2、生物制药行业概况

2.1浙江生物制药产业的区域分布与主要产品

根据省经信委统计，全省规模以上生物制药企业共28家，主要分布在杭州、

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湖州、台州和金华四个地区。根据2009年污染源普查统计数据，我省生物制药企业产值约为39亿元。我省主要生物制药产品包括，发酵产品，如阿霉素、色氨酸、大观霉素、万古霉素、美伐他汀、普伐他汀、柔红霉素、阿佛菌素、丝裂霉素、莫能菌素、奥利司他、恩拉霉素、阿卡波糖、泰妙菌素、硫酸粘菌素、吉他霉素、盐霉素、马杜霉素、黄霉素、醋酸泼尼松、辅酶Q10、妥布霉素、替考拉宁、米格列醇、制霉素、硫酸西索米星、依维菌素、博莱霉素、匹马霉素、辛伐他汀、潮霉素、阿莫西林、乌灵菌粉、发酵虫草菌粉等；提取产品，如甲壳素；生物工程产品，如出血热疫苗、流感疫苗、乙脑疫苗、脑膜炎疫苗、狂犬病疫苗；生物制药制剂，如乌灵胶囊。

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2009年我省进入全国医药百强的企业有16家，其中多家上市企业均涉足

生物制药。全省生物制药在创新药物研究开发、药物大品种技术改造、创新药物研究开发技术平台建设以及企业新药物孵化基地建设新药研究开发关键技术研究方面都具有一定的水平。 2.2生物制药产业相关政策

（1）国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定

2010年国务院审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，将生物技术作为七个战略性新兴产业之一培育成为国民经济的先导产业和支柱。生物制药行业作为生物技术的主要内容之一，在我国人民群众生活水平不断提升，人口老龄化增加、药品和诊疗方式升级换代的时代背景下，必将得到进一步的发展。

（2）国家国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要

根据国家国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要中的行业发展要求，医药行业将以结构调整为主线，推动优势企业强强联合，提高产业集中度，逐步实现医药行业由大到强的转变。生物医药作为新一代战略新兴产业，将进一步得到发展和壮大。

（3）国家及省级环境保护“十二五”规划中有关本行业的要求。

国家环境保护“十二五”规划中针对医药行业的相关内容，主要为开展制药行业清洁生产关键新工艺和污染防治技术研发与示范，开发医药行业特征污染物排放环境风险评价技术。

根据我省环境保护“十二五”规划，医药行业作为水污染防治的重点行业，将大力推进废水深度处理，强化中水回用，降低主要污染物排放总量。将开展医药行业有机废气的治理和企业污泥规范化处置。将进一步强化医药行业排放标准的

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省产业发展规划

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实施以及最佳可行技术导则和污染防治技术规范的研究制定。 （4）浙江省生物产业发展规划（2010—2015年）

根据《浙江省生物产业发展规划（2010—2015年）》，到2015年，全省生物产业销售产值超过3000亿元，年均增长20%以上，占全省高技术产业比重30%以上；继续保持生物产业发展位居全国前三的地位，并争取缩小与前两位的差距。其中，生物医药到2015年达到2100亿元左右，努力保持和形成在生物原料药与制剂、天然药物、生物疫苗与诊断试剂、生物材料等领域的全国领先地位，力争在生物医学工程、创新药物（包括创新制剂、创新中成药、基因药物）、海洋生物开发、生物服务等领域实现有效突破。加快微生物制药技术和控释、缓释、靶向定位、透皮吸收、微球、微囊、微丸等新型制剂技术的应用，围绕抗肿瘤、抗病菌感染、心血管疾病防治、抗抑郁、糖尿病及代谢综合症防治等重大疾病领域，重点开发氨基酸、核酸、多肽、多糖类的创新药物和特色原料药，做强维生素、激素、药用辅料等优势产品。

扶持开发以抗体药物、重组蛋白质为代表的基因工程药物，以及融合蛋白、聚乙二醇（PEG）化和抗体偶联药物，争取在第二代基因工程药物开发过程中掌握创新优势。推进预防重大传染病和治疗恶性肿瘤等重大疾病的新型疫苗、联合疫苗、新型佐剂等的研发和产业化。加强生物技术与信息技术、纳米技术等高新技术的集成，重点开发针对传染病、肿瘤或基因异常的基因诊断、生化检测、酶标免疫等类别的诊断试剂。 （5）促进生物产业加快发展若干政策

切实落实国家《促进生物产业加快发展若干政策》有关研发费用摊销抵免、所得税减免等各项关于生物企业以及高新技术企业的税收优惠政策。对单位和个人从事生物技术转让、技术开发业务和与之相关的技术咨询、技术服务业务取得的收入免征营业税。对新设立的生物企业，在地方规费和土地出让金缴纳方面给予一定优惠。对企业开展美国食品和药品管理局（FDA）、美国环境保护署（EPA）、欧洲药典适用性（COS）等国际市场的注册与认证、临床研究给予补助。 （6）台州市发布的相关政策

为了加快医化基地治理整顿和结构调整步伐，早日建成“绿色”的国家级基地，市政府每年安排一定额度的医化产业专项发展资金，按现行财政体制支持基地的整治和建设。该项资金主要用于：医化基地内原有骨干企业“三废”治理历史欠账项目和区块管委会基础设施项目的贴息；新上且经跟踪管理正常运行一年后证明污染总量明显降低、经济效益明显提高的结构调整投资项目的奖励；优势企业整合、兼并“低、小、散”企业，推动环境综合整治的奖励等。

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3、标准制订必要性

3.1生物制药行业存在着较为严重的污染隐患

生物制药中的发酵类制药，由于在生产工艺中需要使用大量的营养物质作为培养基，其产生的废水COD和氨氮浓度均很高；发酵废气存在较为严重的恶臭污染问题，在发酵制药较集中的台州地区臭气污染已成为近年来公众投诉较多的问题，已影响到当地社会稳定。生物制药中的提取类制药，由于提取过程中需使用大量有机溶剂，溶剂无组织排放也对区域环境质量造成了较大损害。生物工程制药过程中则存在着生物性污染隐患。随着浙江省清洁空气行动计划等工作的深入开展，制药行业大气污染控制已被提上日程。

3.2现行国家标准尚不能完全满足我省行业环境监管需求

我国在国家层面制定的适用于发酵类、提取类、生物工程类等生物制药行业的相关环保标准主要为水污染物排放标准，该大气污染物行业排放标准仍为空白，亟需出台相关标准对生物制药行业实施涵盖各种环境要素的污染控制。此外，在生物制药行业水污染物监控方面，国家标准仅规定了直接排放限值，对于排入集中式污水处理厂的间接排放行为未设立相关标准限值。而我省生物制药行业约有半数2企业其废水排入集中式污水处理厂，对这部分企业的监管沿用的为住建部《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）。该标准行业针对性不强，所含污染因子未能囊括生物制药行业特征污染因子。现行标准体系尚不能满足行业环境监管的需求。

3.3适应长三角环保一体化形势的需要

2008年12月，长三角地区两省一市签订了《长三角地区环境保护合作协议》，并将制订严格、相对统一的污染物排放标准作为一项重要合作内容。当前，上海市已出台了《生物制药行业污染物排放标准》（DB31/373-2010），为推动区域环保一体化进程，防止污染转移，有必要制订与上海标准严格程度相对统一的我省生物制药行业污染物排放标准。 3.4生物制药行业自身健康发展的需要

转变经济发展方式是“十二五”社会经济发展的主线。国家《国民经济与社会发展第十二个五年规划》要求“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点”。省委、省政府出台的《“811”生态文明

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浙江省第一次污染源普查

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建设推进行动方案》要求“加快完善相关标准体系，积极制定符合我省实际的生态环境质量、污染物排放、环境准入、用水定额和总量控制、能耗水耗等强制性标准”。我省《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》要求努力推进医药行业在结构调整、自主创新、产业升级发生战略性转变，促进原料药产业转型发展，作强医药制剂，发展医药产业集群，明确包括生物制药在内的战略性新兴产业发展重点。在医药行业持续快速发展，生物制药行业即将得到大力推进的背景下，完善生物制药行业排放标准对于生物制药行业的健康快速发展，具有积极的意义。

因此，本标准的制订出台，将为生物制药行业环境执法监管提供有力支撑，促进“十二五”污染物减排，推动生物制药行业自身的健康发展，保障我省环境安全，加快长三角环境保护区域一体化进程。

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4、总体思路、编制原则与技术路线

4.1总体思路

在了解浙江省生物制药行业概况、产排污情况、污染控制技术等情况的基础上，参照国内外制药工业污染物标准中指标设置情况，并借鉴上海市经验，制订符合浙江生物制药行业产业特点同时符合国家污染物排放标准控制思路的地方标准。 4.2编制原则

（1）与国家相关法律法规和标准相衔接。符合《地方环境质量标准和污染物排放标准备案管理办法》、《环境标准管理办法》的相关要求；与国家发布的行业型排放标准（制药工业排放标准）、通用型标准（恶臭污染物排放标准）、综合型标准（大气、水污染物综合排放标准）等相关标准相衔接，与行业污染防治技术政策要求相适应。

（2）加强标准的可操作性。兼顾经济技术可行性和实际操作可行性。对于现有企业，参考省内制药行业先进企业技术为基础并兼顾相关方的经济承受能力，制定标准限值；对于新建企业，参考国内或国际先进技术，制定限值。

（3）体现分类控制的原则。对穿透性物质和常规污染物分别控制。对穿透性物质纳管限值与直排环境限值一致；对常规污染物，直排环境时以企业采取的成套污染控制技术为基础制定限值，纳管处理时，依据污水处理厂处理能力制定限值。

（4）体现污染全过程控制的原则。标准制定过程中，要综合考虑企业规范操作、规范化管理、采取清洁生产措施和末端治理技术等多重措施下所能达到的排放水平，并以此为基础制定排放限值。 4.3技术路线

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课题立项实施方案行业相关政策法规研究行业相关标准研究实地调研行业概况产排污分析有毒有害污染物环境影响分析污染防治技术分析实地监测生物制药行业污染物排放标准(草案)及编制说明研究阶段质监局立项征求意见并修正标准送审稿技术审查并修正标准报批稿质监局公示60d批准发布环保部征求意见45d备案45d标准制订阶段

图表 1技术路线图

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5、生物制药行业产排污及污染防治技术分析

生物制药指发酵、提取、制剂、生物工程等利用生物体或生物过程制造药物的生产过程。不包括利用生物过程制备的原料药进行进一步化学修饰的半合成类制药、利用微生物氧化由一非生物产品转化为另一非生物产品(如甾体激素)、中药及中成药生产和医疗器械生产。简言之，生物制药包括发酵制药、提取制药、生物制剂和生物工程制药四大类。 5.1行业主要生产工艺及产污分析 5.1.1发酵制药 5.1.1.1定义与分类

发酵制药指通过发酵的方法产生抗生素或其他活性成分，然后经过分离、纯化、精制等工序生产药物的过程，按产品种类分为抗生素类、维生素类、氨基酸类和其他类。其中，抗生素类按照化学结构又分为β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、多肽类和其他。3 5.1.1.2主要原辅料

发酵类药物生产过程主要原料为培养基和菌种。培养基配制主要由碳源、氮源、无机盐类和前体组成。同时，各种药物的菌种各异。常用的碳源原料为淀粉、玉米浆、葡萄糖、蔗糖、油脂类（包括花生油、豆油、猪油、油酸甲酯等）、甜菜、甲醇、乙醇等。常用的氮源主要为有机氮（棉籽粉、花生粉、牛血、鱼粉、酵母膏等）和无机氮（硫酸铵、尿素等）。常用的无机盐主要为硫酸钙、氯化钠、硫酸镁、磷酸二氢钾等。前体是构成药物分子中的一部分，而根据各类药物结构不同前体各异。

5.1.1.3工艺流程、产排污节点及污染特征

发酵类药物生产工艺流程基本相似，一般需经过菌种筛选、种子制备、微生物发酵、发酵液预处理和固液分离、提炼纯化、精制、干燥、包装等步骤。

废气菌体滤液过滤浸提过滤提取废气溶剂回收冷却水冲洗水菌体废滤液设备冲洗水从滤液中提取药物菌渣设备冲洗水废母液残液从菌体中提取药物精制种子培养发酵图表 2 发酵类制药工艺流程及排污节点

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《发酵类制药工业水污染物排放标准》（GB21903-2008）

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发酵抗生素工艺废气主要包括：发酵废气、提取和精制过程中产生的溶媒废气、菌渣干燥废气。此外，企业污水处理站产生的恶臭气体也造成了较为严重的污染。污水处理站废气主要源于两方面，一是水解、厌氧产生的硫化氢和溶媒混合气味（废水中大量硫酸根在厌氧状态下被还原为硫化氢气体，同时部分未被分解的溶媒挥发出来）；污泥处理系统硫化氢气味（初沉池和剩余污泥在浓缩池中厌氧产生硫化氢气体挥发出来造成污染。）发酵维生素工艺废气主要分为两大类：一类是发酵车间排放的发酵尾气，主要成分是二氧化碳和水蒸气等；另一类是转化车间排放的有机溶媒废气。此外，污水处理设施也会产生恶臭气体。氨基酸类制药企业产生的废气主要源于发酵废气、制肥车间干燥机产生的干燥尾气；生产过程排放的氨气和污水处理站散发的恶臭。

发酵抗生素生产废水主要包括洗罐废水（种子罐和发酵罐）、提取精制过程中的含溶媒废水。抗生素生产废水污染物浓度高、水量大，废水中所含主要成分为发酵残余物、破乳剂和残留抗生素效价及其降解物，此外还包括抗生素提取过程中残留的各种有机溶剂和一些无机盐类等。抗生素废水成分复杂、碳氮营养比例失调（氮源过剩），含有大量硫酸盐，废水带有较重的颜色和气味，悬浮物含量高，易产生泡沫，含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，这类废水难生化降解。发酵维生素生产废水主要来自洗罐水、母液和釜残。其特点是排放量大，污染物浓度高；高浓度有机废水多为间歇排放，造成排水水质不均匀；废水中主要含有有机污染物，水质偏酸性，另外含有氮、磷及无机盐，废水可生化性较好。氨基酸主要排放的废水为发酵罐气体洗涤水、蒸发气洗涤水和树脂洗涤水，水中含有蛋白质和糖等。

发酵类药物产品回收常用三种方法：溶剂萃取法、直接沉淀法和离子交换法，最常用的是溶剂萃取法。溶剂萃取法采用有机溶剂回收发酵液中的活性药剂或产品，从有毒混合物中制得很少量的产品需经过多种溶剂萃取。另外一种常用方法是直接沉淀法，在发酵液中加入铜或锌等重金属溶液，使产品以重金属盐的形式沉淀下来，然后过滤发酵液，从剩余固体物中提取药品。离子交换吸附法是用离子交换树脂和活性炭等固体材料粘结产品，而后用溶剂萃取、浓缩、结晶，提取药物，溶剂蒸馏回收。此外，近年来一些企业在部分抗生素药物生产过程中为降低成本、减少污染物排放、提高产品收率，开发使用了一些新的产品回收工艺，例如用液膜法或双水相萃取法提取青霉素。 5.1.2提取制药 5.1.2.1定义与分类

生物提取制药是指运用物理的、化学的、生物化学的方法，将生物体中起重要生理作用的各种基本物质经过提取、分离、纯化等手段制造药物的过程。不包

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括用化学合成、半合成等方法制得的生化基本物质的衍生物或类似物、菌体及其提取物（属于发酵制药）、动物器官或组织及小动物制剂类药物的生产过程（属于中药），也不包括中药制药中的提取过程。本标准中“提取制药”概念与《提取类制药工业水污染物排放标准》（GB21905-2008）中“提取类制药”的内涵一致。提取类药物按来源分主要有：人体、动物、植物、海洋生物等，不包括微生物。按药物的化学性质和结构分，可分为氨基酸类药物、多肽及蛋白质类药物、酶类药物、核酸类药物、糖类药物、脂类药物以及其他类药物。

表格 1主要提取制药药品品种 来源 人体 动物 氨基酸类 多肽与蛋 白质类 酶 类 分类 主要品种 胎盘丙种球蛋白、尿激酶、绒毛膜促性激素 缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、胱氨酸、赖氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸、左旋多巴、水解蛋白等 胰岛素、胸腺素、绒促性素、鱼精蛋白、胃膜素、降钙素、尿促性素等 胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰酶、菠萝蛋白酶、细胞色素C 、纤溶酶、尿激酶、蚓激酶、胰激肽原酶、弹性蛋白酶、糜蛋白酶、玻璃酸酶、超氧化物歧化酶、溶菌酶、凝血酶、抑肽酶、降纤酶等 辅酶A、三磷酸腺苷、二钠肌苷、胞磷胆碱钠、阿糖胞苷、利巴韦林、阿昔洛韦、去氧氟尿苷等 甘露醇、肝素、低分子肝素、硫酸软骨素、冠心舒、玻璃酸、甲壳质右旋糖酐等 豆磷脂、胆固醇、胆酸、猪去氧胆酸、胆红素、卵磷脂、胆酸钠、辅酶Q10、前列腺素、鱼油、多不饱和脂肪酸、羊毛脂等 ⑴单糖类：葡萄糖、果糖、核糖、维生素C、木糖醇、山梨醇、甘露醇等⑵聚糖类：蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、人参多糖、黄芪多糖等。⑶糖的衍生物：葡萄糖-6-磷酸等 ⑴脂肪和脂肪酸类：亚油酸、亚麻酸 ⑵磷脂类：大豆磷脂 ⑶固醇类：β 谷固醇、豆固醇等 天花粉蛋白、蓖麻毒蛋白、胰蛋白酶抑制剂、木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、超氧化物歧化酶、麦芽淀粉酶、脲酶 苯丙烯、苯丙酸、香豆素等 辅酶Q10、紫草素等 黄酮醇、花色素、黄芩苷等 奎宁酸、槲皮醇等 青蒿素、齐墩果酸等 毛地黄毒苷元等 咖啡因、喜树碱等 海藻酸钠、甲壳素等 核酸类 糖类 脂类 植物 糖类 植物 脂类 蛋白质、多肽、酶 苯丙素类 醌类 黄酮类 鞣质 萜类 甾体 生物碱 海洋生物 10

5.1.2.2主要原辅料

提取类制药采用的生产原料主要包括提取源和提取剂，提取源又分为人体、动物、植物和海洋生物等（不包括微生物）。

人体提取源：主要包括头发、人体胎盘、人体皮肤细胞、人体脂肪细胞、人体体液等。动物提取源：当前中医临床常用的动物提取药约有200多种，如牛黄、犀角、羚羊角、珍珠、鹿茸、熊胆、琥珀、玳瑁、麝香、猴枣、马宝、蛇胆、海狗肾、蛤蚧、白花蛇、海马、海龙等等。植物提取源：由于植物资源丰富，植物提取源种类繁多。按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜类、黄酮、生物碱等，常用药用植物包括银杏、大豆、当归、葛根、枸杞子、红景天、虎杖、灵芝、人参、葡萄、红景天等等。海洋生物提取源：海洋生物同样资源丰富，主要包括海洋植物和海洋动物，常用药用海洋生物包括海带、紫菜、黄花鱼、鲥鱼、海螵蛸、鲍鱼、牡蛎、贻贝、蚶子等等。

提取剂：常用提取剂为水、酸水、碱水和有机溶剂，其中有机溶剂主要包括乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、乙醚、石油醚、乙酸乙酯、甲苯、氯仿、环己烷等等。

5.1.2.3工艺流程、产排污节点及污染特征

提取类制药工艺大体可分为六个阶段：原料的选择和预处理、原料的粉碎、提取、分离、纯化、干燥及保存、制剂。 ——原料的选择和预处理

原料的选择要注意以下几方面，要选择有效成分含量高的新鲜材料，来源丰富易得，制造工艺简单易行，成本比较低，经济效果较好。材料选定之后，通常要进行预处理，有的原料收集到一定的数量才能生产。动物组织先要剔除结缔组织、脂肪组织等活性部分；植物种子先去壳除脂。 ——原料的粉碎

原料的粉碎分为机械法、物理法、生化及化学法。机械法主要通过机械力的作用，使组织粉碎。物理法是通过各种物理因素的作用，使组织细胞破碎；包括反复冻融法、冷热交替法、超声波处理法、加压破碎法等。生化及化学法包括自溶法、溶菌酶处理法、表面活性剂处理法等。 ——提取

提取也称抽提、萃取，其含义基本相同，就是利用一种溶剂对物质的不同溶解度，从混合物中分离出一种或几种组分，制成粗品的过程。提取法可分为两类，一类为固体的处理，也称液—固萃取；一类为液体的处理，也称液—液萃取。提取常用的溶剂为水、稀盐、稀碱、稀酸溶液，有的用不同比例的有机溶剂，如乙醇、丙酮、氯仿、三氯乙酸、乙酸乙酯、草酸、乙酸等。提取受溶剂种类、pH、

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温度等条件影响。 ——分离纯化

分离纯化即提取出的粗品精制的过程。主要应用的方法有：盐析法、有机溶剂分级沉淀法、等电点沉淀法、膜分离法、层析法、凝胶过滤法、离子交换法、结晶和再结晶作用等。

盐析法：盐析是利用不同蛋白质在高浓度的盐溶液中，溶解度有不同程度的降低来进行的。因此，通过向含蛋白质的粗提取液中加入不同浓度的盐就可使蛋白质分别从溶液中沉淀出来，以达到分离、提纯的目的。常用作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸氨、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠以及磷酸钠等。

有机溶剂分级沉淀法：在蛋白质、粘多糖和核酸类等极性物质的水溶液中加入与水混溶的有机溶剂可降低溶解度而使溶质沉淀。在一定条件下，一种溶质只能在一比较狭窄的有机溶剂浓度范围内沉淀出来，因而可以利用不同浓度进行分级分离，达到提纯的目的。乙醇和丙酮是两种最常用的有机溶剂。

等电点沉淀法和pH 值调节：利用蛋白质在等电点时溶解度最低，而各种蛋白质又具有不同的等电点的特性进行工艺分离的过程，称为等电点沉淀法。利用等电点沉淀法分离时需要进行pH 值的调节。

膜分离法：常见的膜分离法有微孔过滤、超精密过滤、超滤和反渗透析等。微孔滤膜是由高分子材料制成的薄膜过滤介质，可以过滤一般介质不能截留的细菌和微粒。膜的微孔径在0.2~10μm 之间。广泛应用于滤除微粒和微生物，还有热敏性药物的除菌。超精密过滤采用以聚乙烯醇为主体的中空多孔滤膜，分级性能在超滤膜和微孔滤膜之间，分离粒径为0.01~0.2μm。用于水的精制（脱除铁质、菌和微粒）、循环水的净化、除悬浮固体粒子以及糖液、酶液的精制等。超滤膜分离粒子的范围是0.001~0.01μm。使用一种特制的薄膜可对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤，也可在一定压力下，使溶剂和小分子透滤膜，而大分子的生化物质受阻保留在原来溶液中。适用于提取类药物的浓缩或脱盐。反渗透以高分子透过性薄膜为分离介质，在超过溶液渗透压力的情况下，使溶液中的溶剂透过薄膜，同时使溶质和不溶物阻截在膜前。多用于生产纯水或注射用水，也可用于氨基酸的浓缩等。

离子交换层析：离子交换就是利用一种不溶性的高分子化合物，它的分子中具有离解性基团（称交换基或功能基），在水溶液中能与其他阳离子或阴离子起交换作用。凡具有离子交换能力的物质，称为离子交换剂。交换过程如下：溶液中的离子经过溶液扩散到交换剂的表面，穿过表面，又扩散到交换剂本体颗粒之

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巾，这些离子与交换剂中的可扩散离子互相交换，交换出来的离子扩散到交换剂表面外，最后再扩散到溶液中去。这样，当溶液和树脂分离后，其组成都发生了改变，从而达到分离纯化的目的。离子交换层析包括吸附、吸收、窒透、扩散、离子交换、离子亲和力等物理化学过程。

凝胶层析：是指混合物随流动相经过装有凝胶作为固定相的层析柱时，因其各种物质分子大小不同而被分离的技术。整个过程和过滤相似，又称凝胶过滤、凝胶渗透过滤、分子筛过滤等。主要原理是基于一种可逆的分子筛作用，就象过筛一样可以把大分子和小分子分开。广泛应用于分离氨基酸、多肽、蛋白质、酶和多糖等提取类药物。葡聚糖、聚丙烯酰胺、琼脂糖、疏水性凝胶是最常用的几种凝胶。

亲和层析：利用生物大分子特异新和力而设计的层析技术。配基是可逆结合的特异性物质，与配基结合的层析介质称载体。亲和层析技术能从粗提液中，通过一次简便处理，便可获得高纯度的活性物质，既可分离一些生物材料中含量极微的物质，又能分离一些性质十分相似的物质。几种常用的载体为：纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、多孔玻璃珠等。

浓缩：浓缩是低浓度溶液通过除去溶剂（包括水）变为高浓度溶液的过程。常采用薄膜蒸发浓缩、减压蒸发浓缩和吸收浓缩。

结晶和再结晶作用：结晶是溶质呈晶态从溶液中析出的过程，是一种分离纯化的常用手段。使固体溶质的溶液蒸发以减少溶剂、改变温度使饱和溶液变为过饱和以及利用加盐（如硫酸氨），加有机溶剂（如乙醇或丙酮）和调节pH 值以降低溶质溶解度等方法，都可使溶质成为结晶析出。再结晶的方法就是先将结晶溶于适当溶剂中，再利用上述方法使重新生成结晶。常用的溶剂有水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等。 ——干燥灭菌

干燥是从湿的固体药物中，除去水分或溶剂而获得相对或绝对干燥制品的工艺过程。最常用的方法有常压干燥、减压干燥、喷雾干燥和冷冻干燥等。灭菌是指杀灭或除去一切微生物的操作技术。常用干热、湿热、紫外线、过滤和化学等 方法。

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GGGGG原 料清 洗粉 碎提 取精 制干 燥包 装成 品WSWGSW有机溶剂回收溶剂回收W注：提取过程可分为酸解、碱解、盐解、酶解及有机溶剂提取等。精制过程可分为盐析、有机溶剂分级沉淀、等电点沉淀、膜分离、层析、凝胶过滤、离子交换、结晶和再结晶等几种工艺组合。

图表 3提取制药工艺流程及排污节点

提取制药生产企业排放的废水主要有以下几种： （1)）原料清洗废水：主要污染物为SS、动植物油等；

（2）提取废水：通过提取装置或有机溶剂回收装置排放，如含乙醇、丙酮废水。废水中的主要污染物为提取后的产品、中间产品以及溶解的溶剂等，主要污染指标为COD、BOD、SS、氨氮、动植物油等，是提取类制药的主要废水污染源； （3）精制废水：提取后的粗品精制过程中会有少量废水产生，水质与提取废水基本相同。常用精制溶剂有水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、乙酸乙酯；使用盐析法精制过程中还会产生高盐废水，常见盐包括氯化钠、硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、磷酸钠等。

（4）设备清洗水：每个工序完成一次批处理后，需要对本工序的设备进行一次清洗工作，清洗水的水质与提取废水类似，一般浓度较高，为间歇排放。 （5）地面清洗水：地面定期清洗排放的废水，主要污染指标为COD、BOD、SS 等

提取制药生产企业排放的废气主要有包含以下几种：

（1）对植物提取，在原料清洗过程中会有粉尘排放；对动物提取，原料清洗及粉碎过程会有恶臭气体排放；甲壳素提取过程中因使用到盐酸，易产生氯化氢气体。

（2）产品的干燥、包装过程有药尘排放。 （3）提取过程和溶剂回收过程中会有溶剂挥发。 5.1.3生物工程制药 5.1.3.1定义与分类

14

生物工程类制药指利用微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织等，采用现代生物技术方法（主要是基因工程技术等）进行生产，作为治疗、诊断等用途的多肽和蛋白质类药物、疫苗等药品的过程，包括基因工程药物（细胞因子、重组多肽和酶类药物）、基因工程疫苗、克隆工程制备药物等。4 5.1.3.2主要原辅料

生物工程类制药主要以微生物、寄生虫、动物毒素和生物组织等为原料，采用现代生物技术方法制备得到。

5.1.3.3工艺流程、产排污节点及污染特征

基因工程药物的生产涉及DNA 重组技术的产业化设计和应用，包括上游技术和下游技术两大组分部分。上游技术指的是外源基因重组、克隆后表达的设计与构建（狭义的基因工程）；而下游技术则包括含有重组外源基因的生物细胞（基因工程菌或细胞）的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化、产品质量控制等过程。省内生物工程制药主要涉及下游技术。

获得目的基因组建重组质粒构建基因工程菌（或细胞）组建重组质粒培养工程菌产物分离纯化除菌过滤半成品和成品检定包装图表 4制备基因工程药物的一般程序

废水主要有：①生产工艺废水，包括微生物发酵的废液、提取纯化工序所产生的废液或残余液、发酵罐排放的洗涤废水、发酵排气的冷凝水、瓶塞瓶子洗涤水、冷冻干燥冷冻排放水、基因工程制药中的酸洗废水等。②实验室废水，包括一般微生物实验室废弃的含有致病菌的培养物、料液和洗涤水，生物医学实验室的各种传染性材料的废水、血液样品以及其他诊断检测样品，重组DNA实验室废弃的含有生物危害性的废水，实验室废弃的疫苗等生物制品，其他废弃的病理样品、食品残渣以及洗涤废水。 5.1.4生物制药制剂 5.1.4.1定义与分类

生物制药制剂指利用生物制药原料药活性成分和辅料通过混合、加工和配制，形成各种剂型药物的过程。不包括中药、化学合成类药物的混装制剂过程。制剂生产是在各类原料药基础上，通过不同的物理工艺途径，制取各种药物剂型。按照剂型，制剂类药物分类如下图所示。

4

《生物工程类制药工业水污染物排放标准》（GB21907-2008）

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片剂常规固体制剂胶囊颗粒剂水针以水为溶剂输液溶液型以油为溶剂注射剂其他溶剂混无菌粉末针剂装制剂栓剂软膏剂气（粉）雾剂和喷雾剂透皮制剂其他制剂 图表 5制剂类药物分类

5.1.4.2主要原辅料

制剂类药物生产原料主要包括药物活性成分（即生物原料药）和药用辅料组成。药用辅料按作用与用途可分为溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、螯合剂、渗透促进剂、pH值调节剂、缓冲剂、增塑剂、表面活性剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂与反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂。

5.1.4.3工艺流程、产排污节点及污染特征

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原辅料黏合剂或润湿剂磨粉、过筛润滑剂配料、混合制粒干燥粉尘整粒总混合冲模压片磨蜡配模溶糖包衣包装包装材料除粉洗瓶、烘瓶成品图表 6片剂生产工艺流程及产排污节点

粉尘原料过筛辅料检测铝塑包磨光拣囊灌装混合外加辅整粒粉尘外包装成品入混合制粒干燥

图表 7胶囊剂生产工艺流程及产排污节点 胶囊剂生产工艺流程及排污节点图 17

原料辅料过筛检测铝塑包装定剂量包装混合混合制粒外加辅料整粒干燥粉尘粉尘外包装成品入库

图表 8颗粒剂生产工艺流程及产排污节点

饮用水安瓶颗粒剂生产工艺流程及排污节点图原料反渗透离子交换理瓶配制粗滤纯化水精滤蒸馏注射用水蒸馏洗、烘、灌、封联动机组灭菌检漏、检测包装

图表 9水针剂生产工艺流程

水针生产工艺流程图18

饮用水胶囊反渗透离子交换隔离膜输液瓶原辅料酸碱处理乙醇浸泡外洗称量粗洗纯化水煮沸过滤清洗清洗清洗剂处理浓配粗洗过滤清洗清洗稀配蒸馏粗滤用水注射精洗过滤精洗精滤灌装*放膜*精洗上塞翻塞*加盖灭菌检测包装

图表 10输液（玻璃瓶）生产工艺流程图

输液（玻璃瓶）生产工艺流程图 19

待分装原料玻璃瓶胶塞擦洗消毒洗瓶酸或碱处理粗洗注射用水处理纯化水洗干燥灭菌检查冷却注射用水洗硅化分装干燥灭菌铝盖灭菌洗涤压盖检测包装

图表 11无菌分装粉针剂工艺流程

无菌分装粉针剂工艺流程生物制剂产生废水包括①固体制剂类洗瓶过程中产生的清洗废水和生产设备的冲洗水、厂房地面的冲洗水。包装容器清洗废水，污染物浓度极低；工艺设备清洗废水：废水COD较高，但数量不大，部分企业将第一遍清洗后的高浓度废水收集后送去焚烧；地面清洗废水，污染物浓度低。主要污染指标为COD、SS等。②注射剂类主要废水污染源为纯化水和注射用水制备过程中产生的部分酸碱废水，生产设备和包装容器的洗涤水，厂房地面的冲洗水。洗涤用水量大且水质较好，集中过滤后可作原水的补充水。制剂类废水主要是中低浓度(CODcr<1000mg/L)废水，可生化性较好。采用SBR生物法、好氧生物法(活性污泥法、接触氧化法、水解酸化+生物接触氧化等)处理制剂废水的制药企业，其最终出水均能达到并优于GB8978—1996的一级排放标准。

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固体制剂类废气污染主要源于磨粉过筛、制粒、干燥、总混、压片和胶囊填充过程中产生的粉尘。粉尘浓度一般较小(0.455-733 mg/Nm3)，但粉尘及药品粉尘，尤其是某些敏感药物粉尘，如青霉素类粉尘排入大气后对环境和人体健康危害较大。主要采取安装捕尘器和经中、高效过滤器，同时进行工艺改进、GMP改造和加强操作管理，绝大部分飞扬的药粉被截流和回收利用，处理效果比较好。对于青霉素类药物的尾气排放系统，一般的处理工艺是尾气先进入含1％氢氧化钠溶液的吸收器内，经二级吸收后，尾气再经高效过滤器过滤后排放，所排放的空气中青霉素浓度应小于0.0008g/ml(制药工业GMP标准规范规定，由药监局负责监测)。氯氧化钠吸收液进入废水处理系统中作进一步处理。注射剂类制药，水针、输液、冻干粉针的生产过程中并无废气的产生，废气污染源仅为无菌分装粉针剂生产过程中粉针分装工序产生的粉尘。产生的粉尘尾气首先进入含1％次氯酸钠溶液的缓冲瓶内，吸收处理后再通过中高效两级过滤嚣接至无菌室外排空。该车间GMP认证要求必须在无菌室外通风口处对排出气体中青霉素等有害物质浓度进行监测，外排气体各指标浓度值均要达到GMP要求。 5.2行业产排污现状

本研究共选取了12家省内企业开展现场调查工作，企业制药类型涵盖发酵

制药、提取制药、生物工程制药、生物制药制剂四类，共发放调查问卷十二份，反馈回十份。对企业排污状况的调查，本研究采取了企业填报数据为主和实地监测为辅的方式，实地监测中选取了杭州A企业（生物工程制药）和C企业（发酵制药），台州B企业（发酵制药）进行监测。企业反馈信息与实地监测结果汇总于下表格2-7。

表格 2发酵制药企业水污染物间接排放情况 指标 SS BOD COD TOC 948 -6730 氨氮 2.79 -320 39.1 TN 47.2 -690 661 TP 4.12 -142 13.9 挥发酚 - - - 总锌 Cr6+ 0.16 7.3 800 163 进水 197-366 范围 -10100 -18000 进水 中值 317 -0.37 -10.83 0.23 8.11 0.24 8.56 3980 5382.98 6320 进水 304.94 4033.33 6778.22 4408.63 127.22 441.3 36.68 平均 出水 范围 出水 中值 4- 333 53 7.8- 256 17.6 20.4- 449.61 145.5 16.9- 121 38.8 0.65- 30.7 2.65 3.29-39 37.4 0.37- 0.002- 0.11- 0.27- 4.61 0.033 0.14 0.45 0.96 0.005 0.13 0.37 21

出水 51.64 平均 42 178.43 40.21 9.08 25.05 1.73 0.013 0.13 0.36 注：单位mg/l

表格 3发酵制药企业水污染物直接排放情况 指标 SS BOD COD 氨氮 TP 44.4-234 89.35 110.74 0.92-1.61 1.14 1.19 挥发酚 0.22-0.57 0.35 0.35 0.0076-0.011 0.0086 0.0088 进水 210-6980 3150-4690 5200-12400 689-1640 范围 进水 中值 542.5 3590 3668.75 7.4-8.9 8.2 8.14 6835 7251.25 74.3-86.5 81 81 844.5 908.13 25.6-46 32.4 34.1 进水 1585.38 平均 出水 范围 出水 中值 出水 平均 4-64 9 19.88 注：单位mg/l

表格 4提取制药企业水污染物排放情况 指标 进水范围 进水中值 进水平均 出水范围 出水中值 出水平均 SS 110-258 253.5 218.75 19-67 65 54 BOD COD 色度 - - - 氨氮 27.9-72 70.9 60.43 TN 132 132 132 TP 3.12 3.12 3.12 1.51-2.2 1.76 1.85 80.1-81.9 1030-9290 80.9 80.97 1045 3102.5 14.1-28.2 61.8-143 17.6 19.29 81.95 84.66 20-40 4.26-11.7 5.15 32 30.67 6.3 7.90 5.15 5.15 注：以上统计企业废水排放方式均为直接排放，除色度为稀释倍数外其余单位为mg/l。

表格 5生物工程制药企业水污染物排放情况 指标 进水 范围 进水 中值 进水

SS 20- 27 23.5 23.5 BOD 4.48- 160 148 100.86 COD 95.6- 330 292 251.12 TOC 15.9- 85.8 45.5 49.07 22

氨氮 1.29- 8.68 3.31 4.55 TN 1.54- 3.69 3.4 2.88 TP 动植物油 挥发酚 甲醛 2.9- 1.09- 0.13- 1.29- 3.56 3.13 3.20 1.84 0.83 1.46 1.47 0.48 1.38 1.47 0.48 1.38 平均 出水 范围 出水 中值 出水 平均 10 10 10 1.71- 91.15 3.94 34.38 74.7- 183 89.6 121 5.56- 27.1 17.7 16.79 0.1- 2.55 0.35 0.89 0.65- 1.81- 0.12- 0.022- 0.55- 5.74 2.13 2.84 4.13 3.55 3.16 0.21 0.035 0.77 0.17 0.029 0.66 0.17 0.029 0.66 注：以上统计企业废水排放方式均为间接排放，单位mg/l。

表格 6发酵制药企业大气污染物排放情况 指标 进气 范围 进气 中值 进气 平均 出气 范围 出气 中值 出气 平均 丙酮 6.81- 12.1 8.81 甲醇 5.23- 99 27.85 甲苯 颗粒物 氯化氢 0.21- 7.96- 0.41 0.36 735 149 3.05- 20.8 17.1 非甲烷 总烃 73- 90.5 80.2 发酵 臭气 5495- 7328 7328 干燥 臭气 — 污水站 臭气 — — — 9.15 0.05- 706 13.3 45.42 0.74- 140 34.83 0.33 251.91 13.37 0.02- 3.99- 9.1 0.1 29.9 4.88 1.15- 10.6 6.8 82.32 6.2- 183 59.4 6594.8 550- 1738 1091 — 174- 977 977 — 550- 2291 1318 183.69 45.21 0.72 7.61 5.78 54.41 1159 804 1430 表格 7提取制药企业大气污染物排放情况 指标 进气范围 进气中值 进气平均 出气范围 出气中值 出气平均 氯化氢 1.84-5.37 4.26 3.98 1.07-3.37 2.60 2.50 非甲烷总烃 2.57-5.22 3.43 3.71 1.23-2.7 2.4 2.26 5.3行业污染防治技术

5.3.1生物制药废水污染防治技术

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5.3.1.1生物制药行业废水处理技术概况

常用的生物制药废水处理工艺介绍如下： 一、物化处理技术

对生物制药工业废水的物化预处理和生化后续的物化处理，常用的方法包括混凝、气浮、吸附、电解、微电解、高级氧化技术（Fenton试剂、光催化氧化、超声波、O3氧化）及湿式空气氧化等。

①气浮法

生物制药废水处理中，常把气浮法作为预处理工序或后处理工序，主要处理含有高沸点溶剂或悬浮物废水的预处理，如庆大霉素、土霉素、麦迪霉素等废水的处理。采用气浮法作为废水的预处理设施，对去除废水中悬浮物，改善废水可生物性，有较好的效果，但对COD等有机物去除效果一般仅在10～20%。

②混凝沉淀法

混凝沉淀是生物制药废水预处理常用的另外一种方法，主要用于去除生物制药废水中难生化降解的固体培养基成分、胶体物以及蛋白质等，改善废水的生物降解性，降低污染物的浓度。目前对青霉素、林可霉素以及庆大霉素、麦迪霉素等废水的预处理常采用这一方法。在生物制药废水混凝预处理中常用的凝聚剂有:聚合硫酸铁、氯化铁、亚铁盐、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酰胺(PAM)等。采用混凝沉淀预处理可较好的去除制药废水中的悬浮物、胶体物及蛋白质等物质，可明显改善废水的生物降解性，对COD等有机物的去除率一般在15%左右。

③吸附法

常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。在生物制药废水处理中，常用煤灰或活性炭吸附进行废水生化处理前的预处理。

④电解法

该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。

⑤微电解法（Fe-C法）：

微电解法是70年代发展起来的一种新型工业污水预处理方法。它是基于电化学氧化还原反应的原理，通过铁屑对絮体的电附集、混凝、吸附、过滤等综合作用来处理废水。微电解废水处理技术具有设备构造简单、处理成本低、适用范围广、可大大提高废水的可生化性等特点，为后期的生化处理减轻负担，取得了非常满意的结果。

⑥高级氧化技术

高级氧化技术在处理废水时，主要是依靠产生的中间产物·OH与污染物进行

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化学氧化反应，从而达到降解污染物的。·OH是最具活性的氧化剂，它的氧化电位比普通氧化剂高得多。目前，以产生·OH作为氧化剂的污染物处理技术通常可归纳为以下几类：Fenton试剂及其联用技术；光催化氧化及其联用技术；超声波及其联用技术 ；O3工艺及其联用技术。

⑦高温深度氧化技术

高温深度氧化处理技术包括：湿式空气氧化技术(WAO)、超临界水氧化处理技术(SCWO)和焚烧技术。各技术原理、特征或性能比较如下：

湿式空气氧化技术(WAO)是在高温(150-250℃)和高压(0.5-20MPa)下，以空气或纯氧化剂将有机污染物氧化分解为无机物或小分子有机物的化学过程。操作过程中将废液经增压并混入高压空气通过热交换器升温后进入空气氧化反应器，反应产物经热交换器换热升温后进入冷却塔继续冷却，然后经气液分离器分离出气体和液体，再送往后续处理。

超临界水氧化技术(SCWO)：把水的温度和压力升高到临界点(Tc=374℃、Pc=22.1MPa)以上，水处于一种既不同于气态也不同于液态和固态的新的液体态---超临界态，水也成为超临界水，水中的氢键也不存在，超临界水中通入氧气后，氧与超临界水能极好的溶解，有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行。同时，极高的反应温度(400～600℃)也使反应速度加快，可在几秒钟内使废水中有机物达到很高的破坏效率，且反应完全彻底。可使有机物转化成二氧化碳、氮气、氢气和水，氯转化成氯离子的金属盐，而硝基物转化成氮气，硫转化成硫酸盐。同时，超临界水氧化，在某种程度上与简单的燃烧法过程相似，在氧化过程中放出大量的热，一旦运行正常，反应热不但能满足废水加温的需要，还可产生大量热能，可用于生产。这种处理工艺，有机物去除率可达99.99％。因此，它与传统的处理方法相比，具有高效、节能、无二次污染等明显的优点，是一种有发展前途的高浓度有机废水处理技术。80年代以来，国外发展较快，得到广泛应用。

焚烧技术是将含高浓度有机废水在高温下进行氧化分解，使有机物转化成CO2和水，而无机物生成盐和水。其焚烧过程为：将有机废水精滤后喷入焚烧炉中，在1200℃以上高温下，水雾完全汽化，有机物焚烧。焚烧后的烟气经吸收、洗涤后排放。

⑧化学氧化

化学氧化是通过O3、ClO2、H2O2、KMnO4等氧化剂产生的HO·等强氧化自由基，将无机物和有机物转化成微毒、无毒物质或易于分解的形态的方法。O3、KMnO4等氧化剂除有强氧化性之外兼具有脱色、除臭、杀菌、良好的絮凝和助凝功能，氧化分解废水中有机大分子物质的同时能将它们部分絮凝沉淀除去，达到事半功倍的效果。

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⑨电化学氧化

电化学氧化是污染物在电极上发生直接电化学反应，转化为无害物质；或通过间接电化学转化，利用电极表面产生的强氧化活性物种HO·、HO2·、O2·-等使污染物发生氧化还原转变。近年来应用比较多的是电解与催化氧化相结合的技术和设备，例如：氧化絮凝复合床技术（Oxido-Floculation Reactor，简称OFR）。其兼有氧化、还原和凝聚等多方面功能，设备化程度高。

二、厌氧生物处理技术 ①水解酸化法

水解酸化过程是在兼氧或非严格厌氧的环境下，通过微生物的水解及产酸发酵等作用，将复杂的大分子有机物转为简单有机物等产物的过程。水解酸化属非甲烷化的厌氧生化过程，通过这一过程使废水中一些难生化降解的物质转化为易降解物，以利于后续的生化处理。目前在生物制药工业废水治理工艺中，较多地采用水解酸化过程作为好氧生化的前处理。

②厌氧消化法

厌氧消化法是一个严格控制厌氧环境的生化过程，在厌氧消化过程中，废水中的有机污染物最终降解为CH4、H2/CO2等物质。目前主要有青霉素、链霉素、卡那霉素、维生素C、维生素B12以及谷氨酸等高浓度的制药废水采用厌氧消化法进行生化前处理，其消化过程中的废水去除率（COD）一般在45～80%，采用的反应器形式主要为以下几种类型

升流式厌氧污泥床(UASB)反应器：UASB反应器是目前应用最为广泛的一种高效厌氧生物处理装置，在处理庆大霉素、金霉素、卡那霉素、维生素、谷氨酸等制药废水中有一些应用的实例。这种反应器具有结构简单、处理负荷高、运行稳定等优点，通常要求废水中SS含量不能过高，以保证COD较高的去除率，对运行控制要求较水解处理装置和好氧处理装置严格。

厌氧复合床 (UBF) 反应器：UASB和厌氧滤池（AF）两种工艺相结合的反应器结构被称为复合床反应器(UASB十AF)，也称为UBF反应器。这种结构结合了UASB和厌氧滤池（AF）的优点，改善了反应器的性能，对运行控制要求没有UASB那样严格。目前在青霉素、红霉素、卡那霉素、麦迪霉素以及维生素类等一些新建的制药废水处理系统，较多地采用这种反应器形式。

厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器：EGSB反应器是在UASB基础上改进型，其运行在较大的上升流速下使颗粒污泥处于悬浮状态，从而保持了进水与污泥颗粒的充分接触，适于处理高含硫酸盐、高含氮废水以及对厌氧消化毒物较敏感的废水。对低温和相对低浓度污水，当沼气产率低、混合强度较低的条件下，

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可得到比UASB反应器更好的运行结果。但这种反应器与UBF相比运行控制要求较严格，因此目前主要用于处理青霉素、链霉素等高含硫酸盐、高含氮的制药生产废水处理系统。

厌氧折流板反应器（ABR）：厌氧折流板反应器是一种高效节能厌氧装置，反应器为上流室宽、下流室窄的新型ABR反应器，并在折流板末端设导流折角。ABR反应器处理高浓度抗生素类制药废水，当温度在30～40℃范围内变化，容积负荷为5.63 kgCOD/ (m3/d)、HRT为53.3h时，ABR反应器对COD的去除率可达75%以上。有机负荷、水力负荷和pH值是决定ABR反应器能否成功运行的关键性因素。

三、好氧生物处理技术

好氧生化处理装置形式，80年代到90年代初，以活性污泥法、深井曝气法、生物接触氧化法为主，而近年来则以水解-好氧生物接触氧化法以及不同类型的序批式活性污泥法居多。

①传统的活性污泥法

目前国内的有些制药生产废水处理系统，仍在沿用这种传统的处理方法。不过在长期的应用过程中，对其处理装置系统的曝气方式及微生物固定措施等方面已有了许多改良和提高。

②附生物降解法（AB法）

AB法属超高负荷活性污泥法。AB工艺对BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常规活性污泥法。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，对pH和有毒物质具有较大的缓冲作用，特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水。

③生物接触氧化法

生物接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的特点，与活性污泥法相比，单位体积生物量大、生物活性及容积负荷高，处理过程不需要污泥回流。运行管理简单，对水量水质的波动有较强的适应能力，耐冲击性好，没有污泥膨胀问题，出水水质稳定。通常作为水解酸化的后续处理或直接处理混合调节后的制药生产废水，COD的去除率一般可达80%～90%，作为深度厌氧消化的后续处理装置，其COD的去除率会有所降低。目前生物接触氧化工艺主要用于土霉素、麦迪霉素、红霉素、洁霉素、四环素等制药废水的处理以及用于厌氧生化装置出水的后续处理。

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④生物流化床法

生物流化床将普通的活性污泥法和生物滤池法两者的优点融为一体，因而具有容积负荷高、反应速度快、占地面积小等优点。可用于麦迪霉素、四环毒、卡那霉素等制药废水的处理。

⑤序批式间歇活性污泥法(SBR) 及其变形工艺

SBR法：SBR法是在传统的活性污泥法基础上发展起来的高效废水处理工艺，这种处理工艺过程时间上批次交替运行，在一个废水处理生物反应器上可完成传统活性污泥法工艺的全过程。由于系统的非稳态运行，反应器中生物相十分复杂，微生物的种类繁多，各种微生物交互作用，强化了工艺的处理效能，采用该法处理COD浓度可达几百到几千毫克每升，其去除率均比传统活性污泥法高，而且可去除一些理论上难以生物降解的有机物质。同时SBR池结构简单、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定等优点，比较适合于处理间歇排放、水量水质波动大的废水。目前，SBR法已成功应用于许多制药企业的废水处理，如青霉素、四环素、庆大霉素等生产废水的处理。

循环式活性污泥工艺（CASS）：循环式活性污泥（CASS）池系统是SBR的变形工艺，这种废水处理方法运行可靠，污染物去除效果好。

CASS工艺共分为三个反应区：生物选择区、兼氧区和好氧区。生物选择区，通常在兼氧条件下运行。进入CASS池的污水和从主反应区内回流的活性污泥在此混合接触，创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌，有效地抑制丝状菌的大量繁殖，改善沉降性能，防止污泥膨胀；兼氧区能辅助生物选择区实施对进水水质水量变化的缓冲作用，还能促进磷的进一步释放和强化反硝化作用?主反应区是去除有机污染物的主要场所，废水中的大部分有机污染物有机物在此得到降解?CASS工艺对制药废水中的COD的去除率可达80%～90%，对BOD的去除大约为95%，同时具有较好的脱氮除磷效果，近年来这种工艺方法在制药废水处理中有较多应用。

⑥加压生化法

加压曝气的活性污泥法提高了溶解氧的浓度，供氧充足，既有利于加速生物降解，又有利于提高生物耐冲击负荷能力。常州第三制药厂采用加压生化-生物过滤法处理合成制药废水，其中加压生化部分采用加压氧化塔的形式，塔内的压强可达4～5个大气压，水中的溶解氧浓度高达20 mg/L以上，结果表明加压生化不仅能够去除大部分有机物，而且能够去除大部分挥发酚、石油类与氨氮类，

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使出水主要污染物的去除率高达80%～90%以上。

⑦生物活性炭法

生物活性炭法主要应用于处理水质要求高，或水质处理难度大，作为废水厌氧（水解酸化或厌氧消化）－好氧生化处理后续的深度处理工艺，生物活性炭技术既能发挥活性炭的物理吸附作用，又能充分利用附着微生物对污染物的降解作用，可进一步提高废水COD的去除率，对氨氮、色度的去除率也较常规方法要高。另外，粉末活性炭对降解微生物有毒的抑制物的吸附也缓和了对微生物的抑制影响。这种处理方法，用于后续处理工艺，其COD的去除率一般在40%～55%。

⑧曝气生物滤池

曝气生物滤池，属于处理低浓度废水的另一种后续深度处理工艺，与生物活性炭法相比，这种处理方法成本不高。目前，曝气生物滤池在废水深度处理的应用相对较多。其最大的特点是集生物接触氧化和截留悬浮固体于一身，不需要二沉池，处理过程停留时间短、处理负荷相对较高、出水水质较好。但用于后续的生化处理，其COD的去除率一般在30%～40%。

⑨膜生物反应器(MBR)

膜生物反应器(MBR)是近年来一种迅速发展的废水生物处理装置。它是一种将污水的生物处理技术和膜过滤技术结合在一起的新型技术。其优点是反应器中污泥浓度高，有机污染物去除负荷和去除率高，出水悬浮物低；有较好的脱氮脱磷效果；并且管理方便，易于实现自动化控制。 四、废水脱氮处理技术

废水脱氮技术可以分为物理化学方法和生物方法两大类。

常用的物化脱氮方法包括折点加氯法、选择性离子交换法、空气吹脱法和催化氧化法等。废水中的氨氮浓度在1000mg/L以上，应优先采用物化脱氮的方法。

生物脱氮方法主要是通过短程—硝化反硝化、同步硝化—反硝化和厌氧氨氧化等作用，将废水中的氮源经过不同的代谢途径，最终转为氮气。一般对总氮浓度含量较低的废水，具有较高的去除效果；而对总氮浓度含量在800～2000mg/l的高含氮制药生产废水，通常的脱氮总去除率不足80%。 5.3.1.2发酵类制药废水处理技术

一、发酵类制药废水特点

发酵类制药过程排放的废水可以分为3类：

（1）主生产过程排水包括废滤液、废母液、溶剂回收残液等。此类废水浓

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度高、酸碱性和温度变化大、含药物残留，水量小。

（2）辅助过程排水包括工艺冷却水、动力设备冷却水、循环冷却水系统排污、水环真空设备排水、去离子水制备过程排水、蒸馏（加热）设备冷凝水等。此类废水污染物浓度低，但水量大。

（3）冲洗废水和生活污水。冲洗水包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱罐冲洗水、地面冲洗水等。其污染物浓度高、酸碱性变化大。生活污水与企业的人数、生活习惯、管理状态相关，但不是主要废水。

可见，发酵类制药废水中水量最大的是辅助过程排水，COD贡献量最大的是主生产过程排水，冲洗水也是不容忽视的重要废水污染源。其特点可归纳为以下几点：

①排水点多，高、低浓度废水单独排放，有利于清污分流。

②高浓度废水间歇排放，酸碱性和温度变化大，需要较大的收集和调节装置。 ③污染物浓度高。如废滤液、废母液等高浓度废液的COD浓度一般在10000mg/L以上。表格 8列出了几种发酵类制药废水的水质情况。

表格 8几种发酵类制药废水（废母液）的水质情况 废水种类 废水种类 青霉素废水 维生素C废水 D-核糖废水 赖氨酸废水 维生素B12废水 主要水质指标/(mg/L) COD 约27800 30000 92000 25600 68500～114000 BOD5 约14900 30000 16800 44200～73500 总N 约3898 2028 悬浮物 约3469 5220 SO42- 约7000 15000 2500～2900 ④碳氮比低。发酵过程中为满足发酵微生物次级代谢过程的特定要求，一般控制生产发酵的C/N为4:1左右，这样废发酵液中的BOD/N一般在1～4之间，与废水处理微生物的营养要求〔好氧20：1，厌氧（40～60）：1〕相差甚远，严重影响微生物的生长与代谢，不利于提高废水生物处理的负荷和效率。

⑤含氮量高。主要以有机氮和氨态氮的形式存在。

⑥硫酸盐浓度高。由于硫酸铵是发酵的氮源之一，硫酸是提炼和精制过程中重要的pH值调节剂，大量使用的硫酸铵和硫酸，造成很多发酵制药废水中硫酸盐浓度高，给废水厌氧处理带来困难。

⑦废水中含有微生物难以降解，甚至对微生物有抑制作用的物质。例如，残余抗生素及其降解物、残余有机溶剂等。

⑧发酵类制药废水一般色度较高。

发酵类制药企业生产废水的污染物主要是常规污染物，即COD、BOD5、

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SS、pH、色度和氨氮等污染物。

二、发酵类制药废水处理技术工程实例

从目前我省发酵类制药废水处理技术来看，大多数厂家采用“厌氧-好氧”二级处理工艺。杭州B企业发酵类制药已具一定规模企业，本小节列举其废水处理工程进行简单介绍。

1、污水处理设施概况

杭州B企业废水经厂区废水站预处理后纳入城市污水厂进一步处理。B企业污水站设计处理能力为3000t/d，总投资5400万元。污水站处理工艺流程如图表 12所示(下图中水解池、厌氧池、化学氧化池、催化氧化池、混凝沉淀池3尚未投入运行 )。根据实际运行情况，该废水处理系统运行费用约20元/吨废水。

生产浓废水 A/O-SBR池 复合式悬浮生物滤池 气浮池2 催化氧化池 混凝沉淀池3 标准排放口口 调节池3 水解酸化池 化学氧化池 气浮池 CASS池 集水池 调节池1 水解池 中间水池 厌氧池 调节池2 集水池 生产稀废水 生活废水 图表 12杭州B企业污水站污水处理工艺流程图

2、废水处理效果

表格 9废水站监测结果 浓度单位：mg/L，pH无量纲 监测点位 pH SS COD 监测项目及结果 BOD5 石油类 动植物油 氨氮 31

浓废水集5.02~7.67 380~610 水池 总排口 标准值 7.69~7.84 6~9 7~24 400 1.02×104 46.20×103 3~1.13×10 ~6.66×10 1.89~4.09 267~1.66×103 181~216 179~229 20.5~22.9 0.1~0.16 500 300 20 0.22~0.80 100 6.67~7.18 45 由上表可见，废水经厂区污水站处理后总排口各项污染物指标均能符合执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的三级标准，氨氮浓度符合 《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）限值要求。

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表格 10浙江发酵类制药企业废水处理情况汇总表 企业 名称 杭州B企业 处理量(t/d) 设计 实际 3000 — 运行 （元/t） 20 成本 投资 （万元） 5400 预处理及末端处理工艺 浓废水：水解厌氧→好氧（CASS）→悬浮生物滤池→气浮→化学氧化→水解酸化 →AOSBR→悬浮生物滤池→气浮→化学氧化→混凝沉淀→排放 稀废水：水解酸化→AOSBR→生物滤池→气浮→化学氧化→混凝沉淀→排放 生活污水：悬浮生物滤池→气浮→化学氧化→混凝沉淀→排放 集水→沉淀→生物吸附→气浮→兼氧→两级好氧→沉淀→接触氧化→气浮→排放 集水→-沉淀→气浮→兼氧→好氧→沉淀→排放 气浮→兼氧→好氧→兼氧→好氧→厌氧→好氧→机械过滤器过滤 台州B企业外沙 台州B企业岩头 金华B企业 3000 1000 — 5300 3300 — 2600 1000 — 1200 850 14.5 — — 1000 金华A企业 湖州B企业 8000 — 3.1 3500 高浓度氨氮废水预处理：吹脱→稀硫酸吸收→进一步处理 375（氨氮预处理） 调节池（加液碱）→脱硫沉淀池-组合兼氧池（空气）→中间沉淀池（稀废水）→A/O池 →二沉池（加药）→终沉池→标准化排放口 11000 3000 预处理：超声波脱氨、废水树脂吸附酚回收利用 调节池→水解池→PACT池→二沉池→接触氧化→终沉池→过滤→排放 车间产生废水→高浓废水集水井→综合废水池→综合调节池→一级气浮→污泥沉淀池 →兼氧调节池→兼氧ABC池→兼氧沉淀池→MSBR调节池→MSBR池 好氧沉淀池→二级气浮→排放 气浮→兼氧→沉淀→CASS→沉淀→排放 调节池→一沉池→兼氧池→三相生物流化池→二沉池→气浮→排放 调节池→光催化氧化反应器→曝气中和沉淀池→厌氧水解酸化池→UASB厌氧塔→二调池→A段生化池→O段生化池→气浮池→排放 2200 2000 12 台州A企业 绍兴A企业 湖州A企业 台州D企业 2000 1500 16 120 — 50 — — — 3100 — — 33

5.3.1.3提取类制药废水处理技术

一、提取类制药废水特点

提取类制药生产企业排放的废水主要有以下几种： （1）原料清洗废水：主要污染物为SS、动植物油等；

（2）提取废水：通过提取装置或有机溶剂回收装置排放。废水中的主要污染物为提取后的产品、中间产品以及溶解的溶剂等，主要污染指标为COD、BOD、SS、氨氮、动植物油等，是提取类制药的主要废水污染源；

（4）精制废水：提取后的粗品精制过程中会有少量废水产生，水质与提取废水基本相同；

（5）设备清洗水：每个工序完成一次批处理后，需要对本工序的设备进行一次清洗工作，清洗水的水质与提取废水类似，一般浓度较高，为间歇排放；

（6）地面清洗水：地面定期清洗排放的废水，主要污染指标为COD、BOD、SS等。

一般而言，提取的原材料中的药物活性组分含量较低，通常为万分之几。在提取过程中，大量的原材料经过多次以有机溶剂或酸碱等为底液的提取过程，体积急剧降低，药物产量非常小，废水中含有大量的有机物，COD较高。在精制过程中会继续排放以有机物为主的废水，排水量及污染程度根据所提取产品的纯度要求和采用的工艺有所不同，但总体而言，其污染程度要比提取过程小得多。

一般而言，有粗提工艺时，废水污染较重，采用厌氧—好氧或水解酸化—好氧处理工艺；在只有精制和制剂工艺时，可采用好氧生化处理工艺。由于提取类药制药废水的可生化性较好，采用各类生化处理方法均可取得较好的有机物去除效果。

提取制药企业生产废水的污染物主要是常规污染物，即COD、BOD5、SS、pH、氨氮等。

二、提取类制药废水处理技术工程实例

我省是提取类制药主要以甲壳素提取为主，提取制药企业主要分布在台州地区。

1、污水处理设施概况

台州C企业是一家甲壳素生产企业，现有一座污水处理站，设计处理能力25m3/d。该污水处理系统采用MBR膜处理工艺，由台州市某环保技术工程有限公司设计。废水经处理达标后，排入坎门港。废水的处理工艺如下：

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加药

进水 格栅井 调节池 絮凝沉淀池 水解厌氧池 污泥浓缩池 污泥外排 好氧池 MBR膜池 坎门港 图表 13某企业污水处理工艺流程图

2、废水处理效果

台州C企业集水池SS、BOD5、CODCr、氨氮等指标浓度范围分别为250-260、80-85、10000-11000、70-75；出水口浓度范围分别为60-70、10-15、60-70、10-15。

表格 11台州C企业废水监测结果 监测 点位 集水池 总排口 标准值 SS 250-260 60-70 70 BOD5 80-85 10-15 30 监测指标 CODCr 10000-11000 60-70 100 氨氮 70-75 10-15 15 表格 12浙江提取类制药企业废水处理情况汇总表 末端设企业 名称 施处理量(t/d) 设实运行 投资 成本 预处理及末端处理工艺 计 际 (元/t） (万元) 台州C企业 25 21 9 35 调节池→絮凝沉淀→水解厌氧→好氧→MBR→外排 格栅→沉砂池→中和调节池→初沉池→一级A/O生化→台州E企业 — — — — 二级A/O生化→二沉池→氧化池→排放 35

5.3.1.4生物工程类制药废水处理技术

一、生物工程类制药废水特点

生物工程类制药企业的主要生产废水可以分为三大类：

一是生产工艺废水。包括微生物发酵的废液、提取纯化工序所产生的废液或残余液、发酵罐排放的洗涤废水、发酵排气的冷凝水、可能含有设备泄漏物的冷却水、瓶塞/瓶子洗涤水、冷冻干燥的冷冻排放水等。其中洗涤水（包括设备洗涤水、洗瓶水）是其主要的排水源，由于生物工程类药品GMP和功能要求，设备洗涤水、洗瓶水很少重复使用，所以该部分废水排放的量比较大。

二是制药用水制备系统排放的高盐水，可分为饮用水、纯化水和注射用水。纯化水是用蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他方法制得的供制药用水，注射用水是用纯化水经蒸馏所得，因此在制备纯化水和注射用水时会有少量排水污水。属于清洁排水。

三是实验室废水。包括一般微生物实验室废弃的含有致病菌的培养物、料液和洗涤水，生物医学实验室的各种传染性材料的废水、血液样品以及其他诊断检测样品，重组DNA实验室废弃的含有生物危害的废水，实验室废弃的诸如疫苗等的生物制品，其他废弃的病理样品、食品残渣以及洗涤废水。

四是实验动物废水。包括动物的尿、粪以及笼具、垫料等的洗涤废水及消毒水等。

总之，生物工程类制药企业生产废水的污染物包括常规污染物和特征污染物以及生物安全性控制项目，即pH、色度、悬浮物（SS）、生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、氨氮、总有机碳(TOC)和挥发酚、甲醛、乙腈、总余氯以及急性毒性。

二、生物工程类制药废水处理技术工程实例

目前企业对生物工程制药工艺废水的处理以二级生化为主，考虑到工艺废水中可能残留的活性菌种等因素，应增加消毒工艺，所以生物工程类制药工艺废水最佳实用技术是“二级生化+消毒”的组合工艺。另外，生物工程制药发酵工序产生的废液浓度高，但其产生量很少，通常作为危险废物交由有资质单位处理。

1、污水处理设施概况

根据调研，杭州A企业主要产品生产工艺为种子培养、发酵、提取、离心和干燥等。废水主要包括生产废水、纯水制备废水、洗瓶废水和生活污水。杭州A企业建有一套处理能力300t/d的废水站，总投资为250万元，废水实际处理费用为3.7元/吨废水。废水采用分质处理工艺，废水经厂内处理后纳入城市污水厂进一步处理，处理工艺流程图如下所示。

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图表 14杭州A企业废水处理工艺流程

3、废水治理效果

表格 13废水站出水委托监测结果 单位：除pH外均为mg/l 位置 调节池 污水处理设施排放口 生活污水排放口 标准限值 PH 6.29～6.53 6.81～7.51 SS 20～27 10～15 COD 292～330 174～183 BOD5 148～160 71.2～91.2 氨氮 7.33～8.68 1.26～2.55 石油类 0.2～0.25 0.12～0.14 动植物油 1.09～1.84 0.12～0.21 挥发酚 0.134～0.827 0.022～0.035 甲醛 1.29～1.46 0.553～0.771 粪大肠菌群数 - ～300 7.53～7.56 6-9 21～39 400 123～180 500 31.8～86.5 300 23.1～35.3 45 0.16～0.21 20 1.76～1.77 100 - 2.0 - 5.0 - 500 由上表可见，公司废水经厂区废水站处理后出水各项指标均可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的三级标准，其中氨氮浓度符合 CJ343-2010《污水排入城镇下水道水质标准》限值要求。

表格 14浙江生物工程类制药企业废水处理情况汇总表 企业 名称 末端设施 处理量(t/d) 成本 预处理及末端处理工艺 运行 投资 设计 实际 (元/t） (万元) 车间废水排出→（灭活池，仅针对有毒废水）→调节池→水杭州A500 企业 解酸化池（将原水中的非溶解态有机物转变为溶解态有机195 3.7 250 物，提高废水可生化性）→生物转盘→二沉池→消毒池（次氯酸钠消毒，杀死粪大肠杆菌）→污水排放口→市政污水管网 37

5.3.1.5制剂类制药废水处理技术

一、制剂类制药废水特点

（1）包装容器清洗废水：由于医药行业的特殊性，要求对包装容器进行深度清洗，此部分清洗废水污染物浓度极低。

（2）工艺设备清洗废水：每个工序完成一次批处理后，需要对本工序的设备进行一次清洗工作，这种废水COD较高，但数量不大。某些企业将第一遍清洗后的高浓度废水收集后送去焚烧。

（3）地面清洗废水：厂房地面工作场所定期清洗排放的废水，其污染物浓度低，主要污染指标为COD、SS等。

制剂类制药企业生产排放的废水属中低浓度有机废水，水污染物主要有pH、COD、BOD5、SS等。

二、制剂类制药废水处理技术工程实例

杭州C企业为浙江省制剂类制药规模较大企业，其某控股子公司主要从事发酵原料药及制剂产品生产，其中主要剂型包括粉针剂、片剂、胶囊和口服液等。企业建有一套处理能力为2200t/d的废水站，废水站采用气浮+兼氧生化+CASS工艺处理，废水经厂区预处理后纳入城市污水厂进一步处理。由于企业废水以发酵废水为主，制剂车间废水对废水站整体影响较小。

总体而言，制剂生产过程主要废水产生于清洗过程（包括设备、包装容器和地面等），废水污染物较简单，废水治理工艺也相对较简单。但是需要说明的是，部分制剂工艺废水中含有少量原料药，含有一定药物活性(例如抗肿瘤药物制造)，需经过氧化灭活预处理去除药物活性。 5.3.2生物制药废气污染防治技术 5.3.2.1含尘废气

一、含尘废气治理技术

制药生产过程中粉碎、筛分、过滤、总混、干燥及包装等工序均会产生药尘颗粒物。

颗粒污染物的治理方法主要有干法、湿法、过滤和静电4类，最常用的就是旋风式除尘器（干法）、袋式除尘器（过滤）、水膜除尘器（湿法）等，静电除尘法在制药企业中较少使用。

①旋风式除尘器

旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从含尘气流中分离出来的除尘装置。它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低，阻

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力中等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。旋风除尘器一般用于捕集5-15微米以上的颗粒，除尘效率可达80%以上。旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于5微米的效率不高。这种除尘器在发酵类制药生产废气除尘过程应用较多，一般用于初级的粗除尘过程。

②袋式除尘器

袋式除尘器属于过滤除尘器。它是含尘气流通过过滤材料，将粉尘分离、捕集的装置。袋式除尘器可清除粒径0.1微米以上的尘粒，除尘效率高，除尘效率达99%，回收的干粉尘能直接利用。缺点是占地面积较大，且清灰较困难（若带有同性电荷，可提高清灰性能，但除尘效率则降低）。袋式除尘器在制药生产废气除尘过程应用也较普遍，可用于后续的精除尘过程或直接用于将含尘废气进行达标处理的场合。

③泡沫除尘器

泡沫洗涤器简称泡沫塔，属于湿法除尘装置。塔中装有多孔筛板，洗涤液流到塔板上，保持一定的液层高度，含尘气流从塔下部导入，均匀穿过塔板上的小孔而分散于液流中，同时产生大量泡沫，增加了气液两相接触表面积，使尘粒被液体捕集。其除尘效率主要取决于泡沫层厚度，泡沫层厚30毫米时，除尘效率为95～99%；泡沫层厚120毫米时，除尘效率可达99.5%以上。

由于我国对制药企业GMP认证管理工作的推进，其对制药生产各个环节、设备、厂区均有非常严格的卫生标准要求。通过现场考察和大量的资料调研，目前大多数制药企业车间粉尘采取安装捕尘器和初、中、高效过滤器行截留和收集，同时进行工艺改进、GMP改造和加强操作管理，因此生产中产生的绝大部分飞扬的药粉被截流和回收利用，处理效果比较好。

二、含尘废气治理工程实例

杭州D企业主打的发酵虫草原料药后道粉碎和过筛工段分别采用KFL-400型轧粉机和GY-600G型震动筛，且均配套布袋收集系统，粉尘排放量极少。

杭州E企业主要从事制剂生产，其中颗粒剂在生产过程中有少量粉尘产生，车间内对粉碎、制粒、沸腾干燥、分袋排放点源设置布袋除尘器除尘；车间产生的其他粉尘通过车间集中通风系统，经除尘系统除尘后由车间顶部集中排放；车间生产过程中粉尘产生较大的房间设置单独的除尘净化机组。排风系统采用过滤效果好的空调排放机组，经处理后粉尘排放浓度可达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中的二级排放标准。

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表格 15调研企业颗粒物污染防治措施汇总 企业名称 杭州B企业 湖州B企业 台州B企业 含尘气体种类 发酵渣干燥废气 焚烧炉尾气 烘干、干燥、预混废气 发酵渣焚烧炉废气 车间空调机组废气 生产车间废气 有毒车间废气 喷雾干燥废气 粉碎过筛、制粒干燥 整粒、胶囊填充废气 菌粉干燥、粉碎、过筛 湖州A企业 混合、胶囊填充废气 喷雾干燥废气 金华B企业 青霉素粉尘 处理方法 水膜除尘 布袋除尘 旋风分离+布袋除尘 水膜除尘 高效过滤器 高效过滤器+微孔膜过滤 微孔膜过滤+紫外线消毒 袋除尘+水喷淋 高效过滤器 杭州A企业 绍兴B企业 绍兴A企业 布袋除尘 两级旋风除尘+高效布袋除尘 碱液喷淋 5.3.2.2有机溶剂废气

一、有机溶剂废气治理技术

制药企业的有机溶剂废气主要来自于提取和精制等生产工序的萃取分离、溶剂蒸馏回收以及输送、存储等过程。

因为有洁净度的要求，大部分制药企业都是封闭车间，整体排风，因此生产车间的有机溶剂几乎都以有组织形式排放。

对有机溶剂废气的处理方法有多种，但每种处理方法都有其适用性和局限性，因此有机废气处理工艺的选择，需要结合有机溶剂的物理化学特征。常见的处理工艺有两类：一类是破坏性方法，如燃烧法等主要用于处理无回收价值或有一定的毒性的气体；另一类是非破坏性的，即吸收法，吸附法、冷凝法，以及新发展的生物膜法、脉冲电晕法、臭氧分解法、等离子体分解法等。

①燃烧法

燃烧法是应用比较广泛的有机废气治理方法，特别是对低浓度有机废气。燃烧法可分为直接火焰燃烧和催化燃烧。燃烧法的优点是：VOC处理效率高，一般在90%以上。但是对于低浓度有机废气不能满足燃烧所维持的温度，需要投加其它燃料，在不具备综合处理的情况下，废气处理设施运转费用较高。

②吸收法

吸收法是利用有机溶剂的物理和化学性质，使用水或化学吸收液进行吸收。

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吸收装置种类很多，如喷淋塔、填充塔、气泡塔、筛板塔、各类洗涤器等。考虑到吸收效率，设备本身阻力以及操作难易程度选择塔器种类，有时可选择多级联合吸收。着重考虑不造成二次污染和废弃物的再处置问题。

③吸附法

在处理有机废气的方法中，吸附法应用也极为广泛，与其它方法相比具有去除效率高，净化彻底，能耗低，工艺成熟，易于推广实用的优点，具有很好的环境和经济效益。吸附法处理废气效率的关键是吸附剂，对吸附剂的要求是具有密集的细孔结构，内表面积大，吸附性能好，化学性质稳定，耐酸碱、耐水、耐高温高压，不易破碎，对空气阻力小。常用的吸附材料为颗粒状活性炭和活性炭纤维，吸附率可达95%以上。但吸附法处理设备庞大，流程较复杂。吸附法主要用于低浓度高风量有机废气净化，成功运用于丙酮、甲苯、二甲苯、苯、乙酸乙酯、苯乙烯等处理。

④冷凝法

冷凝法是通过将操作温度控制在有机溶剂的冷凝点以下，从而将有机污染物冷凝、回收。冷凝法是回收有价值有机物的较好的方法，但要获得高的回收率，系统就需要较高的压力和较低的温度，故常将冷凝系统与压缩系统结合使用。冷凝剂的选用，根据要求的最低温度而定。水是最常用的冷却剂，但在室温条件下常用冷盐水或CFC作为冷却剂。该法常与其它方法(如吸附、吸收等) 联合使用，适用于高沸点和高浓度有机物的回收。

⑤生物膜法

生物膜法处理有机废气的发展来源于污水生物处理，生物膜法是大风量、低浓度有机废气治理的前沿。它是将微生物固定附着在多孔性介质填料表面，并使污染空气在填料床层中进行生物处理，可将其中污染物除去，并使之在空隙中降解；挥发性有机物等污染物吸附在孔隙表面,被孔隙中的微生物所耗用，并降解成CO2、H2O和中性盐。用于有机废气生物膜法的处理装置，目前主要有生物过滤器和生物滴滤过滤器，目前在国外已应用于甲苯、二氯甲烷、硫化氢、二硫化碳等废气的处理。采用生物法处理有机废气，运行费用低，处理效果稳定，但处理效率较低，一般在60-85%。对于不同的废气产生情况可采用不同的治理方法，见表格 16。

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表格 16有机废气治理方法 净化方法 冷凝法 方法要点 采用低温，使有机物冷却组份 冷却至露点以下，液化回收 用适当的吸收剂对废气中有机物分级进行物理吸附，温度范围为常温 用适当的吸收剂对废气中有机组份进行物理吸收，温度范围为常温 将废气中的有机物作为燃料烧掉或将燃烧法 其在高温下进行氧化分解，温度范围为600～1100℃ 在氧化催化剂作用下，将碳氢化合物催化燃烧法 氧化为CO2和H2O，温度范围200～400℃ 选用范围 适用于高浓度废气净化（对沸点小于38℃的有机废气不适用） 适用于低浓度废气的净化（不适用于相对湿度大于50%的有机废气） 对废气浓度限制较小，适用于含有颗粒物的废气净化 适用于中、高浓度范围无回收价值或有一定的毒性的废气的净化 适用于各种浓度的废气净化，适用于连续排气的场合 吸附法 吸收法 实际上，制药企业在运营过程中，已将溶剂的回收利用作为生产工艺的一个主要部分，溶剂在提取有效成分后，一般都经过蒸馏塔进行回收。

在很多情况下，采用一种技术往往难以达到净化要求，而且也不经济，需要采用组合技术。近年来，在有机废气治理中，采用两种或多种净化技术的组合工艺得到了迅速发展。常见的组合工艺模式如下：

高浓度废气：冷凝+吸附

低浓度废气：吸附浓缩+冷凝回收；吸附浓缩+催化燃烧或高温焚烧；等离子体+吸收组合。

二、有机溶剂废气治理工程实例 1、废气治理工艺

杭州B企业提取车间提取过程产生的甲醇、乙醇和丙酮等有机废气经收集后，经过缓冲罐分离液体，再采用两级盐水冷凝回收废气后，再通过活性炭吸附后排放。排气筒高度20米，具体工艺流程下图。

溶剂废气一级冷凝二级冷凝活性炭吸附排放

图表 15溶剂废气处理工艺流程图

2、废气治理效果

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表格 17溶剂废气监测结果 污染物 监测位置 废气处理装置出口 监测项目 标态废气量(m3/h) 非甲烷总烃 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 标态废气量(m3/h) 乙醇 废气处理装置出口 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 废气处理装置出口 标态废气量(m3/h) 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 标态废气量(m3/h) 丙酮 废气处理装置出口 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 监测结果 327～348 2.64～2.84 8.63×104 －标准值 / 120 10 / / －～9.88×104 －327～348 ＜0.736～3.68 1.20×104～1.28×104 －/ / 190 327～348 ＜0.736～1.04 1.20×104～3.62×104 －－甲醇 5.1 / / 327～348 0.548～0.666 1.79×104～2.32×104 －－/ 由上表可见，提取车间有机溶剂废气通过废气处理设施处理后排放口废气中非甲烷总烃、甲醇排放浓度和排放速率均符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中二级标准，其他废气污染物排放量均较小。

表格 18调研企业有机溶剂废气污染防治措施汇总 企业名称 废气名称 提取车间储罐废气 杭州B企业 真空泵、反应罐等设施产生的有机废气 乙醇废气 呼吸罐废气 金华A企业 湖州B企业 含醋酸丁酯有机废气 合成、精制、烘干废气 处理方法 二级冷凝+活性炭吸附 水喷淋 水喷淋 冷凝+有机溶剂喷淋吸收 二级冷凝+活性炭吸附 多级冷凝回收+RTO焚烧 冷凝+RTO焚烧+碳纤维吸附 喷淋吸收 碱液喷淋吸收 二级冷凝回收 真空泵废气 台州B企业 车间高浓度有机废气 车间稀废气 绍兴A企业 湖州A企业 提取车间含乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷废气 提取过程排放乙醇废气 5.3.2.3发酵尾气

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一、发酵尾气治理技术

制药发酵工序空气用量大，一般为1:0.5～1.2(VVM)，从而产生大量的发酵尾气。发酵尾气的主要成份为CO2、水蒸气和部分发酵代谢产物。有的发酵尾气有特殊难闻气味。因此，必须对其发酵尾气进行治理。

国内外针对发酵尾气的处理方法不多，而且没有一个彻底、经济的合理方案。国外一般在发酵罐尾气气液分离装置后再安装膜过滤器，膜过滤器分离效率高，但受发酵排气灭菌蒸汽等影响，膜过滤使用寿命短，维护费用高；而且对尾气而言，压降阻力大，这将带来一系列问题，首先空压机出口压力增高，电耗大大增加，而发酵罐压增高，将对罐内生产菌代谢过程带来不可预计的影响。国内一般企业还没有充分认识到排气中的损失和危害，尾气一般直接排空，生产方式比较粗放。有些企业采用旋风分离器和喷淋吸收塔，取得了一定的治理效果。

二、发酵尾气治理工程实例 1、废气治理工艺

杭州B企业发酵罐废气经旋风分离器气液分离后，进入二级吸收装置，一级吸收塔采用氢氧化钠和次氯酸钠作为吸收液，二级吸收塔采用水为吸收剂。发酵废气经处理后排放，其处理工艺流程如下图。

发酵罐废气 旋风分离器 一级吸收塔 二级吸收塔 排 放 图表 16发酵废气处理工艺流程图

2、废气治理效果

表格 19发酵废气监测结果 监测位置 污染物 NH3 臭气浓度 监测项目 排放浓度(mg/m3) 排放浓度（无量纲） 监测结果 3.09～5.03 417～550 标准值 / 2000 发酵废气处理装置出口 由上表可见，发酵废气通过废气处理设施处理后排放口废气中臭气浓度符合《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）中的二级标准。 5.3.2.4酸碱废气

一、酸碱废气治理技术

在制药生产过程中，调节pH值和其它使用盐酸、氨水的工序，会有氯化氢

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和氨的部分挥发。

（1）氯化氢

根据废气产生情况不同，目前氯化氢废气常用治理技术包括吸附法、吸收法、冷凝法和降膜法。各种氯化氢废气治理方法概况具体见表格 20。

表格 20各种氯化氢废气治理方法概况 方法 吸附法 吸收法 冷凝法 降膜法 简 介 用SDG-Ⅰ型吸附剂 用吸收塔处理HCl，用水进行吸收 以石墨冷凝器进行处理，回收HCl 以水为吸收剂，用降膜式吸收器 适用范围 中低浓度，大、中、小气量 低浓度，各种气量 高浓度废气 高浓度废气 效 率 93-99% >95% >90% >99% （2）氨气

氨（NH3）在常温下是无色气体，有强烈的刺激性气味。氨在水中的溶解度很大，氨溶于水后，水溶液呈碱性。含氨废气治理一般采用水吸收和酸吸收两种方法。常温常压下，水喷淋对氨的吸收效率可达到70％以上。吸收液可回用于生产。

二、酸碱废气治理工程实例 1、废气治理工艺

绍兴A企业属于发酵类生物制药。根据该产品生产工艺，发酵后产品采用树脂提取，树脂用氨水进行解析，产生一定量氨气。企业在氨气治理上首先加强设备密闭性，然后对有组织氨气采用二级酸洗处理。

2、废气治理效果

本次调研收集了绍兴A企业氨气监测结果，具体如表格 21。

表格 21氨气监测结果 取样点 四、五车间废气处理装置排放口 污染物名称 NH3 处理工艺 酸吸收 废气量 （m3/h） 1.2×103 监测结果 0.787～0.998 标准值 - 由上表可见，绍兴A企业四、五车间氨气经治理后排放浓度较低。

表格 22调研企业酸碱废气污染防治措施汇总 企业名称 金华B企业 废气名称 污水站废气 处理方法 碱液喷淋+水喷淋 45

台州C企业 金华A企业 湖州B企业 台州B企业 台州A企业 绍兴B企业 含氯化氢气体 污水站废气 污水站废气 污水站废气 发酵渣干燥废气 所有废气 发酵废气 板框压滤废气 含NH3废气 污水处理站废气 水吸收+碱液吸收 离心风机+碱液吸收+生物箱生物脱硫除臭 二级喷淋+活性炭吸附 次氯酸钠喷淋吸收+水喷淋+生物脱硫装置 次氯酸钠喷淋 一级水喷淋+二级碱喷淋 碱水吸收+除臭液吸收 水冷、酸吸收 碱液喷淋 绍兴A企业 5.3.2.5恶臭废气

一、恶臭废气治理技术

生物制药生产过程中产生的恶臭主要来自发酵类发酵车间、发酵渣干燥车间提取类等制药企业的提取车间、生物工程类制药企业的动物房以及污水站等。常用的恶臭污染防治方法见表格 23。

表格 23常用的恶臭污染防治方法 方法 物理吸收 吸收法 化学吸收 酸 臭氧、次氯酸钠等 物理吸收剂 吸附法 活性炭 化学吸收剂 生物法 土壤法 易氧化分解的恶臭成分 易氧化分解的恶臭成分 碳氢化合物 碱性恶臭成分 易氧化恶臭成分 条件 水 碱 适用对象 水溶性恶臭成分 酸性恶臭成分 二、恶臭废气治理工程实例

恶臭废气治理工程列举杭州B企业废水站恶臭废气进行简单介绍。 1、恶臭废气治理工艺

杭州B企业污水站调节池、水解池、厌氧池、CASS池、氧化池、水解酸化池、A/O-SBR池、污泥池等构筑物都进行了加盖，并建设了7套废气处理设

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施，废气经处理后排放。污水站废气处理设施情况如表格 24所示。

表格 24废水站废气处理设施情况 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 设施名称 集水池、应急池 调节池 污泥消化池 污泥浓缩池 污泥脱水机房 水解酸化池、水解池 厌氧池 CASS池、悬浮滤池 化学氧化池 AOSBR池 复合悬浮生物滤池 密封情况 密闭水池＋室内沉淀池 密闭水池＋室内沉淀池 室内曝气池 密闭水池 室内设施 密闭水池 密闭水池 密闭水池＋室内曝气池 室内反应池 密闭水池＋室内曝气池 密闭水池＋室内曝气池 废气设施编号 1＃ 2＃ 3＃ 4＃ 5＃ 6＃ 废气处理工艺 碱喷淋＋生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 碱喷淋＋生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 碱喷淋＋生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 碱喷淋＋生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 水封＋沼气脱硫＋储气柜＋锅炉（火炬）燃烧 生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 7＃ 生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 注:上表中1＃、2＃、4＃废气处理设施出口汇合后高空排放6＃、7＃废气处理设施出口汇合后高空排放。

2、恶臭废气治理效果

表格 25废水站恶臭废气监测结果 监测位置 污染物 / NH3 监测项目 标态废气量(m3/h) 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 臭气浓度(无量纲) 标态废气量(m3/h) 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 47

监测结果 8.03×103～3.03×104 0.604～3.31 0.018～0.027 0.021～0.022 1.69×104～6.67×104 －－标准值 / / 4.9 / 0.33 2000 / 4.9 / / －1#废气吸收塔出口 H2S 恶臭 / 2#废气吸收塔出口 H2S NH3 ～741 ～1.68×104 0.538～3.75 9.04×103～0.063 －0.013～0.017 2.18×104～2.86×104 －0.33

监测位置 污染物 恶臭 / NH3 监测项目 臭气浓度(无量纲) 标态废气量(m3/h) 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 排放浓度(mg/m3) 排放速率（kg/h） 臭气浓度(无量纲) 监测结果 ～741 2.16×103～2.14×104 ＜0.387～2.59 8.36×103～0.055 －标准值 2000 / / 4.9 / －3#废气吸收塔出口 H2S 恶臭 0.019～0.020 4.07×104～4.32×104 －0.33 2000 ～550 由上表可见，污水站废气处理设施排放口废气中臭气浓度和硫化氢排放速率均符合《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）中的二级标准。

表格 26调研企业恶臭废气污染防治措施汇总 企业名称 废气名称 污水处理站集水池、调节池、污泥消化浓缩池、污泥脱水房、水解酸化池产生废气 厌氧池 杭州B企业 CASS池、悬浮滤池、AOSBR池、化学氧化池、复合悬浮生物滤池 发酵废气 发酵液预处理废气和板框过滤的废气 金华B企业 金华A企业 发酵废气 污水站废气 发酵废气 湖州B企业 发酵废气 污水站废气 发酵废气 台州B企业 污水站废气 处理方法 碱喷淋＋生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 水封＋沼气脱硫＋储气柜＋锅炉（火炬）燃烧 生物滴滤床＋催化氧化吸附塔 旋风分离+氢氧化钠、次氯酸钠溶液吸收+水吸收 氢氧化钠、次氯酸钠溶液吸收+水吸收 氢氧化钠、次氯酸钠溶液吸收+水吸收 离心风机+碱液吸收+生物箱生物脱硫除臭 氢氧化钠、次氯酸钠溶液吸收+水吸收 固液分离+液碱喷淋处理 二级喷淋+活性炭吸附 次氯酸钠喷淋+水喷淋 次氯酸钠喷淋+水二级喷淋吸收+生物脱硫 5.3.2.6无组织废气

目前大多数制药企业生产设备均为密闭设备，操作过程为密闭式操作，产品、有机溶剂从生产设备到储存区均为密闭的管道输送；对于蒸馏塔产生的少量不凝气也通过管道引至冷凝装置处理后集中排放。因此，制药生产过程中废气的无组

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