皮革厂制革废水处理方法｜皮革厂制革废气处理案例｜皮革厂制革粉尘处理工艺

制药厂废水、废气、粉尘处理全方案及案例解析

制药行业是典型的高污染、高能耗行业，其生产过程产生的废水、废气、粉尘（以下简称 “三废”）成分复杂、毒性较强，处理难度远高于普通工业污染。本文将从三废来源、特点与危害、处理难点、针对性解决方案四个维度展开分析，并结合两个经典实际案例，详细阐述制药厂三废处理的工艺路径、设备优势及综合效益。

一、 制药厂三废的来源

制药厂三废的产生与制药工艺密切相关，不同制药细分领域的三废来源存在显著差异，主要涵盖化学制药、生物制药、中药制药三大核心板块。

废水来源

化学制药废水主要来自原料药合成反应釜清洗废水、母液废水、精制提纯工艺废水，以及设备冲洗水、地面清洗水；生物制药废水以发酵罐废水、培养基残留废水、菌体分离洗涤废水为主，还包括层析分离、纯化工艺的高浓度有机废水；中药制药废水则源于药材清洗、提取、浓缩、醇沉工艺，含有大量的植物多糖、鞣质、色素等天然有机物。此外，各类型制药厂的实验室废水、生活污水也是废水系统的组成部分。

废气来源

化学制药废气产生于合成反应的挥发性有机物（VOCs）逸散、溶剂回收工序的尾气排放，常见污染物有甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙酮等有机溶剂蒸气，以及氨气、氯化氢等酸性 / 碱性废气；生物制药废气多为发酵过程产生的氨气、硫化氢、二氧化碳，以及干燥、粉碎工序的微生物气溶胶；中药制药废气主要是药材粉碎、炒制、提取过程的粉尘与挥发性成分混合废气，含有萜类、挥发油等物质。

粉尘来源

化学制药粉尘来自原料药结晶、干燥、筛分、包装工序，粉尘成分多为化学原料药粉末、辅料粉末（如淀粉、乳糖）；生物制药粉尘以菌体干燥粉末、培养基粉末、疫苗半成品粉末为主；中药制药粉尘则是药材粉碎、过筛、混合、制粒工序产生的植物性粉末。此外，设备检修、物料转运过程的扬尘也是粉尘污染的重要来源。

二、 制药厂三废的特点与危害

制药厂三废的核心特点是成分复杂、污染物浓度波动大、毒性强、难降解物质占比高，其对环境和人体的危害具有长期性和隐蔽性。

废水的特点与危害

制药废水的特点集中表现为COD（化学需氧量）浓度高，部分化学制药废水 COD 可达数万甚至十几万 mg/L；水质成分复杂，含有抗生素、激素、有机溶剂、重金属等多种污染物；可生化性差，BOD₅/COD 比值多低于 0.3；毒性强，抗生素类物质会抑制微生物活性，重金属则具有生物富集性。其危害体现在：未经处理排放会导致水体富营养化，破坏水生生态系统；抗生素残留会诱导水体微生物产生耐药性，威胁人类健康；重金属污染会渗透土壤，影响农作物生长，通过食物链危害人体。

废气的特点与危害

制药废气的特点是污染物种类多，一种工艺可能同时排放多种 VOCs 和酸碱废气；挥发性强、气味刺激性大，易在生产车间和厂区周边扩散；部分污染物具有致癌、致畸性，如苯系物、卤代烃等。其危害体现在：高浓度废气会刺激人体呼吸道、眼睛和皮肤，引发头晕、恶心等症状，长期接触会增加患癌风险；VOCs 废气在阳光照射下会形成光化学烟雾，加剧区域大气污染；氨气、硫化氢等恶臭气体易引发周边居民投诉，影响企业生产秩序。

粉尘的特点与危害

制药粉尘的特点是粒径小，多为 10μm 以下的可吸入颗粒物，部分为 PM2.5 级超细粉尘；吸附性强，易携带药物成分、微生物或重金属；部分粉尘具有黏性或腐蚀性，如含盐分的原料药粉尘。其危害体现在：车间内粉尘超标会导致设备堵塞、磨损，影响生产精度和设备寿命；操作人员吸入后会沉积在肺部，引发尘肺病，若粉尘含有抗生素、激素等活性成分，还会通过呼吸道进入人体，干扰内分泌系统；粉尘逸散到厂区外会污染周边空气，影响居民生活环境。

三、 制药厂三废处理的核心难点

制药厂三废处理的难点源于其水质、气质、粉尘性质的复杂性和多变性，具体可归纳为以下几点。

废水处理难点

一是成分波动大，不同批次药品生产的废水水质差异显著，导致处理工艺难以稳定运行；二是难降解有机物降解效率低，传统生化工艺对多环芳烃、卤代烃等物质的去除效果差；三是高盐废水处理难度高，化学制药中的盐析工艺会产生高含盐废水，高盐环境会抑制微生物活性，常规生化工艺无法适用；四是抗生素残留的毒性抑制，废水中的抗生素会杀死生化系统中的有益菌，导致处理系统崩溃。

废气处理难点

一是混合废气分离处理难，制药废气多为多种 VOCs 与酸碱废气的混合物，单一处理技术难以兼顾所有污染物；二是风量波动大，生产工序的间歇性导致废气排放量时高时低，处理设备需要具备较强的负荷调节能力；三是水溶性差的 VOCs 处理效率低，如苯、甲苯等非水溶性有机物，难以通过常规水洗、碱洗工艺去除；四是恶臭气体治理难度大，生物制药中的硫化氢、氨气等恶臭气体浓度低但异味强，常规处理技术难以彻底消除异味。

粉尘处理难点

一是细微粉尘捕集难，PM2.5 级超细粉尘易穿透常规除尘设备的滤料，捕集效率低；二是黏性粉尘易堵塞设备，部分原料药粉尘含有水分或油脂，易黏附在除尘器滤袋表面，导致滤袋堵塞、阻力上升；三是粉尘回收利用难，制药粉尘多为有价原料药或辅料，但常规除尘设备难以实现粉尘的纯净收集，回收后无法直接回用；四是微生物粉尘灭活难，生物制药中的菌体、疫苗粉尘具有生物活性，若直接排放会引发生物安全风险。

四、 制药厂三废处理的针对性解决方案

针对制药厂三废的处理难点，需采用 **“源头控制 + 过程处理 + 末端治理 + 资源回收”** 的全流程处理思路，结合不同制药工艺的特点，定制差异化的处理方案。

废水处理解决方案

采用 **“预处理 + 生化处理 + 深度处理”的组合工艺，根据废水性质优化各环节技术参数。预处理阶段，针对高浓度、高毒性废水，采用微电解 - 芬顿氧化联合工艺 **，通过电化学氧化和羟基自由基氧化，分解难降解有机物，破坏抗生素的分子结构，降低废水毒性，提高可生化性；针对高盐废水，采用纳滤 - 反渗透分盐工艺，分离废水中的盐分，实现盐水资源化回用。生化处理阶段，采用UASB（升流式厌氧污泥床）+ A/O（厌氧 - 好氧）组合工艺，UASB 工艺可高效降解高浓度有机物，产生的沼气可回收利用，A/O 工艺则进一步去除废水中的有机物和氨氮；对于生物制药废水，可采用MBR（膜生物反应器）工艺，通过膜的截留作用，提高微生物浓度，增强对有机物的降解能力。深度处理阶段，采用活性炭吸附 + 超滤 - 反渗透双膜法，去除生化处理后残留的微量有机物和悬浮物，确保出水水质达到《制药工业水污染物排放标准》（GB 21904-2008）要求，部分处理后的中水可回用于设备冲洗、绿化灌溉，实现水资源循环利用。

废气处理解决方案

遵循 **“分类收集、分质处理”的原则，构建 “源头密闭 + 过程回收 + 末端治理” 的处理体系。源头控制阶段，对反应釜、干燥机等产污设备进行全密闭封装 **，采用负压收集系统，减少废气无组织逸散；过程处理阶段，针对高浓度有机溶剂废气，采用冷凝回收工艺，通过降温将气态有机溶剂转化为液态，回收后的溶剂可回用于生产，降低原料成本；末端治理阶段，针对低浓度 VOCs 废气，采用RCO（蓄热式催化燃烧）工艺，利用催化剂在低温下将有机物氧化分解为二氧化碳和水，具有能耗低、处理效率高的特点；针对酸碱废气，采用喷淋吸收塔工艺，通过酸性或碱性吸收液中和废气中的污染物；针对恶臭气体，采用生物滴滤塔工艺，利用微生物的代谢作用分解硫化氢、氨气等恶臭物质，实现异味的彻底消除。

粉尘处理解决方案

采用 **“预处理 + 高效除尘 + 回收利用”的工艺路线，兼顾粉尘捕集效率和资源回收。预处理阶段，针对大粒径粉尘，采用旋风除尘器进行预处理，去除粒径大于 10μm 的粉尘，降低后续设备负荷；高效除尘阶段，针对细微粉尘，采用脉冲布袋除尘器或滤筒除尘器 **，脉冲布袋除尘器通过高压气流反吹滤袋，清除黏附的粉尘，具有除尘效率高、处理风量大的特点，滤筒除尘器则占地面积小、维护方便，适用于车间内局部除尘；针对黏性粉尘，可在除尘器中增设清灰装置和防黏涂层，防止滤袋堵塞；针对生物活性粉尘，在除尘系统末端增设紫外线消毒装置，对收集的粉尘进行灭活处理，消除生物安全风险；回收利用阶段，将收集的原料药粉尘和辅料粉尘进行提纯处理，回用于生产工序，实现资源的循环利用。

五、 制药厂三废处理经典案例

案例一：某化学制药企业抗生素废水、废气、粉尘综合处理项目

项目背景

该企业位于华东地区，主要生产头孢类抗生素原料药，日产生废水 800m³，废水 COD 浓度高达 35000mg/L，含有头孢类抗生素、丙酮、甲醇等污染物；废气主要为发酵和合成工序排放的 VOCs、氨气，风量约 20000m³/h；粉尘来自结晶、筛分、包装工序，粉尘浓度约 80mg/m³，成分主要为头孢类原料药粉末。由于三废排放超标，企业面临环保部门的整改通知，同时车间粉尘超标导致设备故障率高，原料损耗严重。

处理工艺设计

针对该企业的三废特点，设计了 **“分级预处理 - 厌氧 - 好氧 - 深度处理” 的废水处理工艺、“密闭收集 - 冷凝回收 - RCO” 的废气处理工艺、“旋风除尘 - 脉冲布袋除尘 - 回收回用” 的粉尘处理工艺 **。

废水处理：首先采用格栅、调节池去除悬浮物并均衡水质，随后进入微电解 - 芬顿氧化预处理系统，分解难降解有机物，降低废水毒性，预处理后废水 BOD₅/COD 比值提升至 0.35 以上；再进入 UASB 厌氧反应器，COD 去除率达 70%，产生的沼气收集后用于厂区供暖；厌氧出水进入 A/O 好氧系统，进一步去除有机物和氨氮；最后通过活性炭吸附和反渗透深度处理，确保出水水质达标。

废气处理：对反应釜、干燥机等设备进行密闭封装，采用负压收集系统将废气引入处理系统；高浓度有机溶剂废气先进入冷凝回收装置，回收丙酮、甲醇等溶剂，回收效率达 85%；低浓度废气进入 RCO 蓄热式催化燃烧装置，VOCs 去除率达 95% 以上；氨气则通过碱液喷淋吸收塔处理，去除率达 90%。

粉尘处理：粉尘经管道收集后，先进入旋风除尘器预处理，去除大粒径粉尘；再进入脉冲布袋除尘器，滤袋采用防黏材质，通过脉冲喷吹清灰，粉尘捕集效率达 99%；收集的原料药粉尘经提纯后回用于生产。

核心设备优点

微电解 - 芬顿氧化反应器：采用模块化设计，占地面积小，反应效率高，可快速降低废水毒性，提高可生化性。

UASB 厌氧反应器：采用三相分离器设计，污泥截留能力强，有机负荷高，适合处理高浓度制药废水，同时产生的沼气可资源化利用。

RCO 蓄热式催化燃烧装置：采用蜂窝状催化剂，起燃温度低（250℃左右），蓄热体可回收热量，能耗比传统燃烧工艺降低 60%，且无二次污染。

脉冲布袋除尘器：滤袋使用寿命长，清灰效果好，可处理黏性粉尘，除尘效率稳定在 99% 以上，且设备自动化程度高，维护成本低。

处理效果与效益

处理效果：废水经处理后，COD 浓度降至 50mg/L 以下，氨氮浓度降至 5mg/L 以下，达到《制药工业水污染物排放标准》（GB 21904-2008）中的直接排放限值；废气 VOCs 排放浓度降至 20mg/m³ 以下，氨气排放浓度降至 10mg/m³ 以下，无组织废气异味完全消除；粉尘排放浓度降至 5mg/m³ 以下，远低于国家标准限值。

综合效益：环保效益方面，企业顺利通过环保部门整改验收，消除了环保处罚风险，改善了厂区及周边的生态环境；经济效益方面，冷凝回收的有机溶剂每年可回收约 50 吨，直接创造经济效益约 80 万元；回收的原料药粉尘每年可回用约 30 吨，节省原料成本约 50 万元；中水回用率达 30%，每年节约用水约 8.76 万吨，节省水费约 20 万元；此外，车间粉尘浓度降低后，设备故障率下降 40%，生产效率提升 15%，间接创造了显著的经济效益。

案例二：某生物制药企业疫苗生产废水、废气、粉尘处理项目

项目背景

该企业位于华南地区，专注于人用疫苗的研发与生产，日产生废水 300m³，废水含有大量菌体、蛋白质、糖类，COD 浓度约 8000mg/L，可生化性较好（BOD₅/COD=0.5）；废气主要为发酵工序产生的氨气、硫化氢和干燥工序产生的微生物气溶胶，风量约 10000m³/h；粉尘来自培养基制备、菌体干燥工序，粉尘成分主要为培养基粉末和菌体粉末，粉尘浓度约 60mg/m³，且粉尘具有生物活性，存在生物安全风险。企业因废气异味和粉尘生物安全问题，受到周边居民投诉，同时需要满足 GMP（药品生产质量管理规范）对生产环境的要求。

处理工艺设计

针对生物制药三废的特点，设计了 **“格栅 - 调节池 - MBR 膜生物反应器” 的废水处理工艺、“密闭收集 - 生物滴滤塔 - 活性炭吸附” 的废气处理工艺、“湿式除尘 - 滤筒除尘 - 紫外线消毒” 的粉尘处理工艺 **。

废水处理：废水经格栅去除大颗粒悬浮物后进入调节池，均衡水质水量；随后进入 MBR 膜生物反应器，利用膜的截留作用，将微生物和悬浮物截留在反应器内，提高污泥浓度，增强对有机物的降解能力；MBR 出水水质优良，可直接回用于车间设备冲洗和绿化灌溉。

废气处理：发酵罐和干燥机采用密闭收集系统，废气经管道引入生物滴滤塔，塔内填充微生物填料，通过微生物代谢分解氨气、硫化氢等恶臭物质，去除率达 95%；微生物气溶胶则通过活性炭吸附塔进一步处理，确保废气达标排放。

粉尘处理：培养基制备和菌体干燥工序产生的粉尘，经负压收集后进入湿式除尘器，通过水雾捕捉细微粉尘，降低粉尘黏性；随后进入滤筒除尘器，进一步捕集残留粉尘，除尘效率达 99%；收集的粉尘进入紫外线消毒装置进行灭活处理，消除生物安全风险。

核心设备优点

MBR 膜生物反应器：采用 PVDF 材质的中空纤维膜，抗污染能力强，使用寿命长，出水水质稳定，且占地面积仅为传统生化工艺的 50%，适合生物制药厂的紧凑布局。

生物滴滤塔：采用模块化填料设计，微生物挂膜快，处理效率高，运行成本低，且无二次污染，适合处理低浓度恶臭气体。

滤筒除尘器：体积小，安装方便，可灵活布置在车间内，滤筒更换简单，维护工作量小，且除尘效率高，能有效捕集 PM2.5 级超细粉尘。

紫外线消毒装置：采用高强度紫外线灯管，杀菌效率高，处理速度快，无化学药剂添加，避免了二次污染。

处理效果与效益

处理效果：废水经处理后，COD 浓度降至 30mg/L 以下，悬浮物浓度降至 5mg/L 以下，中水回用率达 40%；废气氨气、硫化氢排放浓度均降至 5mg/m³ 以下，异味完全消除；粉尘排放浓度降至 3mg/m³ 以下，且收集的粉尘经灭活处理后，无生物安全风险。

综合效益：环保效益方面，企业彻底解决了异味投诉问题，生产环境达到 GMP 规范要求，提升了企业的品牌形象；经济效益方面，中水回用每年节约用水约 4.38 万吨，节省水费约 10 万元；粉尘收集灭活后，避免了生物活性粉尘对操作人员的健康危害，降低了职业病风险；此外，处理系统自动化程度高，减少了操作人员数量，每年节省人工成本约 15 万元。

六、 总结

制药厂三废处理是一项系统工程，需要结合企业的生产工艺、三废性质，制定 “源头减量、过程控制、末端治理、资源回收” 的全流程解决方案。通过先进的处理工艺和设备，不仅能实现三废的达标排放，还能通过资源回收利用降低企业的生产成本，实现环保效益与经济效益的双赢。随着国家环保政策的日益严格，制药企业应将三废处理纳入生产管理的核心环节，推动制药行业向绿色、低碳、可持续的方向发展。