制药厂粉尘废气废水处理案例｜制药厂废水怎么处理｜制药厂粉尘废气处理方法

一、制药厂“三废”来源与对应的细分行业概述

总体上，制药厂废水、废气、粉尘不是单一来源，而是多种细分行业共同产生的：

废水主要来源行业与工序

化学合成类原料药企业

工序：化学反应、合成、蒸馏、结晶、溶剂回收、设备清洗等。

废水含：合成中间体、副产物、有机溶剂、酸碱废水、催化剂残留等，成分最复杂、毒性最强。

发酵类制药企业（抗生素、维生素、氨基酸等）

工序：发酵、分离、提取、菌体处理、发酵罐清洗等。

废水含：发酵培养基残余、菌丝体、代谢产物、残留抗生素、高浓度硫酸盐和氨氮等。

提取类与中药制药企业

工序：药材清洗、煮提、浓缩、醇提、沉淀、设备清洗等。

废水含：植物多糖、生物碱、鞣质、色素、药渣、悬浮固体等。

生物制药与制剂企业

工序：细胞培养、纯化、制剂配制、洗瓶、清洗等。

废水含：培养基残余、缓冲液、表面活性剂及少量药物残留，有机负荷中等、但含盐和生物安全风险。

废气主要来源行业与工序

化学合成类原料药

工序：有机溶剂使用和回收、蒸馏、反应釜、储罐大小“呼吸”、装车卸料等。

成分：苯系物（苯、甲苯、二甲苯）、卤代烃（二氯甲烷、氯仿）、酮类、酯类、醇类，以及酸碱废气（HCl、NH₃等），VOCs浓度高、毒性强。

发酵类制药

工序：发酵罐排气（含CO₂、少量VOCs、代谢产物）、溶剂回收和浓缩、废水处理站恶臭。

成分：乙醇、丙酮、酯类、含硫/含氮臭气（H₂S、硫醇、氨等）。

提取类与中药制药

工序：醇提、浓缩、干燥。

成分：乙醇为主的VOCs、部分药材挥发油及少量含硫含氮臭味物质。

制剂企业

工序：制粒、干燥、包衣、混合、包装。

成分：药物粉尘为主，少量VOCs（来自包衣溶剂、黏合剂等）。

粉尘主要来源行业与工序

化学原料药、中间体企业

工序：原料药结晶干燥、粉碎、筛分、混合、包装、气流输送。

粉尘特性：粒径细、部分有毒性或刺激性、部分有机粉尘有燃爆风险。

中药制药企业

工序：中药材粉碎、切片、制粒、混合、干燥、包装。

粉尘特性：含植物纤维和生物碱，粉尘量大、易燃、有吸入健康风险。

制剂企业（片剂、胶囊、颗粒剂）

工序：称量、混合、制粒、压片、包衣、填充、包装。

粉尘特性：药物活性成分粉尘、辅料粉尘，粒径细且易在气流中扩散，有交叉污染和职业健康风险。

二、废水、废气、粉尘的共性特点与危害概述

废水主要特点与危害

特点

高COD、高有机负荷：发酵类、化学合成类废水COD常在数千至数万mg/L。

成分复杂：含抗生素、合成中间体、溶剂、色素、表面活性剂等，结构稳定、难降解。

含盐量高、氮磷不平衡：发酵类硫酸盐和氨氮高，化学合成类含盐高且pH波动大。

毒性强、抑制微生物：抗生素、氰化物、重金属等对生化系统有明显抑制。

水质水量波动大：批次生产导致冲击负荷。

危害

水体富营养化与缺氧：高有机物耗氧，导致水体缺氧、鱼类死亡、恶臭。

有毒有害物质长期残留：难降解有机物及抗生素在环境中积累，通过食物链放大，威胁生态和人类健康。

地下水与土壤污染：渗透导致地下水污染，影响饮用水安全。

职业与环境风险：废水处理站产生的H₂S、NH₃等有害气体危害操作人员健康。

废气主要特点与危害

特点

VOCs种类多、浓度变化大：有机溶剂种类几十甚至上百种，浓度从低至高不等。

排放点多、无组织排放突出：储罐、管道法兰、加料口、采样口等多处存在“跑冒滴漏”。

间歇性、波动性明显：受生产批次和操作步骤影响，存在明显峰谷。

常伴有酸碱气体和恶臭：HCl、NH₃及硫醇、硫醚等嗅阈值极低。

危害

大气污染与臭氧生成：VOCs是生成臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物。

人体健康危害：长期吸入苯系物、卤代烃等有致癌、致畸风险，恶臭气体影响生活品质。

安全隐患：部分VOCs和有机粉尘具有易燃易爆性，积聚可能导致爆炸事故。

粉尘主要特点与危害

特点

粒径细、易悬浮：药物粉尘粒径常在微米级，易在车间气流中长期悬浮并扩散。

成分多样且性质复杂：含原料药、辅料、中药粉末等，部分具药理活性或毒性。

易燃易爆：不少有机粉尘爆炸指数高，静电积累会加剧风险。

危害

呼吸系统疾病：长期吸入可引起支气管炎、尘肺病，过敏性哮喘等职业病。

交叉污染与质量风险：粉尘跨工序扩散导致产品交叉污染，影响药品纯度和安全性。

安全隐患：粉尘浓度和分散条件合适时，遇火源或高温可发生燃爆。

三、废水、废气、粉尘治理难点与针对性解决方案概述

废水治理难点与总体思路

难点

高COD、高盐、高氨氮，单一生物工艺难稳定达标。

毒性物质和抗生素抑制微生物活性，易导致生化系统崩溃。

水质水量波动大，系统抗冲击能力要求高。

深度脱色和微量药物残留去除难度大。

总体技术思路

“预处理+生化主体+深度处理+盐分/资源回收”的多级组合。

预处理用物化法降低毒性、调节盐分和可生化性。

生化处理多采用厌氧+好氧组合，兼顾有机物去除与脱氮。

深度处理采用高级氧化、膜分离等确保指标达标和回用。

针对性方案方向

化学合成类高盐高毒废水：物化预处理（中和、混凝、微电解、Fenton等）+多级厌氧（UASB/IC）+好氧+MBR+高级氧化+蒸发脱盐。

发酵类高氨氮高硫酸盐废水：脱硫预处理或控制硫酸盐还原+厌氧+短程硝化反硝化或A/O工艺+高级氧化脱色。

中药提取类高SS高色度废水：格栅+沉砂+混凝/气浮除SS和水解酸化+厌氧+接触氧化+深度脱色。

生物制药低中浓度废水：常规A/O或A2/O+MBR，必要时加臭氧/紫外高级氧化控制微量药物残留。

废气治理难点与总体思路

难点

VOCs成分复杂、浓度波动大，单一技术难以同时兼顾效率与成本。

含酸碱气体和恶臭，需要分级、分质处理。

排放点多、无组织排放突出，收集系统设计难度大。

高浓度VOCs有燃爆风险，安全设计要求高。

总体技术思路

强化源头收集与密闭；按“高浓度优先回收，中低浓度综合治理”的原则进行分质处理；常用组合为“冷凝/吸收+吸附浓缩+燃烧/生物+后处理”。

针对性方案方向

高浓度、可回收VOCs：多级冷凝+吸收回收溶剂，低浓尾气再进入吸附/燃烧。

中低浓度、大风量VOCs：沸石转轮/活性炭纤维浓缩+RTO/RCO焚烧。

含酸碱、含硫臭气：碱洗/酸喷淋+生物滤池或化学氧化除臭。

含药尘废气：布袋除尘作为前端，再进入VOCs处理单元。

粉尘治理难点与总体思路

难点

粒径细、易扩散，对高效捕集和密封要求高。

GMP洁净环境下要求设备易清洗、无死角、耐腐蚀。

有机粉尘有燃爆风险，必须防静电、防爆。

总体技术思路

源头密闭与局部排风为主；高效过滤与防爆设计为核心；脉冲清灰与自动化控制保证长期稳定运行。

针对性方案方向

高效捕集：采用密闭罩、局部负压吸尘，减少无组织逸散。

高效过滤：优先选用布袋除尘器（覆膜滤袋或导电纤维滤袋），对0.5μm以上粉尘效率可达99.9%。

材质与结构：304/316不锈钢壳体，内壁抛光无死角，满足GMP清洗与耐腐蚀要求。

防爆与安全：滤袋采用导电纤维，设备接地，设泄爆片、火花探测与联锁切断。

为了更直观地展示典型技术路线，下面给出一个制药厂“三废”综合处理总体思路的示意图（仅供理解流程，不是具体工程设计）：

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四、经典工程案例详细说明

下面用两个案例，分别从“废水”和“废气+粉尘”角度，结合工程背景、处理工艺、设备优点、处理效果和企业效益进行文字展开。

案例1：某中药制药企业高浓度有机废水处理工程

项目与企业概况

企业类型与产品

企业为大型中药制药企业，主要生产中药饮片和颗粒剂，涉及药材清洗、提取、浓缩、制剂等工序。

日均排放废水量约900立方米，主要为煮提废水、药渣水、设备清洗水和地面冲洗水。

废水特征

COD约12000mg/L，BOD约6000mg/L，SS约400mg/L，pH波动范围较宽（约4–10）。

含淀粉、皂苷、生物碱、少量甲醇、甲醚、甲醛、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮等有机物。

废水色度较高，悬浮物多，有一定生物毒性，但可生化性中等偏上（B/C≈0.5）。

排放要求

出水需达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准，即COD≤150mg/L、BOD≤60mg/L、SS≤150mg/L。

处理工艺路线与单元功能（UASB-生物接触氧化组合）

总体思路

采用“预处理+厌氧+好氧+深度过滤”的组合工艺，以UASB厌氧反应器为核心降解高浓度有机物，再接生物接触氧化进一步降解剩余有机物并脱氮。

主要单元及功能

调节池：两座串联，总有效容积约200m³，停留时间约5h，用于均质均量，降低后续冲击负荷。

水解酸化池：有效容积约509m³，停留时间约14h，池内布置弹性立体填料，将高分子有机物水解为小分子，提高可生化性，并部分去除毒性。

UASB厌氧反应器：3座并联，总有效容积约1080m³，水力停留时间约27h，设计容积负荷7–8kg COD/(m³·d)。UASB在底部进水，通过三相分离器实现气、固、液分离，顶部收集沼气并高空排放。厌氧出水COD由进水8000mg/L降至1000mg/L以下，COD去除率超过85%。

生物接触氧化池：4格串联，总有效容积约615m³，水力停留时间约16.4h，内装弹性立体填料，底部曝气，生物膜和活性污泥共同作用降解有机物并完成硝化过程。

二沉池+砂滤池：二沉池进行泥水分离，出水再经砂滤进一步去除悬浮物和微量胶体，保证出水SS稳定达标。

关键设备与控制要点

UASB的三相分离器与布水系统设计合理，保证污泥床区的污泥浓度在30–40g/L、局部甚至可达60–80g/L，既提高处理能力，又减少污泥流失。

通过中间池将厌氧出水pH调整到6.5–7.8，再进入好氧系统，避免低pH对好氧微生物的抑制。

好氧曝气采用HWT型旋混曝气装置，兼顾充氧效率与搅拌效果，降低能耗。

主要设备优点总结

UASB反应器优点

有机负荷高、容积小，对高浓度有机废水去除效率显著，COD去除率稳定在85%以上。

能耗低：除进水泵外基本不需额外动力，沼气可作为潜在能源回收利用。

污泥产量少，降低后续污泥处置成本。

生物接触氧化池优点

生物膜抗冲击负荷能力强，适合水质水量波动较大的中药废水。

填料比表面积大，生物量高，COD和氨氮去除效果稳定。

相比传统活性污泥法，占地面积小、剩余污泥少。

调节与预处理单元优点

有效缓冲生产批次带来的水质水量冲击，避免后续生化系统“翻车”。

水解酸化池明显改善废水的可生化性，对复杂有机物起“开环断链”作用，使后续UASB和好氧更易降解。

处理效果与运行指标

出水水质

验收监测期间，出水COD最高值为85mg/L，低于GB8978-1996二级标准限值（150mg/L）；BOD和SS均满足标准要求。

系统运行稳定，抗冲击能力较强，生产负荷变化时仍能稳定达标。

沼气与污泥

厌氧反应器产生的沼气经水封后高空排放，未现场利用但可作为潜在能源回收方向。

污泥量较传统工艺显著减少，降低了后续污泥脱水与处置费用。

给企业带来的综合效益

环保合规与政策效益

废水稳定达标排放，避免了因超标排放面临的罚款和停产风险，保障企业正常生产和扩产许可。

满足环保监管要求，为后续项目审批和融资提供良好信用基础。

经济效益

能耗较低：UASB部分大幅降低后续好氧曝气负荷，电费较传统全程好氧工艺显著下降。

污泥量减少：相应降低污泥运输、填埋或焚烧处置成本。

中水回用潜力：出水水质良好，经简单消毒后可用于绿化、冲洗等，减少新鲜水取用量，长期节省水费。

社会与品牌效益

周边水体与生态环境得到有效保护，居民投诉显著减少。

树立“绿色中药”企业形象，有助于提升品牌与市场竞争力，尤其是在出口和国际合作中更为重要。

案例2：某生物制药企业废气+粉尘综合治理项目

本案例重点说明制药厂VOCs与粉尘联合治理的典型组合工艺，涵盖布袋除尘、沸石转轮浓缩与RTO焚烧等技术。

项目与企业概况

企业类型与产品

浙江某生物制药公司，主要生产生物制品和原料药，涉及发酵、提取、合成和制剂工序。

废气主要成分为乙醇、二氯甲烷、异丙醇、丙酮、乙腈等VOCs，同时伴随一定药物粉尘，设计处理风量为50000Nm³/h。

废气特点与处理要求

废气浓度中等偏低，VOCs浓度波动较大，具有强烈溶剂气味。

含粉尘颗粒，若不经预处理会堵塞下游浓缩装置。

需满足当地严格的VOCs排放标准（例如VOCs排放浓度低于20–30mg/Nm³级别）。

处理工艺路线与单元功能（布袋除尘+沸石转轮+RTO）

总体思路

先通过布袋除尘器去除废气中的药物粉尘，再由沸石转轮对低浓度VOCs进行吸附浓缩，随后将浓缩后的高浓度废气送入RTO高温焚烧，实现高效净化与热能回收。

主要单元及功能

废气收集与预处理：各产尘及产气工位设置密闭收集罩和负压管道，汇入总管后进入布袋除尘器，去除绝大部分粉尘，保护后续转轮和RTO设备。

沸石转轮浓缩装置：选用型号为2650 V400的转轮，浓缩倍率约10倍。含尘废气经预处理后进入转轮吸附区，大部分VOCs被沸石吸附，达标气体直接排放；转轮脱附区通过加热至约220℃的气流将VOCs脱附浓缩，浓缩气进入RTO处理。

RTO蓄热焚烧炉：采用三室RTO，燃烧温度约800℃，有机物氧化分解为CO₂和H₂O，净化效率可达95%–99%。通过陶瓷蓄热体回收热量，热效率约95%，进气利用余热预热，大幅降低燃料消耗。

控制与安全系统：在线监测VOCs浓度、温度和压差；设置LEL浓度联锁，当废气浓度接近爆炸下限时自动稀释或切断；配套阻火器、泄爆装置和紧急排放烟囱，保证系统安全运行。

主要设备优点总结

布袋除尘器优点

对粒径≥0.5μm粉尘的除尘效率可达99.9%以上，有效防止粉尘堵塞转轮和RTO蓄热体。

采用脉冲清灰，可在线运行、无需停机清灰，保障生产连续性。

结构紧凑、阻力小，维护方便，滤袋更换成本相对可控。

沸石转轮优点

能将大风量、低浓度VOCs浓缩为小风量、高浓度气体，显著降低RTO设备投资和运行费用。

吸附材料选择范围广，对多种有机溶剂均有较好吸附能力，适用于成分复杂的制药废气。

占地面积小，自动化程度高，可实现长期稳定运行。

RTO蓄热焚烧炉优点

净化效率高，可达99%以上，适合中高浓度VOCs彻底治理。

热效率高（约95%），可回收大量余热用于加热进气或厂区其他用途，显著降低燃料成本。

对有机物种类适应性强，不受复杂组分影响，适合制药行业VOCs成分多变的场景。

综合控制系统优点

全流程在线监测与自动化控制，保证排放浓度稳定达标，减少人工干预误差。

安全联锁完善，降低燃爆和设备损坏风险，保障人员和装置安全。

处理效果与运行指标

排放浓度与净化效率

实测VOCs排放浓度为17.6mg/Nm³，满足当地排放标准，对应的净化效率约为93.33%。

粉尘排放浓度显著降低，车间内环境粉尘浓度由高浓度降至远低于职业接触限值水平，明显改善作业环境。

热效率与运行成本

RTO热效率约95%，通过余热回用，燃料消耗较传统直燃炉大幅降低，运行费用在可接受范围。

转轮浓缩使RTO处理风量大幅减小，降低设备规模和一次性投资。

运行稳定性

自投运以来系统运行稳定，能适应生产负荷波动和产品切换带来的废气成分变化。

布袋除尘有效避免粉尘对转轮和RTO的污染和堵塞，延长了关键设备的寿命。

给企业带来的综合效益

环保与安全效益

实现VOCs和粉尘的协同治理，排放长期稳定达标，避免了环保罚款和限产停产风险。

车间内异味和粉尘浓度显著降低，员工职业健康得到保护，减少呼吸系统疾病发生率和相关赔偿风险。

安全系统设计有效降低了有机溶剂燃爆风险，提高了企业整体安全水平。

经济效益

溶剂回收潜力：通过优化冷凝与吸收配置，可进一步回收高浓度溶剂，减少原料采购成本（该案例侧重末端治理，但为后续溶剂回收预留接口）。

余热利用：RTO余热回用降低蒸汽或天然气消耗，长期运行节约可观的能源费用。

减少因环保问题导致的停产损失和订单违约风险，保障了企业正常生产和市场信誉。

社会与品牌效益

企业废气不再对周边空气质量和居民生活造成明显影响，社区投诉大幅减少，社会关系更和谐。

树立“环保型制药企业”形象，为产品在国内外市场的认可度加分，有利于参与政府绿色采购和获取绿色信贷等政策支持。

五、小结：针对不同类型制药企业“三废”治理的策略要点（概述）

化学合成类原料药企业：

废水宜重点强化物化预处理和耐盐生物处理，必要时辅以蒸发脱盐和高级氧化。

废气多采用冷凝+吸收回收+吸附浓缩+RTO/RCO的多级组合，实现高浓度溶剂回收与低浓尾气深度净化。

粉尘需兼顾高效捕集和防爆设计，布袋除尘结合良好的密闭与接地。

发酵类制药企业：

废水关键是控制高氨氮与高硫酸盐，厌氧+好氧脱氮工艺与脱硫措施要配套。

废气中的发酵臭气和高湿VOCs，适合生物滤池与化学吸收配合，对高浓溶剂则优先冷凝回收。

粉尘相对较小但仍需对干燥、粉碎等工序进行密闭与局部除尘。

提取类与中药制药企业：

废水重点是去除SS和色度，同时提高可生化性，预处理与生化组合是主流。

废气以醇类VOCs和少量恶臭为主，可采用低温等离子、生物滴滤或简单的冷凝+吸附组合。

粉尘量大且易燃，布袋除尘要选用易清洗、耐腐蚀、防爆设计的不锈钢除尘器。

制剂与生物制药企业：

废水负荷相对较低，但含微量药物残留和盐分，MBR+高级氧化是兼顾达标和回用的有效手段。

废气以粉尘和少量VOCs为主，重点在粉尘治理与简单VOCs净化，如布袋+活性炭吸附。

粉尘治理需严格满足GMP洁净要求，304不锈钢布袋除尘器配合合理的室内气流组织是首选。

综合来看，制药厂废水、废气、粉尘的治理需要根据企业的具体产品类别、工艺路线和排放特征，采用“分类收集、分质处理、多级组合、安全优先”的技术路线，再配以专业的运行管理和持续优化，才能同时实现环保达标、节约成本和长期安全运行。