水處理總工沙龍第二期 張道新解說制藥工業污染與環境保護
9月11日下午，“2015中國水處理總工沙龍”第二期活動在北京上善徽州會所舉辦。本次活動由谷騰環保網主辦，北京中博佳源環保科技發展有限公司協辦，曉清環保集團鼎力支持。
本次沙龍活動請到中國化學制藥工業協會環保總工張道新全方位的介紹化學原料藥生產工藝流程，并與總工們探討化學制藥工業領域的環保技術需求。
制藥工業，關乎國民醫療保健與健康，是國民經濟中不可缺少、不容忽視的行業。由于它與國計民生的這種特殊關系，是受經濟衰退因素影響較小的工業行業之一，故長久不衰，被譽為“朝陽工業”。
我國是醫藥生產大國，是抗生素第一生產大國，也是污染較嚴重的國家。通常需要100公斤的原材料，有時需要超過1000公斤的原材料來生產一公斤的原料藥或藥物的有效成分。中國可生產1500多種化學原料藥，年產量200多萬噸，約占全球產量的1/5以上，是全球最大的化學原藥生產和出口國。
化學藥品原料藥，是指生產藥物制劑的主要原料即主料，它包括使用化學原理與技術（化學合成）生產的藥物原料、使用生化技術生產（使用生化技術從動物臟器中提取藥物成分）的藥物原料、使用植物化學技術生產（從植物中提取藥物成分）的藥物原料和使用生物技術生產的藥物原料。
化學原料藥行業生產工藝狀況
化學原料藥的生產一般使用到化學合成技術工藝、生物化學和植物化學技術工藝生物發酵技術工藝。
化學合成工藝又分為全合成工藝和半合成工藝。全合成藥物一般由化學結構比較簡單的化工原料經一系列化學合成和物理處理過程制得；半合成藥物由已知具有一定基本藥物結構的物質經化學結構改造和物理處理過程制得。一定基本藥物結構，一般被稱為藥物中間體，有的由化學生產企業購入，有的由動物臟器中提取獲得（象膽紅素類），有的由植物中提取獲得（比如：甾體激素類藥物米非司酮的半合成路線就是以“雙烯醇酮醋酸酯”（C22H32O3，從皂素中提取所得，皂素的提取污染嚴重，國家還專門設置了課題做污染控制研究）作為起始物料經過約17步主要的化學反應所得到的產物；也有的經生物發酵獲得（象半合成抗生素）。
藥物生產化學合成工藝過程，由一步（比如VE的生產，由中間體三甲基氫醌和異植物醇直接合成）、幾步到幾十步的工藝過程；收率由千分之幾到百分之九十幾不等。但是總體上看，反應步驟多的產品多，收率低的產品多。近幾年有一種購入中間體再進一步進行藥物生產的趨勢，這樣既減少了反應步驟，更是減少了污染（比如VE的生產）。
生物制藥是利用微生物增殖代謝機能將物料加工成所需產品的過程，即工業微生物發酵過程，利用微生物機體的生產繁殖及代謝過程來合成一定產物，再通過分離純化進行提取精制得到合格藥物產品。
化學原料藥生產污染特點
化學藥品原料藥生產一般都是投入產出比大，產品產出率低，污染物產生量較大；產生的污染物的種類、特性與數量，是生產品種所需原輔料、工藝過程、工藝條件及管理水平的直接反映。其特點是，污染物種類多、單類數量少（經濟利用度不高）、毒性大、濃度高、具腐蝕性、排放基本無規律、不連續不均衡、難作無害化處理處置。
高濃度廢水治理、危險廢物的安全處置和有機廢氣的治理，一直是困擾化學原料藥生產發展的難題。
污染治理成本高，污染治理成本達到了生產成本的4～30%。
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達標狀況調研分析
經過調研，能夠達到制藥行業水污染物排放新標準限值的制藥企業數量相當少，化學合成類、發酵類、制劑類制藥廢水達標率分別為9%、12%、30%。
另據調查，目前國內大部分城鎮污水處理廠對制藥工業廢水的納水要求為COD≤300mg/L，即便如此，仍有部分化學合成類、發酵類制藥企業達不到要求，化學合成類比例高達46%，發酵類為16%。
國家“水體污染控制與治理科技重大專項”課題調研，對15家制藥廢水處理廠最終出水的發光細菌急性毒性測試結果表明：9家企業最終出水急性毒性達標，也即<0.07mg/L氯化汞當量濃度，達標率為60%，2家企業最終出水為劇毒水平，1家企業最終出水為高毒水平，2家企業最終出水為重毒水平。
化學原料藥廢水污染治理難點分析
1.由于使用的原輔料、生產過程中的產物、副產物、未知物多具有生物毒性，造成了生物處理的難度；
2.不同產品、不同工藝、不同生產裝備、不同管理水平產污量大不相同，不能用雷同的治理技術與工藝治理；
3.由于生產的品種、產量多變，產生的污染物類別與負荷量往往變化較大，常常與定型的污染治理設施的承載能力、系統的適應性發生沖突，由匹配變為不匹配，往往會造成超標排放；
4.母液、釜底殘渣等沒有單獨收集，沖入下水，大大增加了污染負荷和治理難度；
5.廢水處理過程中產生的廢氣也是治理難點；
6.廢水處理產生的污泥由于量大，同樣是處置難點；
7.企業治理由于資金不足，采用劣質裝備設備，造成治理工程不能長久地穩定運行；
8.一般來講，現代污染治理技術有能力治理化學原料藥生產產生的污染治。但是，由于污染治理成本高、化學原料藥利潤低，又由于違法成本低，使得個別企業采取了應付式的運行方式，產生了治理工程的不成功的虛假現象；
9.由于利益關系，故意不正常地運行，造成治理工程短命。
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化學合成污染源點產污分析
每個工位、每個工藝過程，投入的原輔料做不到足量反應轉化為產成品，往往只有一小部分成為產品，其剩余部分成為廢物；最終產出率是各工序產出率的乘積，是很低的；企業往往只介紹最后一步的收率，使外行人難以了解投入產出的實情，也就難以對污染狀況做出符合實際的判斷。
以維生素C為例，產出率為14%，以此比率推算，全國2012年年產量20萬噸，需要投入原輔料143萬噸，除去轉化為產成品的20萬噸，其余123萬噸物料都成為廢棄物，這些廢棄物一部分進入水體、一部分成為固體廢棄物、一部分揮發進入大氣，并成為環境治理的負擔。
在查找分析廢水來源、廢水中污染的來源時，既要考慮直接工藝用水、間接工藝用水的實際狀況，清場廢水量與清場次數，也要考查該作為固體廢物收集的釜底液、反應殘渣等廢物是否沖入下水。
要了解企業產品生產造成生產失敗物料全部報廢后的事故排放處置技術、處置能力、排放去向與終端治理的相互關系。
要了解企業物料運輸、存儲、使用過程中的遺撒、跑料與事故排放的物料的理化性質、可能進入廢水的數量對終端的影響。
要了解企業火災滅火廢水的水量、特性與走向可能對終端治理的的影響。
在查找分析廢水特性時，還應考慮不同廢水本身特性與混合后的的交互作用對于處理造成的影響。
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污染源點產污分析
1.由于污染與產品、工藝、裝備和管理有關，要了解企業的真實全面的污染狀況，就要了解企業的生產許可證上所開列的所有產品名稱、工藝、裝備與管理狀況；
2.每個工位、每個工藝過程，投入的原輔料做不到足量反應轉化為產成品，往往只有一小部分成為產品，其剩余部分成為廢物；最終產出率是各工序產出率的乘積，是很低的；企業往往只介紹最后一步的收率，使外行人難以了解投入產出的實情，也就難以對污染狀況做出符合實際的判斷。
3.以維生素C為例，產出率為14%，以此比率推算，全國2012年年產量20萬噸，需要投入原輔料143萬噸，除去轉化為產成品的20萬噸，其余123萬噸物料都成為廢棄物，這些廢棄物一部分進入水體、一部分成為固體廢棄物、一部分揮發進入大氣，并成為環境治理的負擔。
4.在查找分析廢水來源、廢水中污染的來源時，既要考慮直接工藝用水、間接工藝用水的實際狀況，清場廢水量與清場次數，也要考查該作為固體廢物收集的釜底液、反應殘渣等廢物是否沖入下水（廢水水量與水質的全部狀況摸不清，治理所采用的技術就難以實現對癥到位）。
5.要調查了解企業生產所使用的原輔料、產成品（包括中間體）、未知物的理化性質，為判斷采用何種處理技術。
6.要了解企業產品生產造成生產失敗物料全部報廢后的事故排放處置技術、處置能力、排放去向與終端治理的相互關系。
7.要了解企業物料運輸、存儲、使用過程中的遺撒、跑料與事故排放的物料的理化性質、可能進入廢水的數量對終端的影響。
8.要了解企業地下與地上排污管線的走向、終端出口與排放去向（防止暗管流失與偷排）。
9.要了解企業火災滅火廢水的水量、特性與走向可能對終端治理的的影響。
10.在查找分析廢水特性時，還應考慮不同廢水本身特性與混合后的的交互作用對于處理造成的影響。
11.污染物數量的調查，可通過實測（幾個生產周期、不同排污時段檢測的加和與算術平均值）；可以通過物料衡算與分析得出；如果企業基礎管理好的，可通過歷史檢測與統計數據估算確定。
制藥企業廢水治理常見的問題
1.制藥企業常見的問題
（1）由于運行成本高，企業在環境與生存問題的選擇中，把生存放在了第一位（大宗原料藥利潤微薄），故常出現運行不到位的問題。
（2）由于產品產量的變更造成廢水水質與水量的變化，使得原廢水處理工藝（或運行參數）不能適應新的變化，往往會造成在一段時間內處理不達標的問題。
（3）企業廢水應急處理裝置建設不足，以致一旦發生事故排放（如發酵染菌），較大的沖擊負荷較大地超出了了原有的生物系統的處理能力，會造成一段時間的超標排放。
（4）企業源頭控制與管理出了問題，把本該收集單獨處理的母液、釜底殘渣等通通沖入下水，大大增加了終端廢水處理的負荷量，造成不達標排放。
（5）廢水處理廠運行管理人員不專業，或缺乏責任心，使得治理設施不能發揮設定的處理能力，造成不達標排放。
（6）污水處理場各段工藝設施質量欠佳，造成運行不正常或能力達不到設計標準。
（7）內部矛盾反映到廢水處理廠的運行中，造成運行不正常，不能實現達標排放。
（8）制藥廢水處理系統中的微生物，經過一段時間后，都變成了耐藥微生物；在經處理后排放的廢水中，在污泥中都存在耐藥菌，耐藥菌對于環境與人類的影響不容忽視。
2、污水處理工程承擔單位出現過的狀況
（1）對于化學原料藥生產廢水的復雜性與難生物降解認識不足，往往廢水水質水量排放規律調研不充分，不做或者僅是簡單地做做生化實驗就出方案（比如桑德公司曾經承擔雙鶴藥業工業園的污水處理廠的改造工作）。
（2）不搞調研，僅憑企業口述廢水水質水量和排放規律，就確定技術方案和工藝。
比如國藥集團旗下一家企業，口述企業廢水不經處理COD即可達到60mg/l，工程承擔單位給他出了個方案。我根據企業的產品分析，它的廢水COD當在500～1000mg/l，企業也承認我的說法，他說原來的說法是應付環保局的。后來要求他們先進行廢水水質水量調查后再作技術方案。
（3）廢水處理工藝僅考慮終端水質水量，很少有對于車間工段廢水的分流單獨處置，往往廢水處理工藝復雜，流程長，耗能大，投藥量大，處理成本高。
（4）廢水處理工程承擔方除了廢水水質水量的調研工作不充分外，往往不考慮企業的產品品種、產品工藝、原輔料特性，與在生產產品的調整等可能造成的廢水水質與水量的變化的關系，對于廢水處理與生產系統的對應性、相關性缺少認識和研究，以致廢水處理工藝與參數對于現在的產品產量是適應的，而一旦產品變化，則打破了平衡，原工藝與參數不能適用新的水質與水量的變化。（同仁堂提煉廠）
（5）屈從企業（甲方）省錢、應付局面的機會主義觀念，減少工藝、采用劣質材料裝備，造成工程失敗。
企業對于廢水治理技術的需求與建議
1、企業的需求
（1）高效率的、低運行成本的污染治理技術；
（2）工藝過程短的，能耗低（因高能耗而限電）的，投藥量少的污染治理技術；
（3）起點高的、經濟適用的深度污染治理技術（廢水資源化）；
（4）經濟適用的污泥無害化與資源化技術；
（5）第三方治理與管理的嘗試。
2、建議
對于制藥企業廢水治理的幾點建議
廢水治理是個系統工程，應該既包括對于廢水的治理、廢水治理過程中產生的廢氣的治理也包括污泥的治理；
廢水的治理不僅要考慮終端狀況的治理，還應該對于污染源點的減量與控制、源點的一級處置與資源化等提出可操作的建設性意見，以減少污染治理成本；
引導企業用系統、生態的理念來對待廢水治理，不僅考慮廢水達標排放，還要考慮把廢水中有害成分降到最低，考慮廢水資源化利用；
在確定治理技術方案之前，一定要象醫生診斷病人一樣，摸清全部癥狀并進行處理試驗后再確定方案（中醫治病，望聞問切，摸清癥候病因，對癥下藥，標本兼治；既治療病癥，也治理發病的原因，同時還把人的肌體調理到正常狀況）；
廢水治理方案和施工一定要考慮地理（位置）、地質（穩定）、氣象條件（氣溫與主導風向）；
站在甲方的立場上確定治理技術方案、施工與提供售后服務。
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