水处理总工沙龙第二期 张道新解说制药工业污染与环境保护
9月11日下午，“2015中国水处理总工沙龙”第二期活动在北京上善徽州会所举办。本次活动由谷腾环保网主办，北京中博佳源环保科技发展有限公司协办，晓清环保集团鼎力支持。
本次沙龙活动请到中国化学制药工业协会环保总工张道新全方位的介绍化学原料药生产工艺流程，并与总工们探讨化学制药工业领域的环保技术需求。
制药工业，关乎国民医疗保健与健康，是国民经济中不可缺少、不容忽视的行业。由于它与国计民生的这种特殊关系，是受经济衰退因素影响较小的工业行业之一，故长久不衰，被誉为“朝阳工业”。
我国是医药生产大国，是抗生素第一生产大国，也是污染较严重的国家。通常需要100公斤的原材料，有时需要超过1000公斤的原材料来生产一公斤的原料药或药物的有效成分。中国可生产1500多种化学原料药，年产量200多万吨，约占全球产量的1/5以上，是全球最大的化学原药生产和出口国。
化学药品原料药，是指生产药物制剂的主要原料即主料，它包括使用化学原理与技术（化学合成）生产的药物原料、使用生化技术生产（使用生化技术从动物脏器中提取药物成分）的药物原料、使用植物化学技术生产（从植物中提取药物成分）的药物原料和使用生物技术生产的药物原料。
化学原料药行业生产工艺状况
化学原料药的生产一般使用到化学合成技术工艺、生物化学和植物化学技术工艺生物发酵技术工艺。
化学合成工艺又分为全合成工艺和半合成工艺。全合成药物一般由化学结构比较简单的化工原料经一系列化学合成和物理处理过程制得；半合成药物由已知具有一定基本药物结构的物质经化学结构改造和物理处理过程制得。一定基本药物结构，一般被称为药物中间体，有的由化学生产企业购入，有的由动物脏器中提取获得（象胆红素类），有的由植物中提取获得（比如：甾体激素类药物米非司酮的半合成路线就是以“双烯醇酮醋酸酯”（C22H32O3，从皂素中提取所得，皂素的提取污染严重，国家还专门设置了课题做污染控制研究）作为起始物料经过约17步主要的化学反应所得到的产物；也有的经生物发酵获得（象半合成抗生素）。
药物生产化学合成工艺过程，由一步（比如VE的生产，由中间体三甲基氢醌和异植物醇直接合成）、几步到几十步的工艺过程；收率由千分之几到百分之九十几不等。但是总体上看，反应步骤多的产品多，收率低的产品多。近几年有一种购入中间体再进一步进行药物生产的趋势，这样既减少了反应步骤，更是减少了污染（比如VE的生产）。
生物制药是利用微生物增殖代谢机能将物料加工成所需产品的过程，即工业微生物发酵过程，利用微生物机体的生产繁殖及代谢过程来合成一定产物，再通过分离纯化进行提取精制得到合格药物产品。
化学原料药生产污染特点
化学药品原料药生产一般都是投入产出比大，产品产出率低，污染物产生量较大；产生的污染物的种类、特性与数量，是生产品种所需原辅料、工艺过程、工艺条件及管理水平的直接反映。其特点是，污染物种类多、单类数量少（经济利用度不高）、毒性大、浓度高、具腐蚀性、排放基本无规律、不连续不均衡、难作无害化处理处置。
高浓度废水治理、危险废物的安全处置和有机废气的治理，一直是困扰化学原料药生产发展的难题。
污染治理成本高，污染治理成本达到了生产成本的4～30%。
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达标状况调研分析
经过调研，能够达到制药行业水污染物排放新标准限值的制药企业数量相当少，化学合成类、发酵类、制剂类制药废水达标率分别为9%、12%、30%。
另据调查，目前国内大部分城镇污水处理厂对制药工业废水的纳水要求为COD≤300mg/L，即便如此，仍有部分化学合成类、发酵类制药企业达不到要求，化学合成类比例高达46%，发酵类为16%。
国家“水体污染控制与治理科技重大专项”课题调研，对15家制药废水处理厂最终出水的发光细菌急性毒性测试结果表明：9家企业最终出水急性毒性达标，也即<0.07mg/L氯化汞当量浓度，达标率为60%，2家企业最终出水为剧毒水平，1家企业最终出水为高毒水平，2家企业最终出水为重毒水平。
化学原料药废水污染治理难点分析
1.由于使用的原辅料、生产过程中的产物、副产物、未知物多具有生物毒性，造成了生物处理的难度；
2.不同产品、不同工艺、不同生产装备、不同管理水平产污量大不相同，不能用雷同的治理技术与工艺治理；
3.由于生产的品种、产量多变，产生的污染物类别与负荷量往往变化较大，常常与定型的污染治理设施的承载能力、系统的适应性发生冲突，由匹配变为不匹配，往往会造成超标排放；
4.母液、釜底残渣等没有单独收集，冲入下水，大大增加了污染负荷和治理难度；
5.废水处理过程中产生的废气也是治理难点；
6.废水处理产生的污泥由于量大，同样是处置难点；
7.企业治理由于资金不足，采用劣质装备设备，造成治理工程不能长久地稳定运行；
8.一般来讲，现代污染治理技术有能力治理化学原料药生产产生的污染治。但是，由于污染治理成本高、化学原料药利润低，又由于违法成本低，使得个别企业采取了应付式的运行方式，产生了治理工程的不成功的虚假现象；
9.由于利益关系，故意不正常地运行，造成治理工程短命。
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化学合成污染源点产污分析
每个工位、每个工艺过程，投入的原辅料做不到足量反应转化为产成品，往往只有一小部分成为产品，其剩余部分成为废物；最终产出率是各工序产出率的乘积，是很低的；企业往往只介绍最后一步的收率，使外行人难以了解投入产出的实情，也就难以对污染状况做出符合实际的判断。
以维生素C为例，产出率为14%，以此比率推算，全国2012年年产量20万吨，需要投入原辅料143万吨，除去转化为产成品的20万吨，其余123万吨物料都成为废弃物，这些废弃物一部分进入水体、一部分成为固体废弃物、一部分挥发进入大气，并成为环境治理的负担。
在查找分析废水来源、废水中污染的来源时，既要考虑直接工艺用水、间接工艺用水的实际状况，清场废水量与清场次数，也要考查该作为固体废物收集的釜底液、反应残渣等废物是否冲入下水。
要了解企业产品生产造成生产失败物料全部报废后的事故排放处置技术、处置能力、排放去向与终端治理的相互关系。
要了解企业物料运输、存储、使用过程中的遗撒、跑料与事故排放的物料的理化性质、可能进入废水的数量对终端的影响。
要了解企业火灾灭火废水的水量、特性与走向可能对终端治理的的影响。
在查找分析废水特性时，还应考虑不同废水本身特性与混合后的的交互作用对于处理造成的影响。
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污染源点产污分析
1.由于污染与产品、工艺、装备和管理有关，要了解企业的真实全面的污染状况，就要了解企业的生产许可证上所开列的所有产品名称、工艺、装备与管理状况；
2.每个工位、每个工艺过程，投入的原辅料做不到足量反应转化为产成品，往往只有一小部分成为产品，其剩余部分成为废物；最终产出率是各工序产出率的乘积，是很低的；企业往往只介绍最后一步的收率，使外行人难以了解投入产出的实情，也就难以对污染状况做出符合实际的判断。
3.以维生素C为例，产出率为14%，以此比率推算，全国2012年年产量20万吨，需要投入原辅料143万吨，除去转化为产成品的20万吨，其余123万吨物料都成为废弃物，这些废弃物一部分进入水体、一部分成为固体废弃物、一部分挥发进入大气，并成为环境治理的负担。
4.在查找分析废水来源、废水中污染的来源时，既要考虑直接工艺用水、间接工艺用水的实际状况，清场废水量与清场次数，也要考查该作为固体废物收集的釜底液、反应残渣等废物是否冲入下水（废水水量与水质的全部状况摸不清，治理所采用的技术就难以实现对症到位）。
5.要调查了解企业生产所使用的原辅料、产成品（包括中间体）、未知物的理化性质，为判断采用何种处理技术。
6.要了解企业产品生产造成生产失败物料全部报废后的事故排放处置技术、处置能力、排放去向与终端治理的相互关系。
7.要了解企业物料运输、存储、使用过程中的遗撒、跑料与事故排放的物料的理化性质、可能进入废水的数量对终端的影响。
8.要了解企业地下与地上排污管线的走向、终端出口与排放去向（防止暗管流失与偷排）。
9.要了解企业火灾灭火废水的水量、特性与走向可能对终端治理的的影响。
10.在查找分析废水特性时，还应考虑不同废水本身特性与混合后的的交互作用对于处理造成的影响。
11.污染物数量的调查，可通过实测（几个生产周期、不同排污时段检测的加和与算术平均值）；可以通过物料衡算与分析得出；如果企业基础管理好的，可通过历史检测与统计数据估算确定。
制药企业废水治理常见的问题
1.制药企业常见的问题
（1）由于运行成本高，企业在环境与生存问题的选择中，把生存放在了第一位（大宗原料药利润微薄），故常出现运行不到位的问题。
（2）由于产品产量的变更造成废水水质与水量的变化，使得原废水处理工艺（或运行参数）不能适应新的变化，往往会造成在一段时间内处理不达标的问题。
（3）企业废水应急处理装置建设不足，以致一旦发生事故排放（如发酵染菌），较大的冲击负荷较大地超出了了原有的生物系统的处理能力，会造成一段时间的超标排放。
（4）企业源头控制与管理出了问题，把本该收集单独处理的母液、釜底残渣等通通冲入下水，大大增加了终端废水处理的负荷量，造成不达标排放。
（5）废水处理厂运行管理人员不专业，或缺乏责任心，使得治理设施不能发挥设定的处理能力，造成不达标排放。
（6）污水处理场各段工艺设施质量欠佳，造成运行不正常或能力达不到设计标准。
（7）内部矛盾反映到废水处理厂的运行中，造成运行不正常，不能实现达标排放。
（8）制药废水处理系统中的微生物，经过一段时间后，都变成了耐药微生物；在经处理后排放的废水中，在污泥中都存在耐药菌，耐药菌对于环境与人类的影响不容忽视。
2、污水处理工程承担单位出现过的状况
（1）对于化学原料药生产废水的复杂性与难生物降解认识不足，往往废水水质水量排放规律调研不充分，不做或者仅是简单地做做生化实验就出方案（比如桑德公司曾经承担双鹤药业工业园的污水处理厂的改造工作）。
（2）不搞调研，仅凭企业口述废水水质水量和排放规律，就确定技术方案和工艺。
比如国药集团旗下一家企业，口述企业废水不经处理COD即可达到60mg/l，工程承担单位给他出了个方案。我根据企业的产品分析，它的废水COD当在500～1000mg/l，企业也承认我的说法，他说原来的说法是应付环保局的。后来要求他们先进行废水水质水量调查后再作技术方案。
（3）废水处理工艺仅考虑终端水质水量，很少有对于车间工段废水的分流单独处置，往往废水处理工艺复杂，流程长，耗能大，投药量大，处理成本高。
（4）废水处理工程承担方除了废水水质水量的调研工作不充分外，往往不考虑企业的产品品种、产品工艺、原辅料特性，与在生产产品的调整等可能造成的废水水质与水量的变化的关系，对于废水处理与生产系统的对应性、相关性缺少认识和研究，以致废水处理工艺与参数对于现在的产品产量是适应的，而一旦产品变化，则打破了平衡，原工艺与参数不能适用新的水质与水量的变化。（同仁堂提炼厂）
（5）屈从企业（甲方）省钱、应付局面的机会主义观念，减少工艺、采用劣质材料装备，造成工程失败。
企业对于废水治理技术的需求与建议
1、企业的需求
（1）高效率的、低运行成本的污染治理技术；
（2）工艺过程短的，能耗低（因高能耗而限电）的，投药量少的污染治理技术；
（3）起点高的、经济适用的深度污染治理技术（废水资源化）；
（4）经济适用的污泥无害化与资源化技术；
（5）第三方治理与管理的尝试。
2、建议
对于制药企业废水治理的几点建议
废水治理是个系统工程，应该既包括对于废水的治理、废水治理过程中产生的废气的治理也包括污泥的治理；
废水的治理不仅要考虑终端状况的治理，还应该对于污染源点的减量与控制、源点的一级处置与资源化等提出可操作的建设性意见，以减少污染治理成本；
引导企业用系统、生态的理念来对待废水治理，不仅考虑废水达标排放，还要考虑把废水中有害成分降到最低，考虑废水资源化利用；
在确定治理技术方案之前，一定要象医生诊断病人一样，摸清全部症状并进行处理试验后再确定方案（中医治病，望闻问切，摸清症候病因，对症下药，标本兼治；既治疗病症，也治理发病的原因，同时还把人的肌体调理到正常状况）；
废水治理方案和施工一定要考虑地理（位置）、地质（稳定）、气象条件（气温与主导风向）；
站在甲方的立场上确定治理技术方案、施工与提供售后服务。
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