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制药废水处理系统第三方运营的制约因素及解决方案
来源:未知   编辑:admin   2017-04-24 10:52
1 前言
      近年来,制药企业因环保不达标而导致停产,甚至由于企业违规排污致使环境遭受污染的事件屡屡见诸报端。根据国家环境保护制药废水污染控制工程技术中心有关专家对全国七十余家制药企业调研结果显示:目前达到制药行业水污染物排放标准限值(直排水体)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%,10%,24%。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CODcr≤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,其中化学合成类比例高达44%,发酵类为14%。除了记录在案的大中型制药企业外,许多小型制药企业尚未纳入监管范围。
      许多企业尽管投入大量资金和精力,污染物依然不能达标排放。根据某医药企业披露的2010年社会责任报告显示,其在2008年~2010年,累计投入总计超过2亿元人民币用于建造污染控制设施,国内某原料药制药公司在北方某工厂累计投入超过4亿元资金在环保上,但环保问题依然困扰着企业发展。
      制药企业排放的污染物包括工业废气、生产废水、固体废渣等多方面。其中,生产排放的废水多为高浓度有机废水,废水含盐量高,成分复杂、生物毒性大,色度高,难以进行生化处理,综合处理难度极大。车间生产排放的废气成分复杂,臭味浓烈,尤其是药渣烘干的废气更是严重影响周围居民的生活质量,甚至出现一座药厂污染半座城的尴尬局面。与此同时,我国的环保法规则对制药企业的要求日益严格。
      2015年1月1日,我国新《环境保护法》正式实施。这一新《环保法》,被誉为史上比较严的环保法。新《环保法》的亮点是加大惩罚力度,其中对企业更为严格的,就是对环境违法的行为按日计罚、上不封顶。违法排放污染物,受到罚款处罚,被责令改正,拒不改正的,引入治安拘留处罚,构成犯罪的,则依法追究刑事责任。
      面对新环境法的严峻考验,制药企业污染物是否能达标排放日益成为决定企业存亡的关键因素。这种情况下,又给众多制药企业提出了一个新的课题,如何确保废水处理设施稳定运行,实现废水稳定达标排放。这个问题困扰着多数制药企业。
2 制药废水处理系统第三方运营的优势
      2014年12月27日,国务院办公厅发布了推行环境污染第三方治理的意见,意见指出:环境污染第三方治理(简称“第三方治理”)是推进环保设施建设和运营专业化、产业化的重要途径,是促进环境服务业发展的有效措施。
      2016年3月25日国发[2016]20号《政府工作报告》重点工作部门分工的意见当中也把大力发展节能环保和环境污染第三方治理作为重要内容发布。
对于制药企业而言,将其废水处理系统委托给专业环保公司进行第三方运营是解决废水处理系统稳定达标的明智举措。第三方运营具有以下诸多好处:
1)保证废水达标排放:采用第三方运营模式,企业从不熟悉的废水处理工作中解脱出来,不再为环保不达标而焦头烂额,从而把全部精力都放在生产工作上,扩大产品生产和销售,提高公司经济效益。而专业的环保公司对污染企业的废水处理设施进行专业化的运作及管理,确保废水达标排放。
2)降低废水处理系统运行成本:采用第三方运营模式,通过第三方环保公司技术升级和集约化的管理,降低运行、维护成本,减少企业的人员和资金的投入。与企业直接运营相比,环保成本不仅没有明显提升,反而能够在专业化环保公司管理下通过工艺技术改造,节约水电、药剂、设备及人力成本。
3)免费的环保咨询及政策服务:为了维持长期的合作关系,专业的环保公司可作为污染企业的免费环保顾问和智囊,为企业污染物达标排放献计献策,与企业共同进步。专业环保公司还可为企业提供环保方面政策研究、公共关系处理等增值服务,帮助企业获得政策支持,强化企业形象和声誉,维护股东利益,获得客户认同,得到股东更大支持。
       据全国工商联环境商会一项统计显示,浙江省企业污染治理设施专业化运营后的达标排放率可达70%-80%以上,有的甚至可达90%以上,与污染企业自行运营相比,达标率提高了30-50个百分点,运营成本节约了10%-20%。这对于社会和国家的环保事业发展而言,也是极为有利的。
3 制药废水处理系统第三方运营的制约因素
       从以上优势可以看出,废水处理系统的第三方运营成为解决制药企业环保困境的一条康庄大道。但截至目前,虽然我国城镇污水处理设施的第三方运营比例已达50%,但工业污染治理设施的第三方运营比例只有约5%左右,特别是制药企业废水处理设施的第三方运营案例,更是寥寥无几。
       制约制药废水处理系统第三方运营的因素有很多,包括技术障碍,财税政策、融资风险、权责划分等多种。在企业可接受的成本下实现废水达标排放,处理技术是关键因素。因此,本文主要从技术层面对其进行阐述。
1)制药废水,尤其是发酵类和化学合成类制药废水治理难度极大,现有处理技术难以在企业可接受的成本下实现废水的达标排放。
       由于制药企业类型多种多样,药品生产品种多、结构差异较大,使用的原料种类较多,以及间歇生产造成排污的不均衡,导致废水水质水量不稳定,污染物的成分极为复杂,尤其是发酵类和化学合成类制药废水普遍具有浓度高、色度大、盐分高,生物毒性大等特点,综合处理难度极大。而污染物的这些特点决定了废水生化处理难度极高,经生化处理后依然有大量不可生物降解CODcr继续保留在废水中,造成废水达标排放困难。
       面对制药企业污染物难以处理的情况,很多专业环保公司因技术实力不足,难以拿出切实可行的解决方案;有些环保公司即使能够通过先进技术将废水处理达标,也伴随着高昂的运行成本,普通制药企业难以承受。因此,技术突破是制约制药废水处理系统第三方运营的主要因素。
2)制药企业即使进行了高额环保投资,却没有实现废水完全稳定达标,致使制药企业对现有处理技术怀有疑虑。
       很多制药企业早期建设的废水处理站因工艺缺陷,设备老旧等需要改造和优化,或者企业执行的排放标准提高,需要对现有废水站进行升级,这些均需要大量投资。因投资金额大,制药企业大多会选择自己熟悉的环保公司合作,结果却影响治理效果,很多制药企业屡次进行环保投资和技术改造,但是依然不能达标排放,以致认为整个行业都是如此。这在一定程度上影响了制药废水处理系统第三方运营的发展。
3)制药企业事故废水无序排放,责任难划分。
       制药企业根据市场需求会调整产品与产量,新排放的污染物负荷与原处理设施的生物系统、运行参数发生冲突,或者染菌等事故废水的排放都会对废水处理站的运行造成冲击,环保运营公司若不能根据废水变化迅速做出工艺调整,废水就会超标排放,这种情况增加了第三方运营的难度。
4  制药废水处理系统第三方运营案例
       鉴于制药废水处理系统第三方运营中存在的问题,众多环保公司都在积极寻找解决对策,其重点在于寻求技术革新,保证制药废水稳定达标排放,以期在第三方运营的巨大市场中占得先机。
       郑州碧水环保科技有限公司通过大量的调研,掌握了河南天方药业股份有限公司每一股生产废水的特点,经过5年的研发,掌握了高级氧化反应在废水处理中的应用规律,并在小试和中试时将天方药业排放的废水成功处理到CODcr≤50mg/L,这坚定了天方药业对郑州碧水公司的信心。因此2013年天方药业与郑州碧水公司与签订了第三方托管运营协议。其发酵分厂废水处理站、合成分厂废水处理站、盐酸林可霉素废水站以及深度处理水站全部都交由郑州碧水公司管理和运营。
      根据调查结果,天方药业废水处理进水情况为:废水站日处理水量12000m3/d,进水CODcr17000mg/L左右,废水B/C值不足0.3,含盐量10000mg/L,硫酸根3000mg/L。2014年9月份前,其出水排放标准为CODcr≤220mg/L。之后由于排放标准提高,出水CODcr应在120mg/L以下。
      郑州碧水公司将多年研发的核心技术应用在天方药业废水处理系统的运营中,并产生了很好的成效。
4.1运营过程中主要的技术进步 
1)针对性的预处理措施
       根据制药废水的特点,郑州碧水公司对原有的预处理方法进行调整和升级,对废水中的溶媒、悬浮物、有毒物质等,分别采取有针对性的预处理措施,并保证了进入生化阶段水质和水量的稳定。经过预处理后,废水中的溶媒得到处理,悬浮物浓度大幅减少,生物毒性物质显著降低,为后续的生化处理效果奠定了良好的基础。
2)动态水解技术的应用
       为了提高废水的可生化性,郑州碧水公司将原有水解酸化池进行彻底改造,利用研发的动态水解技术,将布水方式升级为周边射流布水,同时调整运行工艺,增加了水解酸化池污泥浓度,、提高了微生物活性。改造后水解酸化池的去除效率提高了20%,废水的B/C值提高至0.38。
3)高效耐毒厌氧处理技术
      郑州碧水公司将厌氧池改造成为具有耐毒能力强的处理系统,重新接种耐毒厌氧污泥。此厌氧系统的设计和运行是郑州碧水公司经过多年工程实践和研发总结得到的核心技术,可应用在高盐、高硫酸根、高毒性的废水处理中。接种的厌氧污泥是经过公司研发人员进行富集培养得到的,比一般的厌氧污泥耐毒性更强。经过改造,厌氧处理效率从40%提升至70%以上。
4)低压射流曝气技术的使用
      在好氧池运行过程中,因废水含盐量过高,曝气头容易结垢堵塞,布气不均,严重影响好氧效率。郑州碧水利用低压射流曝气技术,能使水和空气在射流器内产生较高的负压和强烈的搅拌、剪切,可以增大气泡的比表面积,同时也使气液膜变薄,极大的降低了传质阻力,从而提高氧气利用率。同时避免了因废水盐度高产生的结垢堵塞现象。经过改造后,好氧池曝气均匀,微生物活性良好,好氧处理效率大幅提高。
5)新型氧化混凝药剂的研发
      2014年9月份前,天方药业废水排放标准应达到CODcr≤220mg/L。但原有的混凝药剂因配方老旧,不能满足稳定出水的要求。在此情况下,郑州碧水技术研发人员翻阅大量中外研究文献,通过大量实验,研发出一种新型的废水处理药剂,并将其应用在抗生素废水处理中。此药剂不仅具有一定的氧化作用,还具有混凝作用。郑州碧水公司掌握了废水性质和药剂投加量的变化规律,并将其出水CODcr稳定控制在200mg/L以下。
6)芬顿催化高级氧化技术的应用
       芬顿反应主要依靠羟基自由基(·OH)的强氧化性实现对污染物的降解和去除,但羟基自由基的生成受到多种因素的影响。郑州碧水公司在2012年已经掌握了芬顿高级氧化技术在废水处理领域的反应规律,能够在合适的加药比例下,通过特殊的催化剂,实现羟基自由基的产生量。通过大量的实验和生产实践证明,其能将制药行业废水CODcr降低至50mg/L以下。2014年9月起,天方药业执行新的排放标准(CODcr≤120mg/L)。郑州碧水公司利用芬顿催化氧化技术,将其出水CODcr稳定在100mg/L以下。
7)事故废水排放及生产废水改变的应对措施
       为了废水处理站的稳定运行,防止事故废水排放和生产废水改变对废水处理站的冲击,郑州碧水与天方药业进行了多次沟通协商,最终达成共识:若生产工艺进行调整,生产车间应提前告知废水处理站,废水处理站根据其生产排放情况对运行工艺进行合理的调整,避免废水处理站受到冲击。
       事故废水建立预约排放制度,当出现事故时,应在第一时间通知废水处理站工作人员,及时将事故废水排往事故池。事故池中废水在废水站正常运行过程中小流量投加,使废水处理系统在其允许处理范围内缓慢接纳,防止进水水质剧烈变动。
8)其他技术升级
      在天方药业废水处理系统运营过程中,郑州碧水公司坚持在运营中研发,在研发中进步。除了实现自身的技术突破外,还进行了多方面的技术改造,降低了运行成本,实现了节能减排。
      郑州碧水自发将废水厌氧处理过程中的沼气脱硫后进行发电,同时,将处理后的中水进行回用,实现了经济效益和环境效益的统一。此外,在废水处理站大量推广污水(污泥)气提回流技术,减少了设备支出及水泵维护费用,降低了能耗。
      郑州碧水在好氧池运行过程中掌握了低碳氮比情况下短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等新型生物脱氮技术的应用规律。可以在不投加碳源的情况下,实现氨氮的处理。经过工艺的改造和调整,出水氨氮低于20mg/L。
      因技术改造而节省的资金都用于企业现有设施的维护和升级,保证了废水处理站的稳定运行。
      经过以上技术的升级和改造,天方药业废水连续稳定达标排放。据河南省驻马店市环境保护局统计数据显示,2015年河南天方药业股份有限公司污水排放均低于排放标准。其具体数据如下:
表1 河南天方药业股份有限公司污水排放连续监测月平均值年报表
(发文日期:2015年12月04日)
4.2环保增值服务 
       在承包运营的工作范围之外,郑州碧水利用多年研发得到的生物除臭装置,妥善解决了天方药业药渣烘干废气的处理、污水站废气和发酵车间废气处理问题,厂区周围的环境明显得到改善。
       在药渣烘干废气的治理中,郑州碧水利用低成本、高效率的生物除臭技术,使得废气稳定达标排放,废气处理系统年运行成本不足40万元。此外,郑州碧水创造性的利用热能回收技术,将药渣烘干废气中的热能回用至污水处理站,为天方药业节省废水蒸汽加热费用近200万元/年。
4.3天方药业废水处理系统第三方运营案例总结 
       天方药业废水处理系统经郑州碧水运营后,废水连续稳定达标排放,企业不再有环保风险。将复杂的废水处理系统交给第三方运营之后,其能专注于生产和销售,实现利润的大幅提升,但相应污水运行成本并没有提高。自托管运营以来,天方药业也因其环境良好,得到了广泛的赞誉。同时企业在其他环保问题上能够得到郑州碧水提供的免费环保咨询服务,从而更好的实现可持续发展。
5制药废水处理站第三方运营的展望
       随着制药企业大力发展节能减排,控制污染物的无序排放,环保领域治理新技术的不断革新,废水处理系统的第三方运营将是制药企业污染治理的必然趋势。
废水处理系统的第三方运营不仅能确保制药企业的废水稳定达标排放,而且能促进企业的节能减排,降低运营成本,破解制药企业发展瓶颈,提高社会形象,造福人类。因此,会有越来越多的企业选择第三方运营。