DB13/T 5363-2021 生物和化学制药行业挥发性有机物与恶臭污染控制技术指南.pdf

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DB13/T 5363-2021 生物和化学制药行业挥发性有机物与恶臭污染控制技术指南.pdf

主要包括反应和药品纯化两个阶段。反应包括化学合成、药物结构改造、脱保护基等过程,反应 类型包括酰化反应、裂解反应、硝基化反应、缩合反应和取代反应等。药品纯化包括分离、提取、精 制和定型等。分离主要包括沉降、离心、过滤和膜分离技术;提取主要包括沉淀、吸附、萃取、超滤 技术;精制包括离子交换、结晶、色谱分离和膜分离等技术;定型主要包括浓缩、干燥、无菌过滤和 成型等技术。

废气主要包括:蒸馏、蒸发浓缩工段产生的含VOCs不凝气:合成反应、分离、提取过程产生的有 机溶剂废气;使用盐酸、氨水调节pH值产生的酸碱废气;粉碎、干燥排放的粉尘;废水处理设施产生 的恶臭气体。

6污染源排放特征及减量

6.1.1生物和化学制药行业挥发性有机物与恶臭气体涉及有组织和无组织排放。有组织废气包括发酵 废气、工艺有机废气、废水处理站废气、罐区废气、工艺含尘废气、工艺酸碱废气、危废暂存废气、 召气等。无组织排放节点主要包括原辅材料储存、生产过程动静密封点(阀门、法兰、泵泉、罐口、接 等)、散口容器、固废贮存、废水处理及含VOCs物料的输送、储存、投加、转移、卸放、反应、搅 拌混合、分离精制、真空、包装等。 6.1.2生物和化学制药行业投入的原辅料的种类多,其中一些属于危险化学品,投入的物料产成品转 化率较低,因生产工艺、使用的有机溶剂(见附录A)不同,各类废气中VOCs与恶臭浓度和排放速率 差异较大,且成分复杂。VOCs包括苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙酸丁酯、正 丁醇、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、异丙醇、乙腈、苯胺类、氯苯类、硝基苯类、氯乙烯等,恶臭 气体包括硫化氢、氮等GB/T 28694-2012 深层渗碳 技术要求

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5.2VOCs与恶臭气体的减量

6.2.1.1采用无毒、无害或低毒、低害的原辅料替代高毒和难以去除高毒的原辅料,使用低(无)VOCs 含量或低反应活性的溶剂,使用非卤代烃和非芳香烃类溶剂。 6.2.1.2减少含氮物质、含硫辅料、含磷物质、重金属等的使用。

6. 2. 2 清洁生产工艺

5.2.3.1有机溶剂储罐依据储存物料的真实蒸气压选择适宜的储罐罐型。如苯、甲苯和二甲苯采用内 浮顶罐并安装顶空联通置换VOCs回收装置, 6.2.3.2固液分离采用密闭式设备。如全自动密闭离心机、下卸料式密闭离心机、高效板式密闭压滤 机、隔膜式压滤机、全密闭压滤罐。 6.2.3.3蒸馏/精馏采用多级梯度冷凝,冷凝器优先采用螺旋绕管式或板式冷凝器等高效换热设备: 详有足够的换热面积和热交换时间, 6.2.3.4干燥采用粑式干燥、单锥干燥、双锥干燥等先进干燥设备,干燥过程产生的真空尾气优先冷 疑回收物料。 6.2.3.5真空系统优先采用干式真空泵,

6. 2. 4 过程控制

6.2.4.1含VOCs废料(渣、液)及VOCs物料废包装物等危险废物密封储存于密闭的危废暂存间。液 态VOCs物料采用密闭容器、罐车、密闭管道输送。粉状、粒状VOCs物料采用密闭输送方式,如气力 输送设备、管状袋式输送机、螺旋输送机。 6.2.4.2固体物料采用密闭投料装置、自动投料系统。液体物料采用无泄漏泵或高位槽投加,进料方 式宜采用底部给料或浸入管给料,顶部给料时采用导管贴壁给料。高位槽投加物料时配置蒸汽平衡管 使投料废气形成闭路循环,消除投料过程无组织排放。 6.2.4.3建立具有制药行业特色VOCs及恶臭气体全过程控制管理模式。将VOCs及恶臭气体的控制 处理和回收利用技术纳入企业规划范畴,实现VOCs及恶臭气体的减量化、资源化和无害化。

7. 1. 1一般原则

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7.1.2.1废气收集优先采用密团罩,无法采用密团罩时,采用外部罩或整体收集。采用整体收集并且 有人员在密闭空间中作业时,废气收集系统风量同时考虑控制风速和有害物质的接触限值。根据恶臭 气体控制要求,按照不同构筑物种类和池型设置密闭系统抽风口和补风口。 7.1.2.2集气罩的设置宜符合GB/T16758的规定。采用外部罩的,按GB/T16758、AQ/T4274规定 的方法测量控制风速,测量点选取在距排风罩开口面最远处的VOCs无组织排放位置,控制风速不低于 0.3m/s,废气收集系统风量计算原则见附录B。 7.1.2.3废气收集系统避免横向气流干扰,废气收集管路系统设置宜符合GB50019,宜设置用于调 节风量和压力平衡的阀门。颗粒物收集系统独立于VOCs收集系统,并根据颗粒物的性质确定净化技术, 如颗粒物有爆炸危险性,收集系统宜符合AQ4273的规定。对高浓度VOCs区域收集系统宜考虑防爆, 宜按照GB50016的规定设置风管、防火阀、导除静电的接地装置。 7.1.2.4采用技术经济合理的收集系统,具有耐腐、抗候、轻便、可拆卸、气密性好等综合特性,同 时考虑具备阻燃和抗静电等性能,考虑设备的运行、维护需要,并设置观察口、呼吸阀等设施。

7.1.3.1生产过程中VOCs和恶臭污染源(VOCs物料的投加和卸放、化学反应、萃取/提取、蒸馏/ 精馏、结晶、离心、过滤、干燥以及配料、混合、搅拌、包装等),采取密闭操作、密闭罩、外部罩、 整体收集等方式将无组织废气收集至有组织废气治理系统。 7.1.3.2废水处理系统中VOCs和恶臭污染源(调节池、酸化池、好氧池、污泥浓缩池等),采取覆 盖方式进行密闭收集。危废暂存废气、储罐呼吸气、干式真空泵和液环(水环)真空泵排气收集至有 组织废气治理系统。

7. 2有组织废气治理

7. 2. 1一般原则

7.2.2吸收法治理技术

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水或化学溶剂进行吸收,使废气得到净化。该技术成熟、净化效率高,但控制条件严格、消耗吸收剂、 动力消耗大、易产生二次污染,适用于大气量、高/中浓度VOCs及恶臭气体治理。吸收装置技术宜满足 HJ/T387的要求,可单级或多级串联吸收操作。洗涤吸收剂用量宜为物料衡算得出的最小L/G的1.25~ 2.00倍,酸碱吸收净化系统宜配备自动加碱/酸调节装置

7.2.3吸附法治理技术

7.2.3.1该技术利用活性炭、炭纤维、沸石、分子筛等多孔结构的吸附剂,选择性吸附废气中的VOCs 和恶臭物质,使气体得到净化。适用于气量范围产、低浓度的VOCs及恶臭气体处理。该技术具有净化 效率高、可回收有用成分、设备简单、易实现自动化控制等优点。制药工业常用的吸附技术为固定床 吸附技术和转轮浓缩吸附技术。 7.2.3.2根据污染物处理量、处理要求等定时再生或更换吸附剂以保证治理设施的去除效率。进入吸 附装置的颗粒物含量宜低于1mg/m,废气温度低于40℃,相对湿度(RH)宜低于80%。吸附剂的设 计空速不高于5000h。该技术的技术参数宜符合HJ2026、HJ/T386相关要求。吸附剂通过高温水 蒸气、热气流吹扫或降压等方法解吸而循环利用,脱附气可通过冷凝技术进行回收或通过燃烧法技术 进行销毁。

7.2.4燃烧法治理技术

处理的物质的方法。可分为直接燃烧(TO)、蓄热燃烧(RTO)、催化燃烧(CO)、蓄热催化燃烧(RCO) 进入燃烧装置的废气中有机物的浓度宜低于其爆炸极限下限的25%。当燃烧治理过程中产生二次污染 物时,采取治理措施治理后达标排放。 7.2.4.2直接燃烧(T0)常采用热力回收燃烧装置,适用于高浓度、小气量的可燃性恶臭气体的处理 净争化VOCs效率在97%以上。 7.2.4.3蓄热燃烧(RTO)利用蓄热体对待处理废气进行换热升温、对净化后排气进行换热降温的装 置。通常有换向设备、蓄热室、燃烧室和控制系统组成。易反应、易聚合的有机废气及含卤素废气不 宜采用该技术,RTO的技术参数可参照HJ1093相关要求。 7.2.4.4催化燃烧(CO)是利用固体催化剂将废气中的污染物通过氧化作用转化为二氧化碳、水等的 技术。通常有催化反应室、热交换室、加热室和控制系统组成。 7.2.4.5蓄热催化燃烧(RCO)是采用蓄热式换热器进行直接换热的催化燃烧技术。催化剂的工作温 度低于700℃,并能承受900℃短时间高温冲击,设计工况下催化剂使用寿命大于8500h。催化燃 烧装置的设计空速为10000h~40000h,压力损失低于2kPa。催化燃烧技术参数可参照HJ2027 HJ/T389相关要求。

7.2.5冷凝法治理技术

7.2.5.1冷凝法是利用VOCs及恶臭气体在不同温度和压力下具有不同饱和蒸气压,在降低温度和加 大压力下某些污染物凝结出来,以达到净化或回收目的。通常选择合适的冷媒控制冷凝温度在露点与 泡点之间。冷凝温度越接近泡点,净化效率越高。 7.2.5.2该技术适用于高沸点和高浓度有机物的回收,不适宜治理低浓度废气,通常与其它方法(如 吸附、吸收等)联合使用以提高净化效率,

7.2.6生物法治理技术

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物,生物法处理工艺需要有良好的生物生长环境和存活条件,常见技术有生物过滤、生物滴滤、生物 洗涤。该技术可在常温常压下操作,可处理复杂组分的气体,无二次污染,投资及运行费用低。 7.2.6.2该技术适用于治理可生物降解、中低浓度的废气,运行过程中需严格控制循环液酸碱度、营 养成分、污染负荷等指标。

7.2.7化学氧化法治理技术

7.2.7.1化学氧化法是氧化剂通过失去电子对目标物进行氧化的方法。 7.2.7.2该技术优点是反应条件温和且容易控制、操作方便、选择性高,但氧化剂价格贵,存在废水 或固废二次污染。化学氧化通常采用次氯酸钠、双氧水、芬顿氧化剂或可载氧催化剂。

7.2. 8 组合技术

7.2.8.1正确地选择和组合现有的处理技术,有效地、经济地从VOCs废气申回收有机溶剂,提高处 理效率,减少其对环境的污染。制药工业常用的组合技术有:冷凝回收+吸附再生技术、吸附+冷凝回 文技术、吸收+回收技术、吸附浓缩+燃烧处理技术、过滤+活性炭吸附+移动再生脱附、洗涤+生物净化 支术、碱洗+化学氧化+水洗处理技术、化学吸收+生物净化+化学氧化+水洗技术、化学吸收+水洗技术 生物净化、化学氧化或生物脱硫+干法脱硫处理技术。 7.2.8.2工艺有机废气、发酵废气、工艺酸碱废气、废水处理站废气、危废暂存废气及沼气处理的可 行技术参见H858.1。

7.3.1.1VO0Cs及臭气处理装置宜采用集申监视、分散控制的自动控制系统。风机宜采用变频器调节 气量。采用成套设备时,设备的控制宜与系统控制相结合。按照国家危险废物鉴别方法对废气处理过 程中产生的废物进行鉴别。 7.3.1.2VOCs及恶臭气体处理设施先于产生废气的生产工艺设备开启、后于生产工艺设备停机,并 实现连锁控制。废水处理系统的VOCs及恶臭气体处理设施宜连续运转,达标排放。 7.3.1.3保障VOCs及恶臭气体处理设施运行水平,确保处理后气体稳定达标排放。编制生产作业规 程及运行管理手册并严格执行,按要求在废气净化设施进、出口设置规范采样口和采样平台进行进出 口浓度和气量监测。 7.3.1.4操作人员对密闭臭气系统进行检修维护时,先进行自然通风或强制通风,测定安全后才能进 入,并佩戴防毒面具。对臭气处理系统的臭气流量、臭气浓度和主要恶臭物质浓度进行定期监测。定 期检查洗涤系统动力设备的压力、振动、噪声、密封等情况,定期巡视、检查和记录动力设备系统运

入,并佩戴防毒面具。对臭气处理系统的臭气流量、臭气浓度和主要恶臭物质浓度进行定期监 期检查洗涤系统动力设备的压力、振动、噪声、密封等情况,定期巡视、检查和记录动力设备 行状况,并定期进行维护。定期检查生产设备及臭气处理系统阀门的严密性,严防泄漏。

7.3.2收集系统运行

按时巡视、检查集气罩、集气管道和输气管道的密闭状况,雨、雪、大风天气,加强对输气管线 和集气罩的检查、巡视,集气罩的积雪及时清除;及时排除集气输送管道内的冷凝水;打开集气罩上 的观察窗时,操作人员站在上风向,并注意安全。

7.3.3治理系统运行

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7.3.3.1吸收法处理装置:定期检查吸收液的流量、温度、洗涤液pH值等参数;吸收系统出现结垢、 堵塞、短流等情况时,及时查明原因并采取有效解决措施;吸收洗涤系统长时间停机时,对处理设备 进行清洗,保障系统通风。 7.3.3.2吸附法处理装置:根据吸附处理系统的压降及时更换吸附剂,防止堵塞;记录吸附时间、污 染物处理量、再生或更换吸附剂时间;废弃的吸附剂装入专用的容器内,予以封闭,并送交专业部门 进行集中处理。 7.3.3.3燃烧法处理装置:燃烧装置的加热室和反应室内部装设具有自动报警功能的多点温度检测系 统。治理系统的消防设计纳入工厂的消防系统总体设计,并配备移动式灭火器;定期检查系统温度、 压力降、耗电量或燃气耗量等,控制运行工艺参数;记录过滤材料、蓄热体、氧化催化剂等采购量、 使用量及使用时间、副产物及处置等系统运行及设施维护相关信息。 7.3.3.4冷凝法处理装置:记录溶剂回收量(溶剂回收量变少,冷凝效果变差;回收量变化率大,设 施运行不稳定);检查冷却介质流量和压力(流量低、压力低,说明冷却/冷凝效果差);记录出口温 度与冷却介质进口温度的差值(差值变小时,说明冷凝效果变差)。 7.3.3.5生物法治理装置:对生物过滤和生物滴滤系统的填料层压降进行定期监测。当填料层压降异 常升高时,及时分析原因并采取措施;定期监测系统的pH、COD值,并根据渗出液水质变化调整喷淋 系统运行条件;定期检查填料层板结、压实、破碎等情况,并及时处理、补充或更换填料;根据所处 理气体的温度和湿度、填料持水性能和系统恶臭物质去除效果变化确定最佳的喷淋频率和喷淋量;生 物除臭净化系统宜连续运行,如不需连续运行,可定期通气并喷淋,防止填料层产生厌氧区或干燥板 结;定期检查喷头堵塞情况,并及时清洁或更换堵塞的喷头。 7.3.3.6化学氧化法治理装置:记录氧化反应循环液的氧化还原电位(ORP)值,确保ORP值与工程 设计值接近,且保持稳定。

8. 1. 1自行监测制度

建立企业自行监测管理制度,建立自行监测质量保证与质量控制体系,建立VOCs与恶臭污染治理 设施运行管理监测记录。加强设施运行监管,在连续大风量有组织污染物排放口安装VOCs在线监测装 置,厂界、无组织排放车间口及未安装VOCs在线监测的有组织排放口安装VOCs超标报警仪,监测因子 与企业特征污染物相关。

8. 1. 2 监测因子

监测因子包括常规监测因子和选择性监测因子,非甲烷总烃、臭气浓度、氨、硫化氢为常规监测 因子;选择性监测因子指标可见GB14554、GB37823、DB13/2208、DB13/2322所列的特征污染物 并结合生产过程确定监测因子。

8.1.3.1排气筒设置便于采样、监测的采样孔、采样平台和安全通道。采样孔的设置宜符合HJ/T397 要求。有组织排放源宜进行逐个监测,见GB14554、GB18918、GB37822、GB37823、DB13/2208、 OB13/2322中规定的VOCs与恶臭污染物标准要求。 8.1.3.2无组织排放分为厂界、车间界监控点监测,见GB14554、GB16297、GB18918、GB37822 GB37823、DB13/2322的标准要求。

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3.2.1.2挥发性有机物流经泵、压缩机、 开口阀或开口管线、法兰及其他连接件、泄压设备、

8. 2. 2 泄漏认定

出现以下情况,则认定发生了泄漏: a)泵、压缩机、搅拌机的轴封等动密封点,泄漏检测值大于等于2000μmol/mol; b)设备与管线组件的静密封点,泄漏检测值大于等于500μmol/mol; c)密封点滴漏超过3滴/分钟

企业按下列频次对设备与管线组件的动静密封点进行VOCs泄漏检测: a) 对设备与管线组件的密封点每日进行目视观察,检查其密封处是否出现滴液迹象; 对泵、压缩机、搅拌机的轴封等动密封点每季度检测一次;连续两个季度动密封点检测泄漏 率低于0.2%,可延长至每半年检测一次。若最近一次检测的泄漏率高于0.2%,则恢复每季度 检测一次; C 对设备与管线组件的静密封点每半年检测一次;连续一年静密封点检测泄漏率低于0.05%, 可延长至每年检测一次。若最近一次检测的泄漏率高于0.05%,则恢复每半年检测一次: 对于泄压设备,在非泄压状态下检测。泄压设备泄压后,在泄压之日起5个工作日之内,对 泄压设备进行检测; 初次开工以及检维修后开始运转的设备与管线组件,在启用后30日内对其进行第一次检测

8. 2.4 泄漏修复

当发生泄漏时,对泄漏源予以标识并及时维修。首次维修不得迟于自发现泄漏之日起的5日内。若 泄露浓度超过10000μmo1/mol,企业宜在48小时内进行首次维修。首次维修后仍然泄漏的,在发现泄 漏之日起15日内进行实质性维修并完成修复。 符合下列条件之一的设备与管线组件可纳入延迟修复范围,修复不得迟于自发现泄漏之日起15日 内。企业将延迟修复方案报环境保护主管部门备案,并于下次停车检修期间完成修复。 a)装置停车条件下才能修复; b)立即维修存在安全风险; C 泄漏源立即维修产生的VOCs排放量大于延迟修复的排放量。 d)泄漏检测与修复建立台账,记录检测及修复时间、检测仪器读数,保存期限不得少于3年。

VOCs和恶臭处理工程宜设置紧急处理装置,并配备相应的管网和紧急切换装置等环境风险防范措 施。因治理系统故障、非正常排放和停电等事故需暂停进入VOCs和恶臭处理系统时,宜将含VOCs和恶 臭气体切换至紧急处理装置,处理达标后排入排气筒达标排放。待生产正常或VOCs和恶臭气体处理设 施故障排除后,切换至VOCs和恶臭处理系统,处理达标后排放,

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出库量、纯度、是否有毒有害等,污染治理设施的工艺流程、设施运行参数、污染物排放情况、停运 时段、药剂投加时间和投加量、溶剂回收量等信息

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附录A (资料性) 常用的有机溶剂

表A.1常用的有机溶剂

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表A.1常用的有机溶剂(续)

B.1密闭罩及通风柜风量计算

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密闭罩及通风柜的风量按式B.1计算。 L=vxF×B×3600 (B. 1) 式中: L一一密闭罩及通风柜的计算风量,m/h; 一一操作口平均风速,m/s。 一般取0.4~0.6; F一一操作口面积,m; B 一一安全系数,一般取1.05~1.1。

B.2外部排风罩风量计

外部排风罩一般分为顶吸罩、侧吸罩和底吸罩。 顶吸罩宜与VOCs无组织排放源形状相似,并完全覆盖排放源。顶吸罩宜设裙边,当边长较长时, 可分段设置。顶吸罩的风量按式B.2计算,

顶吸罩宜与VOCs无组织排放源形状相似,并完全覆盖排放源。顶吸罩宜设裙边 可分段设置。顶吸罩的风量按式B.2计算。 L,=ViXFi×3600.*. 式中: 顶吸罩的计算风量,m/h; 罩口平均风速,m/s。一般取0.5~1.25; F一一 排风罩开口面面积,m。

L一一顶吸罩的计算风量,m/h; V一一罩口平均风速,m/s。一般取0.5~1.25; F一一排风罩开口面面积,m。

罩口平均风速<取值表

B.3.1对于有人员作业的密团空间,废气收集系统风量宜同时满足员工职业卫生接触限值和开口面风 速的要求。开口面为在生产过程中无法关闭的物料进出口、观察窗及补风口等。总风量按照B.3.4、 B.3.5分别计算,并取最大值。 B.3.2对于无人员作业的密闭空间,废气收集系统风量仅需满足开口面风速的要求,总风量按照 B.3.5计算。 B.3.3整体收集风量计算宜考虑作业人员的岗位送风,满足GBZ1的相关要求, B.3.4按照密闭空间内VOCs主要组分浓度计算的风量,按式B.3和B.4计算

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Lo一一 总风量,m/h; L2i一一i组分的计算风量,m/h; G一一密闭空间内i组分的挥发量,mg/h; Ci;一一密闭空间内i组分的员工职业卫生接触限值,mg/m。取值可参照GBZ2.1; Cai一一进风、补风的i组分浓度NB/T 20411-2017 核安全相关结构预埋件设计技术规程,mg/m。

式中: L2一一总风量,m"/h; V2一一开口面控制风速,m/s。与大气连通的开口面,一般取1.2m/s~1.5m/s;其他开口面, 般取0.4 m/s~0.6 m/s;

式中: L2一一总风量,m"/h; V2一一开口面控制风速,m/s。与大气连通的开口面,一般取1.2m/s~1.5m/s;其他 般取0.4 m/s~0.6 m/s;

[1]GB16297大气污染物综合排放标准 [2] GB 18918 城镇污水处理厂污染物排放标准 [3] GBZ 2. 1 工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素 4] HJ/T 389 环境保护产品技术要求工业有机废气催化净化装置 [5] HJ 1093 蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范 [6] HJ2027 催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范 [7]DB13/ 2208 青霉素类制药挥发性有机物和恶臭特征污染物排放标准 [81 DB13/ 2322 工业企业挥发性有机物 放控制标准

[1]GB16297大气污染物综合排放标准 [2] GB 18918 城镇污水处理厂污染物排放标准 [3] GBZ 2. 1 工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素 4] HJ/T 389 9环境保护产品技术要求工业有机废气催化净化装置 [5] HJ 1093 蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范 [6] HJ2027 催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范 [7]DB13/ 2208 青霉素类制药挥发性有机物和恶臭特征污染物排放标准 [8] DB13/ 2322 工业企业挥发性有机物

GB 51059-2014 有色金属加工机械安装工程施工与质量验收规范DB13/T53632021

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