岳侃侃
(山西省環(huán)境評(píng)價(jià)與咨詢協(xié)會(huì) 山西太原 030024)
中藥所含的化學(xué)成分十分復(fù)雜,既有多種有效成分,又有無效成分及有毒成分。中藥提取就是最大限度地提取其中有效成分,使得中藥制劑的內(nèi)在質(zhì)量和臨床治療效果提高,使中藥的效果得以最大限度的發(fā)揮。傳統(tǒng)提取方法包括揮發(fā)油提取、熱回流抽提、醇提、水提醇沉等。近年來,中成藥產(chǎn)量逐年增多,中藥提取建設(shè)項(xiàng)目也呈逐年增多的趨勢(shì)。而此類項(xiàng)目在環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中存在一些難點(diǎn),筆者認(rèn)為難點(diǎn)有兩個(gè),一是工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析,二是提出合理可行的污染防治措施,尤其是廢水治理措施。
本文以感冒軟膠囊為例,分析了中藥提取項(xiàng)目的工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié),并提出了污染防治措施。本文中提到的藥材,只是為了方便介紹工藝流程而在藥方里挑選的一小部分,并非全部藥材。
感冒軟膠囊中藥成分提取采用熱回流抽提和揮發(fā)油提取兩種工藝。
藥材先經(jīng)人工挑撿去掉非藥用部位和雜質(zhì),篩選出完好藥材洗凈,經(jīng)帶式干燥機(jī)或真空干燥機(jī)干燥,然后用切藥機(jī)或粉碎機(jī)粉碎成合格粒徑的小片。荊芥穗等藥材置于多功能提取罐內(nèi),加水煎煮一段時(shí)間,揮發(fā)油與提取出的藥液分別從油水分離器上口、下口流出備用,罐底藥渣外排。這樣既提出揮發(fā)油,又提藥液,通稱雙提。
羌活等藥,置入加熱回流提取罐,加乙醇浸泡,再通蒸汽加熱一段時(shí)間,將提取液用板框過濾器過濾后置入乙醇回收塔回收乙醇,濾渣外排,提取液與上述濾液(荊芥穗等提取液)合并進(jìn)入濃縮器減壓濃縮成相對(duì)密度為1.30(50℃熱測(cè))的浸膏,減壓干燥,粉碎成細(xì)粉,送軟膠囊生產(chǎn)車間作原料備用。
熱回流抽提裝置的具體流程為:羌活等藥置入熱回流抽提裝置的提取罐內(nèi),加10 倍量80%乙醇,浸泡24h,通蒸汽加熱沸騰20~30h 后,用抽濾管將1/3 提取液抽入濃縮器。
濃縮時(shí)產(chǎn)生二次蒸汽,通過蒸發(fā)器上升管送入提取罐作提取的熱源和溶劑,維持提取罐內(nèi)沸騰。二次蒸汽繼續(xù)上升,經(jīng)冷凝器冷凝成熱冷凝液,回落到提取罐內(nèi)作新溶劑加到藥面上,新溶劑由上而下高速通過藥材層流到提取罐底部,藥材中的可溶性有效成分溶解于提取罐內(nèi)溶劑。提取液經(jīng)抽濾管抽入濃縮器,濃縮產(chǎn)生的二次蒸汽又送到提取罐作熱源和新溶劑,這樣形成新溶劑大回流提取,如此反復(fù)兩次。
熱回流抽提和揮發(fā)油提取車間各設(shè)一套乙醇回收裝置,主要用于回收中藥提取工藝產(chǎn)生的乙醇廢液。乙醇回收的工藝流程為:乙醇廢液用提取泵打入乙醇回收塔,回收塔用蒸汽加熱至75℃以上,乙醇蒸汽從乙醇廢液中蒸發(fā)至塔頂經(jīng)塔頂冷凝器回收,回收后的乙醇被泵抽至乙醇儲(chǔ)罐,回收效率約95%左右,塔底廢液主要為含乙醇廢水,這些廢水COD 濃度較高,送往項(xiàng)目配套污水處理站處理。
感冒軟膠囊工段提取工藝流程圖見圖1。
1.2.1 廢氣
G1:中藥材切制、粉碎過程產(chǎn)生的粉塵。
G2:乙醇回收塔頂不凝氣,含微量乙醇。
G3:粉碎粉塵,藥膏經(jīng)微粉粉碎機(jī)粉碎產(chǎn)生的粉塵。
1.2.2 廢水
W1:藥材清洗廢水,藥材凈化經(jīng)自來水多次沖洗產(chǎn)生的廢水,含有泥沙。
W2:設(shè)備清洗廢水,一個(gè)批次產(chǎn)品完成后,濃縮提取罐等沖洗產(chǎn)生的廢水;
W3:乙醇回收塔底廢水。
W4:車間地坪沖洗水。
1.2.3 固廢
S1:中藥提取濾渣。
S2:除塵裝置收集塵。
1.2.4 噪聲
此工藝產(chǎn)噪設(shè)備較多,包括切割機(jī)、破碎機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、濃縮器、干燥機(jī)等。
2.1.1 提取車間中藥材前處理粉塵、藥膏粉碎粉塵
中藥材在提取前需破碎、切制成合格原料,這一過程會(huì)產(chǎn)生粉塵,配套移動(dòng)式凈化除塵器經(jīng)濾袋除塵后排放于室內(nèi);藥膏粉碎產(chǎn)生的粉塵經(jīng)粉碎機(jī)自帶布袋除塵裝置除塵后可排放于室內(nèi)。產(chǎn)塵量可按加工物料量的1%計(jì)算,集氣率、除塵效率可分別按95%、99%計(jì)算。根據(jù)工程實(shí)例,粉塵出口濃度一般為30mg/Nm3左右。
2.1.2 乙醇回收不凝氣、乙醇貯罐排放氣
提取車間設(shè)乙醇回收塔,將提取過程及其他車間產(chǎn)生的含乙醇廢水進(jìn)行蒸餾冷凝回收,產(chǎn)生的少量不凝氣可直接排放。
乙醇在儲(chǔ)存過程中揮發(fā)的乙醇,可直接排放。
中藥提取車間的生產(chǎn)廢水主要包括藥材清洗廢水、洗瓶廢水、車間地面沖洗水、設(shè)備沖洗水、乙醇回收塔底廢水。其中:藥材清洗廢水、洗瓶廢水、車間地面沖洗水的污染成分主要為SS、COD,COD 濃度均不高,一般在200~350mg/l 之間,屬于輕度污染廢水;配液罐、設(shè)備的沖洗廢水COD 濃度較高,可達(dá)8000~10000mg/l 之間;乙醇回收塔底廢水含有微量乙醇,COD 濃度在8000mg/l 左右。
中藥提取產(chǎn)生的廢水COD 濃度較高、成分較復(fù)雜、色度大,且含有難生物降解物質(zhì),在工藝處理上可考慮采用厭氧/好氧聯(lián)合處理工藝。厭氧處理可選用UASB 工藝,好氧處理可選用SBR工藝。廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)池后,送入U(xiǎn)ASB 反應(yīng)器,此反應(yīng)器起主要作用的部分為反應(yīng)區(qū)和分離區(qū)。反應(yīng)區(qū)底部含有大量沉降性能良好的高濃度顆粒污泥,廢水從反應(yīng)區(qū)底部進(jìn)入,與顆粒污泥充分接觸,發(fā)生厭氧反應(yīng),生成甲烷和CO2氣體,氣體的上浮和廢水的向上流動(dòng)對(duì)顆粒污泥起到良好的攪拌作用,且?guī)?dòng)一部分顆粒污泥上浮,在反應(yīng)區(qū)的上部形成相對(duì)稀薄的污泥懸浮層。廢水繼續(xù)往上進(jìn)入分離區(qū),廢水中顆粒污泥與分離區(qū)反射板發(fā)生碰撞,附著在污泥表面的氣泡與污泥和廢水發(fā)生分離,被收集在集氣室內(nèi)進(jìn)行資源化利用。顆粒污泥釋放氣泡后因浮力減小沉淀到污泥層表面,廢水則經(jīng)出水堰流出反應(yīng)器,進(jìn)入SBR 池。廢水流入SBR 池階段即進(jìn)水期污染物就開始被活性污泥吸附、吸收,同時(shí)還存在氧化作用;反應(yīng)期對(duì)廢水進(jìn)行曝氣攪拌,污染物被快速降解氧化;沉淀期泥水分離,因受外界干擾很小,沉降時(shí)間短、效率高;排水排泥期廢水排放。SBR 池?zé)o需設(shè)污泥回流設(shè)備,不單設(shè)二沉池,反應(yīng)池容積小于連續(xù)式,如果運(yùn)行得當(dāng),處理出水水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式,可以做到達(dá)標(biāo)排放。
中藥提取產(chǎn)生的固廢主要有中藥殘?jiān)?、污水處理站污泥、除塵裝置收集塵,產(chǎn)生量根據(jù)物料衡算進(jìn)行估算。這些固廢為植物性有機(jī)物、微生物殘?bào)w和少量無機(jī)物,可作為一般廢物送環(huán)衛(wèi)部門指定地點(diǎn)處置。
中藥提取產(chǎn)噪設(shè)備主要有切割機(jī)、破碎機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、濃縮器、干燥機(jī)等。產(chǎn)噪設(shè)備的聲壓等級(jí)、防治措施及治理后的聲級(jí)見表1。
表1 噪聲聲級(jí)及防治措施一覽表
2.5.1 事故廢水處理
乙醇罐區(qū)及提取車間可能發(fā)生火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生后,將產(chǎn)生大量的消防廢水。消防水量根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)規(guī)定的室內(nèi)外消防用水量和火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)算。
綜合考慮生產(chǎn)可能出現(xiàn)的事故狀況和地形情況,在廠區(qū)內(nèi)建設(shè)一座事故水池,對(duì)消防廢水進(jìn)行收集,然后引入污水處理站進(jìn)行處理,確保事故狀況下廢水不外排。考慮到安全余量,事故水池的容積應(yīng)稍大于消防水量。
2.5.2 防滲要求
中藥提取車間、污水處理裝置、事故水池等重點(diǎn)區(qū)域要做好防滲工作,以免污水下滲對(duì)地下水及土壤造成污染。防滲設(shè)計(jì)及施工應(yīng)嚴(yán)格按照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2001)中有關(guān)規(guī)定實(shí)施。對(duì)其他區(qū)域,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的硬化或綠化,保證廠區(qū)內(nèi)無裸露地坪。
中藥提取項(xiàng)目生產(chǎn)工藝復(fù)雜,產(chǎn)污環(huán)節(jié)較多,在環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中要結(jié)合實(shí)際,將工藝流程分析透徹,找到所有的產(chǎn)污環(huán)節(jié),準(zhǔn)確計(jì)算出污染源強(qiáng)。此類項(xiàng)目產(chǎn)生的污染物中,大氣污染物、噪聲、固廢等分別經(jīng)收集除塵、隔聲減震、妥善處置后,對(duì)環(huán)境的影響不大,而廢水濃度高、成分復(fù)雜、產(chǎn)生量較大,必須針對(duì)廢水水質(zhì)提出合理可行的水處理工藝,才能保證廢水達(dá)標(biāo)排放。
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