制藥公用系統(tǒng)工程

7.1制藥工業(yè)建筑與安全防火7.2公用工程7.3制藥用水供應系統(tǒng)7.4自動控制與設計條件7.5廢棄物處理第1頁/共63頁第一頁，共64頁。7.1制藥工業(yè)建筑與安全防火藥品生產(chǎn)所需的潔凈環(huán)境是靠特殊結(jié)構(gòu)的廠房或車間和凈化空氣系統(tǒng)共同實現(xiàn)的，“廠房”或“車間”是工業(yè)建筑的主要組成。制藥工業(yè)建筑除了具有一般工業(yè)建筑的基本功能外，必須符合GMP規(guī)范，能夠降低人為差錯、防止藥品交叉污染和混雜，構(gòu)成藥品質(zhì)量的保證體系之一。第2頁/共63頁第二頁，共64頁。7.1.1工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)分類和基本組件一、工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)分類按構(gòu)成材料分：磚混結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)按層數(shù)分：

單層廠房——跨度大，可以很好地安排人、物流分開，避免了交叉污染的可能；占地面積多、建筑物空間高大、屋面保溫、隔熱、防水、排水面積大和天窗構(gòu)造較復雜雙層廠房——上下兩層的柱網(wǎng)不同，底層采用小柱網(wǎng)，減少樓板的跨度；二層采用大柱網(wǎng)，可以滿足生產(chǎn)工藝的要求多層廠房——采用垂直運輸和水平運輸相結(jié)合的方式，并以垂直運輸為主第3頁/共63頁第三頁，共64頁。二、制藥工業(yè)廠房的基本組件1基礎(chǔ)——位于建筑物最下部的承重物件，承受著建筑物的全部荷載，并將這些荷載傳給地基。2墻——建筑物的承重構(gòu)件和圍護構(gòu)件。3柱——框架或排架結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，必須具有足夠的強度和剛度。4地面與樓板層——要求能承受得住預定在房間內(nèi)的生產(chǎn)活動。5樓梯——樓房建筑的垂直交通設施，供人們上下樓層和緊急疏散之用，有足夠的通行能力以及防火和防滑。6屋頂與吊頂——建筑物頂部的圍護構(gòu)件和承重構(gòu)件，由屋面層和結(jié)構(gòu)層所組成。7門與窗——非承重構(gòu)件，門主要供人們內(nèi)外交通和分隔房間之用；窗則主要起采光、通風以及分隔、圍護的作用。第4頁/共63頁第四頁，共64頁。7.1.2原料藥和制劑廠房的安全防火制藥工業(yè)用廠房分為化學合成原料藥、生物代謝或合成原料藥、以草本植物為主的天然藥物有效成分提取物等原料藥生產(chǎn)用廠房和最終相配套的醫(yī)用藥劑生產(chǎn)用廠房，醫(yī)藥工業(yè)廠房對安全防火和環(huán)境衛(wèi)生都有非常高的要求。制藥工業(yè)廠房的安全防火要根據(jù)生產(chǎn)過程中使用、產(chǎn)生及存儲的原料、中間品和成品的物理化學性質(zhì)和數(shù)量及其火災爆炸危險程度和生產(chǎn)過程的性質(zhì)等情況來確定考慮建筑物自身的耐火等級和廠房結(jié)構(gòu)，并設計防火墻、防火門、防爆墻以及用于泄壓的輕質(zhì)屋頂和輕質(zhì)墻。根據(jù)我國建筑設計防火規(guī)范等的規(guī)定，生產(chǎn)火災危險分為甲、乙、丙、丁和戊類。對于原料藥的化學合成過程等生產(chǎn)用廠房，通常的防火基本措施是其建筑物采用一、二級耐火等級；對于原料藥的結(jié)晶精制和干燥等工序、醫(yī)藥制劑生產(chǎn)用潔凈廠房的耐火等級要求不低于二級，使建筑構(gòu)配件耐火性能與甲、乙類生產(chǎn)相適宜，從而減少火災的產(chǎn)生幾率。第5頁/共63頁第五頁，共64頁。在做好生產(chǎn)廠房防火的同時必須做到安全疏散，以保證生產(chǎn)人員的人身安全：1

廠房安全出口的數(shù)目不應少于2個；且潔凈廠房每一生產(chǎn)層、每一防火分區(qū)或每一潔凈區(qū)的安全出口的數(shù)量，均不應少于2個安全出口，且應分散均勻布置，從生產(chǎn)地點至安全出口不得經(jīng)過曲折的人員凈化路線。2廠房的地下室、半地下室的安全出口的數(shù)目不應少于兩個。地下室、半地下室如用防火墻隔成幾個防火分區(qū)時，每個防火分區(qū)可利用防火墻上通向相鄰分區(qū)的防火門作為第二安全出口，但每個防火區(qū)必須有一個直通室外的安全出口。3廠房內(nèi)最遠工作點到外部出口或樓梯的距離，不應超過規(guī)定值。

第6頁/共63頁第六頁，共64頁。4

甲、乙、丙類廠房和高層廠房的疏散樓梯應采用封閉樓梯間，高度超過32m的且每層人數(shù)超過10人的高層廠房宜采用防煙樓梯間或室外樓梯。5高度超過32m的設有電梯的高層廠房，每個防火分區(qū)內(nèi)應設一臺消防電梯（可與客、貨梯兼用）。6

潔凈廠房同一層的外墻應設有通向潔凈區(qū)的門窗或?qū)Ｓ孟揽?，以方便消防人員的進入及撲救。第7頁/共63頁第七頁，共64頁。7.2公用工程制藥工業(yè)生產(chǎn)公用系統(tǒng)包括給排水、注射用水、供氣和供熱、強電和弱電、制冷以及通風和采暖等系統(tǒng)。7.2.1給水排水給排水系統(tǒng)涉及處理以及排水用的泵房、冷卻塔、水池、給排水管網(wǎng)、消防設施和純水生產(chǎn)供應設施。第8頁/共63頁第八頁，共64頁。一、給水系統(tǒng)制藥企業(yè)用水包括飲用水、軟水、脫鹽水、冷凍水、循環(huán)冷卻水等。飲用水通常由城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)供給，對潔凈度級別要求不高的工藝水亦可用城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)供給的飲用水，而鍋爐用水則是將直流水經(jīng)過離子交換樹脂處理而成的軟水，而藥物制劑以及基因藥物生產(chǎn)過程用水則要求使用純水作為工藝水或原料，循環(huán)冷卻水多用作生產(chǎn)設備的傳熱介質(zhì)或其他二次利用場合。第9頁/共63頁第九頁，共64頁。

任何一個給水系統(tǒng)都包括原水取用設施、水處理或凈化設施、輸水泵及泵房、輸水管和管網(wǎng)組成。常用的給水系統(tǒng)模式為：

市政管網(wǎng)水源廠區(qū)管網(wǎng)屋面水箱用水點室內(nèi)消防管網(wǎng)

室外消火栓火點廠區(qū)給水系統(tǒng)示意圖第10頁/共63頁第十頁，共64頁。二、排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)應根據(jù)排水性質(zhì)的不同可劃分為：清潔廢水系統(tǒng)、生活污水系統(tǒng)、生產(chǎn)污水系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)。生產(chǎn)污水系統(tǒng)排出的污水經(jīng)處理，達到國家排放標準后排出。制藥工業(yè)排出水包括：生產(chǎn)過程產(chǎn)生的工藝污水，生產(chǎn)環(huán)境與人員潔凈過程產(chǎn)生的洗滌廢水等。系統(tǒng)由排水設備、排污點（接口）、排水管、地面污水收集、排出的集水坑、地溝等與各種水質(zhì)監(jiān)測、控制用儀器儀表組合而成。第11頁/共63頁第十一頁，共64頁。7.2.2供熱和供氣供熱包括為保證生產(chǎn)設備的加熱以及冬季采暖而提供蒸汽、熱水（油）或熱空氣；供氣包括壓縮空氣、二氧化碳等專用氣體。制造與供應用設施：鍋爐房、供熱站、脫鹽水（軟化水）裝置、空壓站、空氣凈化站、特種氣體和燃氣供應站等。第12頁/共63頁第十二頁，共64頁。蒸汽供熱系統(tǒng)——最潔凈、最通用、也是最有效的介質(zhì)之一，產(chǎn)生、輸送蒸汽并使用蒸汽的設施組成了蒸汽供熱系統(tǒng)。包括，蒸汽鍋爐、去離子水裝置、蒸汽分配裝置、供汽管網(wǎng)和耗熱體系與設備。有機載熱體供熱系統(tǒng)——以高溫有機載熱體為加熱介質(zhì)的供熱系統(tǒng)的設施主要有載熱體的儲罐、附有膨脹箱的加熱器、循環(huán)泵和設置補償器的管路等組成。供熱系統(tǒng)的溫度可以實現(xiàn)自控，不受壓力的影響，并且溫度波動少。高溫空氣——用于玻璃以及金屬制品，如安瓿、注射和輸液瓶以及產(chǎn)品設備等的消毒和去熱源。一、供熱系統(tǒng)第13頁/共63頁第十三頁，共64頁。二、供氣系統(tǒng)燃氣供氣系統(tǒng)——以燃氣的性質(zhì)分為煤氣輸送系統(tǒng)、天然氣和液化石油氣輸送系統(tǒng)。壓縮空氣系統(tǒng)——無特殊要求的工廠，采用溫度為環(huán)境溫度、壓力在0.6MPa的普通壓縮空氣即可。對于生物制藥的生物發(fā)酵過程、酶催化過程以及細胞組織培養(yǎng)過程，要求無菌和無雜質(zhì)的凈化空氣、或凈化的氮氣、或凈化的二氧化碳等惰性氣體或營養(yǎng)性氣體。（1）儀表供氣系統(tǒng)氣動儀表正常是以0.5～0.7MPa的壓縮空氣作為其動力來源的。（2）發(fā)酵空氣系統(tǒng)要求有效濾除包括噬菌體在內(nèi)的所有可能增殖的生物粒子。第14頁/共63頁第十四頁，共64頁。7.2.3供配電工廠電源大多數(shù)來自于國家電網(wǎng)供電的110kV及以下的地方電網(wǎng)和/或工廠自備電廠，通過工廠變電所，又稱終端降壓變電所實現(xiàn)工廠供電。制藥廠用電主要包括：用于生產(chǎn)的動力用電設備、車間和建筑物照明、防雷及安全自動報警系統(tǒng)、通訊工具與顯示儀表等用電設施。制藥工業(yè)廠區(qū)動力及照明一般采用三相四線制（380V／220V），供給電源進入車間后，經(jīng)總配電柜，各分配電柜引至各用電設備，可選用放射式或樹干式等供電方式，對大容量的用電設備采用降壓起動的方式以減少起動電流對線路電壓質(zhì)量的影響。由于制藥工業(yè)的特殊性，停電容易造成生產(chǎn)安全事故，故采用雙回路進線供電系統(tǒng)：一路電源來自發(fā)電廠或者電力系統(tǒng)變電站，作為正常的工作電源，而另一路電源則來自鄰近單位的高壓聯(lián)絡線，作為備用電源。第15頁/共63頁第十五頁，共64頁。7.2.4冷凍一、制冷方法蒸氣壓縮式制冷——工質(zhì)（制冷劑液氨、氟里昂等）的蒸氣首先被壓縮到比較高的壓力，被外部冷卻介質(zhì)（冷卻水或空氣）冷卻而轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，再經(jīng)節(jié)流，使壓力和溫度同時降低，利用低壓力下工質(zhì)液體的氣化即可吸熱制冷。應用最廣泛、制冷溫度范圍廣（環(huán)境溫度至-150℃）、單機容量范圍大、規(guī)格多、效率較高。第16頁/共63頁第十六頁，共64頁。吸收式制冷——以熱能（包括廢熱、余熱）為動力，利用溶液的特性來完成工作循環(huán)，主要有氨水吸收式制冷裝置和溴化鋰吸收式制冷裝置：（1）氨水吸收式制冷裝置制冷量的調(diào)節(jié)范圍在10%～100%，單級即可達－40℃的低溫，操作方便、易于維護管理。（2）溴化鋰吸收式制冷裝置其以熱能為動力，耗電很少。主要用于空氣調(diào)節(jié)制冷和為生產(chǎn)工藝提供0℃以上的冷媒水。第17頁/共63頁第十七頁，共64頁。7.2.5采暖通風通風和采暖分為自然和人工、強制和非強制類，對于一般性廠房其通風和采暖系統(tǒng)主要借助建筑結(jié)構(gòu)與自然風和陽光構(gòu)成，對包括潔凈廠房在內(nèi)的特殊廠房其通風和采暖是靠專門的設備和管網(wǎng)來實現(xiàn)的。第18頁/共63頁第十八頁，共64頁。一、非潔凈廠房的通風采暖1通風自然通風的設計原則：（1）廠房縱軸應盡量布置成東、西向，以避免有大面積的窗和墻受日曬影響。（2）廠房主要進風面一般應與夏季主導風向成60～900角，不宜小于450角。（3）“凹”或“山”形建筑物各翼的間距一般不應小于相鄰兩翼高度（由地面到屋檐）和的一半，最好在15m以上。（4）在放散大量熱量的單層廠房四周，不宜修建披屋。第19頁/共63頁第十九頁，共64頁。（5）放散大量熱和有害物質(zhì)的生產(chǎn)過程，宜設在單層廠房內(nèi)。（6）如熱源和有害物質(zhì)放散源布置在車間內(nèi)的一側(cè)時，以放散熱量為主時，應布置在夏季主導風向的下風側(cè)；以放散有害物質(zhì)為主時，一般布置在全年主導風向的下風側(cè)。（7）自然通風進風口的標高：夏季進風口下緣距室內(nèi)地坪愈小，對進風愈有利，推薦采用0.6～0.8m；冬季及過渡季進風口下緣距室內(nèi)地坪一般不低于4m。第20頁/共63頁第二十頁，共64頁。2空氣的熱濕處理（1）表面式空氣處理——加熱劑或冷卻劑通過散熱器對空氣進行冷熱交換，通過散熱器對空氣加熱的稱為加熱器，對空氣冷卻的稱為表面冷卻器：（2）淋水式空氣處理在淋水室中利用水溫不同能達到所需的空氣溫、濕度，又可達到增溫增濕作用。不同溫度的水直接噴淋于所需處理的空氣中，使其產(chǎn)生熱質(zhì)交換，從而達到調(diào)節(jié)空氣溫、濕度的目的。（3）空氣加濕空調(diào)系統(tǒng)中，冬季空氣濕度很低，過渡季節(jié)停用制冷設備時濕度不夠，需用加濕器對空氣增濕。集中加濕方法有：淋水室中噴循環(huán)水和噴蒸汽加濕。藥廠中常用噴蒸汽加濕方法。第21頁/共63頁第二十一頁，共64頁。3空氣除濕①冷凍除濕——利用風機使空氣通過冷凍系統(tǒng)的熱交換器而降溫使空氣中水分析出。②固體除濕——利用硅膠的吸附作用或氯化鈣的吸收作用除去空氣中的水分。③液體除濕——利用二縮三乙二醇（三甘醇）等水溶液表面的蒸汽分壓遠低于空氣中水蒸汽分壓，吸收空氣中的水分。第22頁/共63頁第二十二頁，共64頁。二、潔凈廠房的采暖通風1空氣凈化潔凈廠房的通風與采暖是一體的，系統(tǒng)包括安裝有初效、中效過濾器、末端高效或亞高效過濾器的組合式空調(diào)機組與風管和風量調(diào)節(jié)閥等。潔凈廠房的凈化空氣的供給系統(tǒng)所用關(guān)鍵設備是空調(diào)器，故又稱為空調(diào)凈化系統(tǒng)。所謂凈化就是指為了達到必要的空氣潔凈度，而去除污染物質(zhì)的過程。潔凈室是根據(jù)需要對空氣中塵粒、微生物、溫度、濕度、壓力和噪聲進行控制的密閉空間，并以其空氣潔凈度級別符合有關(guān)規(guī)定為主要特征。影響潔凈室空氣潔凈度的因素很多：大氣含塵濃度，過濾器的效率，人員密度及活動狀態(tài)，潔凈服的發(fā)塵性能，圍護結(jié)構(gòu)的材質(zhì)及發(fā)塵性能，圍護結(jié)構(gòu)的密封性，設備發(fā)塵，過濾器下風側(cè)部件的密封性，室內(nèi)壓力狀態(tài)以及管理水平等。第23頁/共63頁第二十三頁，共64頁。（1）空氣過濾的原理慣性作用：含塵氣體通過纖維時，氣體流線發(fā)生繞流，但塵粒由于慣性作用徑直前進與纖維碰撞而附著。這一作用隨氣速和粒徑的增大而增大。擴散作用：由于氣體分子熱運動對微粒的碰撞而使粒子產(chǎn)生布朗運動，因擴散作用便與纖維接觸而被附著。塵徑越小、氣速越低，擴散作用越明顯。攔截作用：含塵氣流通過纖維層時，若塵粒的粒徑小于密集的纖維間隙時，或塵粒與纖維發(fā)生接觸時，塵粒即被纖維阻留。靜電作用：含塵氣流通過纖維時，由于摩擦作用，塵粒和纖維都可能帶上電荷，由于電荷作用，塵粒可能沉積在纖維上。其他：重力作用，分子間力等第24頁/共63頁第二十四頁，共64頁。（2）空氣過濾器的主要指標①風量：通過過濾器的風量（m3/h）=過濾器面風速（m／s）×過濾器截面積（m2）×3600②過濾效率η——在額定風量下，過濾前后空氣含塵濃度的變化與過濾前含塵濃度之比，如對一個過濾器，此過濾器效率為：如串聯(lián)第二個過濾器，過濾器效率為：

串聯(lián)后之總效率η為：

n個過濾器串聯(lián)，則總過濾效率為：

第25頁/共63頁第二十五頁，共64頁。③穿透率與凈化系數(shù)：穿透率（K）表示微粒穿透過濾器的程度，指過濾后含塵濃度與過濾前含塵濃度之比，即：

K=c2/c1或K=1-η

凈化系數(shù)（KC）表示經(jīng)過濾器后塵粒濃度降低的程度，以穿透率的倒數(shù)表示。即：KC=K-1

④阻力：過濾器阻力由濾材阻力和過濾器結(jié)構(gòu)阻力兩部分組成。濾材阻力和濾速的一次方成正比。結(jié)構(gòu)阻力為氣流通過框架、波紋板等結(jié)構(gòu)的阻力。過濾器全阻力△P：△P=C·uPm

其中uP為濾速；對高效過濾器，C＝3～10，m=1.35～1.36。⑤容塵量：正常運行的過濾器阻力達到規(guī)定值（一般為初阻的1倍或數(shù)倍）時，或效率下降到初始效率的85％以下時過濾器上沉積灰塵的質(zhì)量。表示過濾器允許沾塵的最大量，超過此值過濾器阻力過大，效率下降。第26頁/共63頁第二十六頁，共64頁。（3）影響過濾效果的因素①塵粒的粒徑：塵粒的粒徑越大，慣性作用和攔截作用越顯著，過濾效果越高；反之，粒徑越小，擴散作用越顯著。②過濾速度：隨著濾速的增加，慣性作用增大；反之，減小風速，擴散作用增大。故隨著濾速增加，過濾效率先是下降，然后上升。③纖維直徑和密實性：纖維直徑減小時，過濾效率提高。纖維密實性增加，氣速增加，慣性和攔截作用提高，但阻力增加得比效率大得多，故過濾器的纖維密實性應適當。④附塵影響：隨著塵粒在纖維表面沉積，過濾效率有所增加。但積塵到一定程度后，塵?？赡苤匦嘛w散，效率不斷下降。第27頁/共63頁第二十七頁，共64頁。2空氣凈化過濾器及空調(diào)凈化系統(tǒng)（1）空氣凈化過濾器空氣凈化過濾器按其效率可分初效、中效、高效或亞高效過濾器四類。①粗效過濾器：用于過濾10μm以上大塵粒和異物；一般由粗、中孔泡沫塑料、滌綸無紡布、化纖組合濾料等作為濾材。粗效過濾器主要靠塵粒的慣性沉積，過濾效率一般在20％一30％。②中效過濾器：用以濾除1～10μm的懸浮塵粒；一般由中、細孔泡沫塑料、無紡布、玻璃纖維作為濾材。過濾效率一般在30％～50％。第28頁/共63頁第二十八頁，共64頁。③亞高效過濾器：用以濾除1～5μm的懸浮塵粒；效率在90％～99.9％。用作終端過濾器或作為高效過濾器的預過濾，主要對象是5μm以下塵粒，濾材一般為玻璃纖維濾紙、棉短絨纖維濾紙等制品。④高效過濾器（HEPA）：用以濾除1μm以下以控制送風系統(tǒng)含塵量，主要采用超細玻璃纖維濾紙、石棉纖維濾紙作為濾材。第29頁/共63頁第二十九頁，共64頁。（2）空氣凈化系統(tǒng)①

集中式系統(tǒng)：空氣的過濾、冷卻、加熱、加濕和風機等處理設備集中設置在空調(diào)機房內(nèi)，由風管送入各房間。②分散式系統(tǒng)：分散式凈化空調(diào)系統(tǒng)基本形式是設置局部凈化，即使室內(nèi)工作區(qū)域特定的局部空間的空氣含塵濃度達到所要求的潔凈度級別的凈化方式。第30頁/共63頁第三十頁，共64頁。3排風對于產(chǎn)熱、產(chǎn)濕較多的工序，要排風，應注意：（1）排風裝置上應設置中效過濾器，以有效防止倒灌情況的發(fā)生。排風量應按“排風量≤送風量—正壓風量”進行確定，切不可因排風量過大致使?jié)崈舴块g相對室外負壓。（2）排風機及向外排放的除塵機應與送風機電氣連鎖：送風時，先開送風機再開排風機；關(guān)閉時，先停排風機再關(guān)送風機。（3）對“高效包衣間”等使用易爆物質(zhì)的場所，排風裝置應采用防爆型的。（4）確定各工序排風量的經(jīng)驗值第31頁/共63頁第三十一頁，共64頁。7.3制藥用水供應系統(tǒng)制藥用水為飲用水、純化水、注射用水及滅菌注射用水：飲用水：天然水經(jīng)凈化處理所得的水，飲用水可作為藥材凈制時的漂洗、制藥器具的粗洗用水。除另有規(guī)定外，亦可作為口服、外用普通制劑所用藥材的提取溶劑。中藥注射劑、滴眼劑等滅菌制劑用藥材的提取不得用飲用水。第32頁/共63頁第三十二頁，共64頁。純化水：原水經(jīng)過蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得的供藥用的水，不含任何添加劑。可作為配制普通藥物制劑用的溶劑或試驗用水，不得用于注射劑的配制。注射用水：純化水經(jīng)蒸餾所得的水，應符合細菌內(nèi)毒素試驗要求?？勺鳛樽⑸鋭┯玫娜軇缇⑸溆盟鹤⑸溆盟兆⑸鋭┥a(chǎn)工藝制備所得。主要用于注射滅菌粉末的溶劑或注射液的稀釋劑。第33頁/共63頁第三十三頁，共64頁。7.4自動控制與設計條件制藥工業(yè)涉及化學合成制藥過程、生物代謝制藥過程、天然藥物分離純化過程以及各種藥物制劑配制加工等過程，具有工藝復雜、設備種類繁多、高溫、高壓、腐蝕、易燃、易爆、有毒有害等特性，為了保證生產(chǎn)人員、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)環(huán)境以及生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的安全，更為了用藥人的權(quán)益和安全，必須有可靠有效的檢測與控制手段來確保所需的全部安全。第34頁/共63頁第三十四頁，共64頁。自動控制系統(tǒng)示意圖第35頁/共63頁第三十五頁，共64頁。DCS(DistributedControlSystem)的意思是分散控制系統(tǒng)，其核心思想是分散控制、集中監(jiān)控。與工業(yè)過程打交道的過程監(jiān)控站不是分散的而是集中的，現(xiàn)場信號的檢測、傳輸與控制采用的是4～20mA模擬信號。該系統(tǒng)由各種工作站通過局域網(wǎng)連接而成，工程師站、操作管理站、信息管理站完成系統(tǒng)的組態(tài)、監(jiān)視操作和運行管理，現(xiàn)場測控站完成生產(chǎn)過程信息的采集和控制。系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是一對一結(jié)構(gòu)，即一臺儀表、一對傳輸線、單向傳輸一個信號。第36頁/共63頁第三十六頁，共64頁。7.5廢棄物處理7.5.1制藥工業(yè)廢氣處理一、廢氣的產(chǎn)生與種類來源：⑴原料藥合成及半合成生產(chǎn)過程生成的廢氣，⑵藥物加工和制劑過程產(chǎn)生的廢氣，⑶系統(tǒng)環(huán)境凈化過程排出的廢氣。按所含主要污染物的性質(zhì)不同，排出的廢氣可分為：含無機污染物廢氣含有機污染物廢氣第37頁/共63頁第三十七頁，共64頁。二、廢氣處理的基本原理與方法通常，藥物生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣，不是單一的某種無機的或有機的氣體，而是混有有機原料或藥物的含濕或含固的廢氣，也可能是集中無機或有機氣體的混合廢氣，或是氣、液、固三相的混合體。第38頁/共63頁第三十八頁，共64頁。對這些含濕、含（微生物和病毒等在內(nèi)的）固體懸浮物的廢氣的處理，實際上是—個氣液、氣固或氣液固多相混合物的分離問題?？衫盟鼈兊馁|(zhì)量和顆粒的大小差異，借助外力的作用將其分離出來；處理含無機或有機污染物的廢氣則要根據(jù)所含污染物的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，通過冷凝、吸收、吸附、燃燒、催化以及微生物發(fā)酵或酶催化轉(zhuǎn)化等方法進行無害化處理。第39頁/共63頁第三十九頁，共64頁。廢氣體的處理方法主要有吸收法、吸附法、催化法以及膜分離等。吸收法處理含無機物的廢氣，技術(shù)比較成熟，操作經(jīng)驗比較豐富，適應性較強。所用吸收劑包括：水、堿性水溶液或酸性水溶液。特殊情況下，可采用合適的有機溶劑或有機物的水溶液作為吸收劑。第40頁/共63頁第四十頁，共64頁。a.就物理吸收而言，溶液面上在某種程度上存在有較大的組分壓力，而且吸收到最后只能進行到氣相中的組分壓力略高于組分在溶液面上的平衡壓力為止。b.在伴有化學吸收的情況下，被吸收的組分在液相中是以化合物狀態(tài)結(jié)合在一起。在不可逆反應時，溶液面上的組分平衡分壓極小，但也可充分吸收；在可逆反應時，溶液上方有明顯的組分壓力，但比物理吸收時小。第41頁/共63頁第四十一頁，共64頁。氣體凈化的典型吸收裝置第42頁/共63頁第四十二頁，共64頁。對于那些通過吸入或由于皮膚接觸可使人致命，或嚴重傷害或損害人類健康的廢氣，以及能夠造成延遲或慢性傷害或損害人類健康的的廢氣，一般是通過反應吸收：（1）氰化氫以液堿吸收，工業(yè)上是用2%的NaOH水溶液吸收中和，使之生成NaCN，以達到回收利用的目的。（2）氯氣以液堿吸收這是化學反應吸收，通過此反應可回收次氯酸鈉液，第43頁/共63頁第四十三頁，共64頁。（3）光氣和氟光氣，用催化水解法處理使光氣和水或稀鹽酸在催化劑層中相遇，反應生成二氧化碳和鹽酸。（4）氮氧化物用液堿吸收氮氧化物主要是指NO、NO2。處理方法主要有干法和濕法。干法中受歡迎的是選擇性催化還原法，除氮效率高達70～90%。其原理是利用NH3、H2、CO或碳氫化合物等還原劑，借助V2O5-TiO2及分子篩等催化劑將氮氧化物選擇性地還原成氮氣。（5）三氧化硫的處理用水吸收或堿液吸收，還可以借助接觸法制硫酸技術(shù)中的SO3的流程裝置和吸收工藝。第44頁/共63頁第四十四頁，共64頁。三、有機物廢氣的處理藥物的合成、分離純化及成型加工過程，頻繁甚至大量使用氯乙烷、醋酸乙酯、乙醇、異丙醇、甲苯以及二甲苯等有機物，由于反應設備密封不好，或冷凝效率偏低、或干燥過程的有機蒸汽等因素導致廢氣的形成。尤其是使用低沸點有機物，如，硼烷、砷烷、乙炔、小分子烯烴、環(huán)氧乙烷、氯甲烷、氯乙烷、甲醇、乙醇、磷化氫、硼化氫以及甲氨等，它們自身相互混合或與空氣混合產(chǎn)生有機物廢氣，且絕大多數(shù)是有毒害的。第45頁/共63頁第四十五頁，共64頁。含有機污染物廢氣的一般處理方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法、燃燒法和生物法。對低沸點溶劑采用活性炭吸附收集，加熱解吸回收為有效的方法；不能回收的有機廢氣，可以考慮焚燒法或催化燃燒法；對無法回收利用的有機廢氣可采用納米催化劑和酶的催化氧化分解以及超臨界氧化分解等新技術(shù)。第46頁/共63頁第四十六頁，共64頁。四、含塵廢氣的處理常用的除塵方法有機械除塵、洗滌除塵和過濾，所用除塵設備包括：旋風除塵器、洗滌器、顆粒層除塵器、電除塵器、袋除塵器等。機械除塵設備具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、阻力小和運轉(zhuǎn)費用低等特點，但此類除塵設備只對大粒徑粉塵的去除效率較高。第47頁/共63頁第四十七頁，共64頁。過濾除塵是使含塵氣體通過多孔材料，將氣體中的塵粒截留下來，使氣體得到凈化。過濾除塵器結(jié)構(gòu)簡單、對粒徑不小于亞微米粒子的捕集性能極高。袋式除塵器基本結(jié)構(gòu)是在除塵器的集塵室內(nèi)懸掛若干個由織布、氈等圓筒狀的濾布制成的濾袋，當含塵氣流從外面或里面穿過這些濾袋的袋壁時，塵粒被袋壁截留，即把含塵的氣體過濾，在濾布上堆積的粉塵層，通過周期性地振打布袋或反吹振動、脈動噴吹而使積塵脫落。第48頁/共63頁第四十八頁，共64頁。7.5.2制藥工業(yè)廢水處理制藥工業(yè)廢水主要包括藥物生產(chǎn)過程的廢水以及車間保潔過程形成的洗滌廢水等，工業(yè)廢水進入處理系統(tǒng)前，要作必要的預處理，其中包括格柵、均化等處理，以保證后續(xù)處理的正常進行。制藥企業(yè)產(chǎn)生的廢水通常含有多種有機物，在確定廢水處理工藝流程時，應根據(jù)廢水的水質(zhì)、水量及其變化幅度、處理后的水質(zhì)要求及地區(qū)特點等，確定最佳處理方法和流程為了盡量減少廢水的處理量，有必要預先構(gòu)建有清污分流的排水系統(tǒng)。所謂清污分流是指將清水(如間接冷卻用水、雨水和生活用水等)與廢水(如制藥生產(chǎn)過程中排出的各種廢水)分別用各自不同的管路或渠道輸送、排放或貯留，以利于清水的循環(huán)套用和廢水的處理。第49頁/共63頁第四十九頁，共64頁。一、廢水的污染控制指標水質(zhì)指標是表征廢水性質(zhì)的參數(shù)：pH——反映廢水酸堿性強弱的重要指標。它的測定和控制，對維護廢水處理設施的正常運行，防止廢水處理及輸送設備的腐蝕，保護水生生物和水體自凈化功能都有重要的意義。處理后的廢水應呈中性或接近中性。懸浮物(SS)——廢水中呈懸浮狀態(tài)的固體，是反映水中固體物質(zhì)含量的一個常用指標，可用過濾法測定，單位為mg／L。第50頁/共63頁第五十頁，共64頁。生化需氧量(BOD)——在一定條件下，微生物氧化分解水中的有機物時所需的溶解氧的量，單位為mg／L。BOD反映了廢水中可被微生物分解的有機物的總量，其值越大，表示水中的有機物越多，水體被污染的程度也就越高?；瘜W需氧量(COD)——在一定條件下，用強氧化劑氧化廢水中的有機物所需的氧的量，單位為mg／L。我國的廢水檢驗標準規(guī)定以重鉻酸鉀作氧化劑，標記為CODCr。第51頁/共63頁第五十一頁，共64頁。二、廢水處理方法1廢水處理級數(shù)按處理程度劃分，廢水可分為預處理，以及一級、二級、三級和/或高級處理：預處理——除去的是一些粗大固體和其它大尺寸材料，包括木材、織物、紙張、塑料和垃圾等有機固體物以及象砂石、金屬或玻璃等無機固體廢棄物。一級處理——借助的是沉淀和浮選等物理過程除去水中有機和無機固體污染物，約有生化耗氧(BODs)的25-50%，全部懸浮物的50-70%以及油和油脂的65%在此間被除去。第52頁/共63頁第五十二頁，共64頁。二級處理——主要指生物處理法，它是在受控的環(huán)境下利用多種微生物對廢水進行生物處理，可除去廢水中的大部分有機污染物和懸浮的固體物，使廢水得到進一步凈化。二級處理適用于處理各種含有機污染物的廢水。廢水經(jīng)二級處理后，BOD5可降至20～30mg／L，水質(zhì)一般可以達到規(guī)定的排放標準。高級處理是一種凈化要求較高的處理，按所用流程分為三級處理、物化處理和生物－物理－化學耦合的處理。目的是除去二級處理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有機物、可導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物(如氮、磷等)以及各種病毒、病菌等。

第53頁/共63頁第五十三頁，共64頁。a.三級處理：在二級處理流程結(jié)束后增加任何單一操作單元的水處理過程，方法包括過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電滲析、反滲透以及生物法脫氮除磷等。b.物化處理：是一個生物的和物理－化學過程混合的處理過程。c.生物－物理－化學耦合處理：在常規(guī)生物處理后增加三級處理流程中任何一個操作單元，并且在這種耦合處理技術(shù)中，生物處理和物化處理是混合的。廢水經(jīng)三級和/或高級處理后，BOD5可從20～30mg／L降至5mg／L幾以下，可達到地面水和工業(yè)用水的水質(zhì)要求，甚至符合生活用水質(zhì)量。第54頁/共63頁第五十四頁，共64頁。2廢水處理的基本方法工業(yè)廢水處理的傳統(tǒng)方法包括物化法，化學法及生化法三大類。在廢水處理中，常常需要將幾種處理方法組合在一起，形成一個處理流程。流程的組織一般遵循先易后難、先簡后繁的規(guī)律，即首先使用物理法進行預處理，以除去大塊垃圾、漂浮物和懸浮固體等，然后再使用化學法和生物法等處理方法。屬于物化法的有沉降、浮上、混凝、氣浮、過濾、離心分離、吸附、吹脫、氣提、萃取、泡沫萃取、離子交換、電滲析、反滲透和膜技術(shù)等，物理法常用于廢水的一級處理。第55頁/共63頁第五十五頁，共64頁。屬于化學法的有中和、沉淀、氧化、還原、消毒等，常用于有毒、有害廢水的處理，使廢水達到不影響生物處理的條件。生物法是利用微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)，生物法能夠去除廢水中的大部分有機污染物，是常用的二級處理法。物理化學法是綜合利用物理和化學作用除去廢水中的污染物，如