制药行业作为精细化工领域的重要组成部分，其生产过程涉及复杂的化学反应，会产生大量含 VOCs 的废气。这些废气成分复杂、毒性大，不仅对操作人员的健康构成威胁，还会对周边生态环境造成不良影响。本文结合制药行业的生产特点，从源头控制、过程优化和末端治理三个层面，系统阐述 VOCs 减排的技术路径，为制药企业提供切实可行的解决方案。
一、制药行业 VOCs 排放现状与挑战
制药行业的 VOCs 排放主要集中在发酵、提取、合成、制剂等生产环节，典型污染物包括乙醇、丙酮、二氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯等。不同制药工艺的排放特征差异明显：化学合成类制药企业 VOCs 排放强度较高，可达 100-500kg / 吨产品；生物发酵类企业则以乙醇、乙酸等水溶性 VOCs 为主。
当前制药行业 VOCs 治理面临三大挑战：一是废气成分复杂，部分含氯代烃等难降解物质，增加治理难度；二是生产批次性强，废气排放波动大，对治理系统的稳定性要求高；三是部分企业受场地限制，治理设备安装空间不足，需采用紧凑式工艺设计。
二、源头控制：绿色工艺与原辅材料替代
（一）工艺技术升级
推动制药工艺从传统的化学合成向生物合成、连续化生产转型，可显著减少 VOCs 产生。例如，采用生物酶催化技术替代化学合成生产他汀类药物，有机溶剂使用量减少 60% 以上；采用连续流反应技术生产抗生素，反应时间从传统的 24 小时缩短至 1-2 小时，溶剂回收率提升至 95% 以上。
（二）低 VOCs 原辅材料替代
在制剂生产环节，以水性包衣材料替代有机溶剂包衣材料，可消除乙酸乙酯、乙醇等 VOCs 的排放；在提取工艺中，采用超临界 CO₂萃取技术替代有机溶剂提取，既避免 VOCs 产生，又能提高产品纯度。此外，推广使用低挥发性的环保型溶剂，如丙二醇甲醚乙酸酯（PMA）替代甲苯、二甲苯，可有效降低 VOCs 排放强度。
三、过程优化：密闭收集与溶剂回收
（一）废气密闭收集系统
建立全密闭的废气收集系统是减少无组织排放的关键。对反应釜、离心机、干燥器等设备进行密封改造，采用密闭式管道连接，配套集气罩和负压抽吸装置，确保废气收集效率≥90%。对于易挥发的物料储罐，采用内浮顶罐或氮封技术，减少呼吸损耗，VOCs 减排率可达 85% 以上。
（二）溶剂回收技术
制药生产中使用的有机溶剂约占原料总量的 30%-50%，通过溶剂回收实现循环利用，既能降低 VOCs 排放，又能节约成本。常用的溶剂回收技术包括精馏、膜分离、活性炭吸附等。
精馏技术适用于高浓度溶剂废气的回收，例如对二氯甲烷、乙醇等溶剂的回收率可达 90% 以上；膜分离技术利用选择性渗透膜分离溶剂分子，适合处理低浓度、大风量废气，回收率约 70%-80%；活性炭吸附 – 脱附技术则广泛应用于中低浓度溶剂废气的回收，通过水蒸气脱附回收有机溶剂，回收率稳定在 85% 以上。
四、末端治理：高效降解与达标排放
（一）蓄热式热氧化（RTO）技术
对于高浓度、难降解的 VOCs 废气，RTO 技术是最有效的治理方式之一。RTO 通过蓄热体吸收废气氧化分解产生的热量，预热进入的废气，使热效率高达 95% 以上，运行成本显著降低。该技术对 VOCs 的去除率可达 99% 以上，适用于处理浓度 1000-5000mg/m³ 的制药废气，尤其适合含氯代烃、苯系物等难降解污染物的处理。
（二）吸附 – 催化氧化（CO）技术
针对中低浓度制药废气，吸附 – 催化氧化技术具有优势。该工艺通过活性炭或沸石分子筛吸附浓缩 VOCs，脱附后的高浓度废气进入催化氧化炉，在 250-350℃的温度下，通过贵金属催化剂氧化分解为 CO₂和 H₂O。
该工艺的核心是催化剂的选型，针对制药废气中的含氯污染物，需选用抗氯中毒的催化剂，如 MnO₂-CeO₂复合氧化物催化剂，其对二氯甲烷的去除率可达 95% 以上，且使用寿命长达 3-5 年。
（三）生物降解技术
对于水溶性 VOCs 废气，如乙醇、乙酸、氨气等，生物降解技术具有成本低、无二次污染等优点。该技术利用微生物的代谢作用，将 VOCs 转化为无害物质。常用的生物处理设备包括生物滤池、生物滴滤塔等，其中生物滴滤塔通过循环喷淋营养液，为微生物提供适宜的生长环境，对 VOCs 的去除率可达 85%-95%。
五、工程应用：某化学制药企业 VOCs 治理项目
（一）项目背景
该企业主要生产抗生素原料药，废气排放量为 30000m³/h，VOCs 浓度为 800-1500mg/m³，主要污染物为丙酮、二氯甲烷和甲苯。项目需满足 GB 37822-2019 标准要求，排放浓度≤60mg/m³，去除效率≥90%。
（二）工艺方案
采用 “溶剂回收 + RTO” 组合工艺：
- 溶剂回收阶段：高浓度废气经冷凝预处理后，进入活性炭吸附塔，回收丙酮、二氯甲烷等溶剂，回收率≥85%；
- RTO 处理阶段：回收后的低浓度废气与其他车间废气混合，进入 RTO 装置，通过蓄热式氧化分解，去除率≥99%。
（三）运行成效
项目投运后，废气排放浓度稳定在 20-30mg/m³，满足环保标准要求。通过溶剂回收，企业每年可回收有机溶剂约 120 吨，创造经济效益约 180 万元；RTO 装置的热效率达 95% 以上，年节约天然气用量约 50 万 m³，显著降低运行成本。
六、未来发展趋势
随着 “双碳” 目标的推进，制药行业 VOCs 治理将朝着智能化、低碳化方向发展。一方面，通过物联网、大数据等技术实现治理系统的实时监测与智能调控，提升运行效率；另一方面，探索光伏、余热回收等清洁能源替代技术，降低治理过程的碳排放。此外，国家将进一步强化 VOCs 排放的监管力度，推动制药行业加速绿色转型。
