伊犁“战”记:一场治理三废的环保战役

西北边陲,新疆伊犁,从自治州首府伊宁市区向西约15公里,伊犁河畔约113个标准足球场的土地上,盘踞着一座由高耸的烟囱、交错的管道与庞大的罐子筑成的巨型工业“迷宫”。

这座“迷宫”,是伊犁川宁生物技术股份有限公司(简称“川宁生物”)所在地。每时每刻,“迷宫”中发生着数以亿计的“神奇反应”——它能治病救人,创造数十亿财富,却也一度招来指责、抗议和上百万元的罚单,甚至让川宁生物险些关停。

川宁生物负责EHS(环保、职业健康和安全生产)的副总经理沈云鹏回顾过往波折,仍心有余悸,但眼下他终于松了一口气:与“神奇反应”令人不悦的副产品斗智斗勇八年后,终于迎来阶段性胜利。

布局中的“意外”

迷宫里的“神奇反应”,原本是为了生产硫氰酸红霉素、头孢中间体、青霉素中间体,它们是制作罗红霉素、阿奇霉素、头孢和青霉素等抗菌药物的原料。

这是老百姓最常用的消炎药,也是科伦药业2010年决定投资40亿元建设子公司川宁生物的原因。彼时,科伦药业已在输液领域居于领先,但董事长刘革新认为,与输液天然相连,并具有广大市场的抗生素,是一个不可不争的领域。

抗生素的生产需要大量农副产品和能源。而背靠天山、物产丰饶、煤炭储备丰富的伊犁,成了刘革新眼中生产抗生素选址的“不二之选”。他舍近求远,将川宁生物建在离科伦药业成都总部3000公里之遥的伊宁市郊。

按最初设计,川宁生物每年总产能超过16000吨。满产后青霉素、硫氰酸红霉素、头孢中间体分别能在全球市场占35%、40%、50%,成为“全球重要的抗生素中间体基地”,不仅能为科伦药业每年创收超过数十亿元,更有了争夺全球抗生素生产话语权的底气。

但这治病创富的“神奇反应”,也有与生俱来的另一面:投入大,产出小,还产生大量令人不悦的副产品——每生产出1吨抗生素原料,就会产生数百吨成分复杂的废水、带有异味的废气,和近十吨处理棘手的废渣。

2011年,新环保法尚未出台。国内针对发酵方式生产抗生素,仅环保部《发酵类制药工业水污染物排放标准》规定了水污染物的排放限值、监测和监控要求。

于是,项目投建之初,川宁生物预算4.8亿元,采用当时行业通行的环保技术及环保设施——“生化处理+芬顿深度处理+臭氧氧化”,重点处理废水。废气则经过除尘之后排放。

但这一切,没有通过伊犁百姓的环保测试。

困境

2013年9月,川宁生物一期硫氰酸红霉素投入试生产,伊宁市环保部门的投诉电话也开始响个不停。不断有市民投诉,川宁生物厂区飘来“霉味”,老百姓担心异味有害健康和环境。

川宁生物立即投入2000万元,建设19台套废气净化洗涤塔,将废气“清洗”之后再行排放。但由于废气成分复杂,异味并没有完全去除。

这一年的12月,沈云鹏从科伦药业总部被紧急派往伊犁,兼任川宁生物EHS总监。除夕,食堂里团圆饭刚摆上餐桌,沈云鹏却连夜被伊宁市政府叫走,要求现场回答如何解决异味治理问题。

事实上,除了废气,试生产中暴露的污水处理问题同样让沈云鹏忧心:最初按照与政府签订的协议,当地将新建一个污水处理厂。川宁生物只需将废水进行初步处理后接入即可。但这个污水处理厂尚未建成,每天大量生产废水无处排放。

留给川宁的只有一条路:一边小规模试产,一边进行环保升级。

新年未过,川宁生物厂区就增建10台套废气净化洗涤塔,并新购1台臭氧发生器装置强化废水和废气处理。半年后,又增加16台套废气净化洗涤塔和1套臭氧发生器。一年间,各项环保投入已追加到近8亿,厂区内三四层楼高的洗涤塔增加到45座,2套处理废水和废气的臭氧发生器日夜运转不停。

然而,2014年的严冬仍引爆了危机。天气阴冷异味不散,风雪则让新洗涤塔的建设再度延期。伊宁百姓的不满愈演愈烈。异味扰民的消息不断见诸报端,一群年轻人甚至戴着防毒面具来到厂区门口以“行为艺术”的方式表达抗议。

川宁生物不得不将正常运转的发酵大罐从满产时20个减至14个,再减到9个、2个。但数十万甚至上百万元的罚单已接踵而至,州、市党委、政府及环保主管部门也纷纷约谈,要求川宁尽快解决异味问题。

2015年,新环保法正式施行。伴随这一“史上最严环保法”,国内无数抗生素制药企业折戟沉沙。1月29日,川宁生物也收到伊犁州政府的最后通牒,“安全限产乃至停产,全力整改直到无异味飘出、符合国家排放标准、群众无投诉意见”。

重压之下,3名高管先后辞职。沈云鹏每天凌晨3点仍不敢入睡,盯着床头柜上的手机,不知下一个危机何时来临。环保事业部部长地尔夏提·艾沙江回忆,那时废气、废水治理难关久攻不克,企业随时有可能被关闭。

治!

这样的困局,科伦药业高层始料未及。远在成都的董事长刘革新决定亲赴伊犁。

这个生于上世纪50年代的企业家,在花甲之年一年中多次往返伊犁,最后留给川宁生物团队一个指示:治!

但放眼世界,抗生素尾气异味治理是一个全球性难题,当时的国内外没有一家企业能够有效攻克。

没有经验可循,只能摸着石头过河。刘革新率先定调“环保优先,永续发展”,在资金投入上更是表态,“绝不设限,需要多少就投多少,目标是建成世界一流”。

为了解决难题,科伦药业首先将清华大学环境学院等环保科研院所的顶尖专家请进伊犁,针对环保“三废”问题尤其是尾气异味治理进行现场“会诊”。经过分析,专家们开出“药方”:由于抗生素尾气成分复杂,不能只是终端处理,而应先弄清成分,再针对性治理。而且,解决问题的策略,需从不断做加法——加洗涤塔、加化学处理药剂,变为做减法——前端减量、密闭收集、分类处理、综合补强。

2015年起,由临危受命的新任总经理邓旭衡带队,前往河北“药谷”、山西等地,哪个企业环境保护成效显著,尤其是尾气治理经验丰富,就前往参观学习。

“取经”归来,川宁生物便组建了500人的环保整改突击大军,向环保“三废”全面“开战”。全国各地环保设备生产商来到川宁现场进行环保工艺试验,并配合生产开展小试和中试放大验证。

在经历了无数次满心欢喜又希望落空之后,废渣、废水治理初见成效。

通过改造陶瓷膜菌渣浓缩技术,将单罐排放的菌渣液减少50%,源头上减少了一半喷雾干燥尾气排放量。针对产生的大量废水,淘汰投资两千余万元的“芬顿工艺”,首次在废水的终端处理环节大规模运用机械蒸汽再压缩技术(MechanicalVaporRecompression,MVR),不仅实现了水和水中物质的初步分离,二次蒸汽也得到了充分的利用。

但作为抗生素发酵尾气异味的顽疾还未彻底解决。

针对不同的废气,整改团队历时4月,试验了各种治理设施。光验证工艺的有效性,就花费两千余万元,但效果仍不理想。

直到2015年10月,基于对发酵尾气成分的检测分析,在一次小规模试验中,一种进口分子筛带来了一丝曙光。秘密在于分子筛这种材料,内部布满了尺寸精确分布均匀的微小孔洞,就像“海绵”一样,将小分子物质吸附锁定。这正好可以用来吸附浓缩废气中的易挥发性物质。

听到试验结果后,总经理邓旭衡立马拍板,投入三千多万元购入,投入生产线正式试用。

4台日本进口分子筛装置,很快在硫氰酸红霉素发酵车间增建投入使用。经过分子筛吸附处理后的净化气体通过高空排放,被吸附在分子筛上的挥发性有机物,则集中起来用高温热氧化燃烧处理。

经检测,分子筛尾气出口处的挥发性有机物VOCs降为1毫克/立方米,去除率达到95%以上。

更令人欣喜的是,随着更多分子筛和活性炭装置建成并投入使用,环保部门的投诉电话不再响个不停。

这意味着,困扰川宁生物及行业多年的抗生素尾气异味治理难题终于得到解决。

主动还击

从2016年起,在川宁生物厂区大门口一侧,竖立了一块巨大的电子屏,屏上动态展示着企业当天废气、废水排放数据情况。

如果说此前只是“被动应战”,从2017年起川宁生物便开始“主动还击”。

首先,从技术层面系统性统筹而非着眼局部开展治理。例如,含有氯化铵的废水,原来直接排放到终端治理,但废水中高浓度的氯离子和氨氮极难处理。现在,则在源头减量和回收,使用特种膜将氯化铵分离出来,加工成副产品氯化铵化肥,不仅后续废水排放量减少、更易处理,还能额外增收。此外,通过MVR技术,再结合特种膜分离和提纯废水中的无机盐,80%以上废水经过净化处理后,能再用于生产系统以及厂区绿化,大大节约了资源。

其次,环保系统预留了较大的处理弹性,和应急处理装置,确保治理系统效果稳定。例如,为了确保二期头孢中间体发酵尾气异味的处理裕量和弹性,在分子筛和活性炭床处理装置之外,川宁生物再投资近千万元,增建1套常温催化氧化装置。2017年,为了及时发现生产设施系统跑冒滴漏的意外情况,川宁生物建设了环厂的异味气体在线监测预警系统。甚至,川宁生物还建起伊犁州唯一的民间嗅辨实验室,培训了三十多名专业持证嗅辨员,每天在厂区及厂界周边自行“找茬”,主动发现可能存在的异味泄漏问题,及时排除隐患。

另外,环境保护的管理也日趋精细化。沈云鹏回忆,2013年刚到川宁时环保人员仅二十余人。但随着一二期项目的先后建成投产,环保“三废”治理系统越加庞杂,川宁生物为此专门成立了环保事业部,下设4个车间:一个生化处理车间;一个MVR车间,专门处理废水;一个尾气净化处理车间,专门处理废气;还有一个专门处理固体废物主要是抗生素菌渣的喷干车间,环保团队逐渐增至410余人。

多管齐下之后,伊犁环保主管部门收到的投诉从2014、2015年的448起降至2018年的13起。

2017年,川宁生物入选国家工信部首批“国家绿色工厂”名单,成为新疆地区唯一入选的制药企业。

重塑生态

当中科院66岁退休研究员任立人2018年第一次从北京来到伊犁,看到塞外江南矗立的这座巨型工厂,深受震撼。毕竟,环保设施占地面积超过厂区四分之一、环保投资超过25亿、每年环保运营投入超过4亿元的企业并不多见。

任立人在制药行业干了一辈子环保“三废”治理,当听到原来备受尾气困扰的川宁如今废气处理量超过200万立方米/小时,亲眼目睹处理后的工业用水可直接饮用,心里由衷赞叹。

任立人是前来解决环保“三废”中的另一个治理难题——抗生素菌渣。

中国是抗生素生产大国。据统计,每年抗生素菌渣产生量近千万吨。菌渣含有丰富的蛋白质、氨基酸等资源,但也含有抗生素残留及相关代谢产物。国内外制药企业曾通过干燥加工后用作饲料,但因引起耐药菌泛滥而被叫停。从2002年起,国家有关部门开始禁止将抗生素菌渣用作饲料或饲料添加剂。近年来,更将其列入《国家危险废物名录》,通常只能焚烧了之。但因为菌渣产生量大,含水量高,每吨处理成本超过3000元,焚烧处理还会造成大气污染,于是成为“烧不得、烧不了、烧不起”的大麻烦。

“世界上许多企业因不能解决环保问题而放弃这个产业,但中国不行,我们有14亿人,全部用进口药,国家和老百姓都负担不起。”任立人感叹。于是,当接到川宁生物邀请出任“国家环境保护抗生素菌渣无害化处理与资源化利用工程技术中心”(简称“工程技术中心”)总工程师时,他毫不犹豫地答应下来。

工程技术中心经国家生态环境部批准,就建在川宁生物厂区,致力于中国抗生素菌渣的无害化处理以及形成有机肥的新型产业化应用研究。三年来,任立人和工程技术中心其他院士专家,与清华大学、中科院、中国环科院、哈尔滨工业大学、同济大学、北京农业生物技术研究中心、新疆大学、新疆农业大学、常州大学等,搭建产学研用平台。目前已建立产业化示范基地、有机肥实验基地和9个专业化研究室。首期,工程技术中心选取了青霉素、头孢菌素和红霉素这三类产量最大的抗生素菌渣,就其无害化处置和资源化利用的关键技术、装备开发、风险评估开展了多维研究。

经过近三年的建设,2021年1月工程技术中心顺利通过生态环境部组织的竣工验收。“现在的工作才刚刚开始。”沈云鹏介绍,未来工程技术中心还将继续研发新的抗生素菌渣无害化处理工艺技术,提供解决方案和环境风险评估体系,在风险可控的前提下,让土霉素、四环素等更多产品的抗生素菌渣得到无害化高效利用。

这是川宁生物解决了自身环保危机后的更大雄心——不光解决企业自身的固废问题,更致力于解决制约行业发展的关键技术,将青山绿水还给自然,也重塑一个更健康的行业生态。

在沈云鹏看来,随着国家“双碳”政策的大力推行,绿色发展深入人心,环保政策日趋严格,制药行业已经进入了新一轮洗牌。提高行业环保执行标准,淘汰落后产能,提升产业集中度,从而降低资源消耗,让价格回归理性,才能让中国抗生素乃至医药行业在世界上真正掌握话语权。

在与“三废”斗智斗勇近八年之后,他感慨,川宁生物终于实现“反转”——从曾经的探路者,成为如今环保经验的分享者、行业标准的制定者、绿色生产的引领者。

在结束工程技术中心初期成果的鉴定会后,沈云鹏从北京返回伊犁,回到厂区附近。挺拔的白杨环绕,蓝天与绿茵交相辉映,一群野鸽似乎特别钟情这里,不约而同从四面八方飞来。他深知,这样的平静来之不易。如果鸟儿们留意,或许会在厂区内的标语上,看到背后的原因,“环境保护定生死,绿色发展定输赢”。

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