文_田浩楊 路明哲 肖倩 深圳市潤科環(huán)保應(yīng)用技術(shù)研究有限公司

1 中藥廢渣現(xiàn)狀與特點

中藥主要由動植物和部分礦物類藥材組成，其中大部分為植物類藥材，占85%以上。近年來我國中藥廢棄物超過1.6×107t。中藥廢棄物主要來源于中藥材生產(chǎn)過程中的廢棄根、莖、葉、果肉、果核等及加工過程的下腳料。中藥廢渣一般為濕物料，具有高有機質(zhì)、高濕易腐、強烈異味等特點。隨著國家對環(huán)境治理力度的加大，如何進行中藥渣的無害化、資源化，已成為中藥行業(yè)面臨的重要課題。

2 中藥渣預(yù)處理技術(shù)

2.1 規(guī)模化粉碎

粉碎法是指用粉碎、研磨切割等物理手段對中藥渣進行處理，以充分減小藥渣原料大小。球磨粉碎和錘磨粉碎是常用的粉碎方式，球磨粉碎更有利于破壞生物質(zhì)原料的細胞結(jié)構(gòu)；錘磨粉碎后的生物質(zhì)藥渣粒徑大，均勻度差，有機質(zhì)含量比球磨粉碎高，灰分含量降低。

2.2 干燥預(yù)處理

干燥預(yù)處理包括通風晾曬干燥、機械干燥等。自然干燥如建設(shè)陽光棚等，成本低但效率也低，出料含水量不穩(wěn)定，故通常只將其作為預(yù)處理的第一個步驟。機械干燥包括強制通風、熱風等干燥等，此外，微波干燥等技術(shù)也有工程應(yīng)用。

2.3 化學預(yù)處理

①熱水預(yù)處理：高溫高壓條件下利用水蒸汽來處理生物質(zhì)藥渣，熱水預(yù)處理可以分解木質(zhì)纖維素，降低灰分及無機離子含量，降低熱解產(chǎn)物中的固體產(chǎn)率。

②稀酸預(yù)處理：利用酸降解半纖維素，增加酶解糖化纖維素。工藝簡單、成本低廉，但會產(chǎn)生酸性廢水且需再次干燥。

③堿性溶液預(yù)處理：與木質(zhì)素酸性分子反應(yīng)，使木質(zhì)素溶解，酯鍵會發(fā)生斷裂，大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿印?/p>

3 中藥渣資源化技術(shù)

3.1 藥渣燃燒技術(shù)

3.1.1 直接燃燒技術(shù)

直接燃燒是指把中藥渣原料送入適合生物質(zhì)燃燒的生物質(zhì)鍋爐中直接燃燒，傳統(tǒng)爐灶燃燒方式燃燒熱效率不足20%，生物質(zhì)鍋爐適用于相對集中、大規(guī)模利用生物質(zhì)資源。

3.1.2 混合燃燒技術(shù)

混合燃燒技術(shù)包括兩種方式。一種是將生中藥渣與燃煤在燃料場進行混合后燃燒；另一種是設(shè)置獨立的中藥渣處理和給料生產(chǎn)線，經(jīng)過機械或者氣動形式給料，然后在現(xiàn)有的燃煤噴入系統(tǒng)和燃燒器中燃燒。這種情況下燃料的混合發(fā)生于燃燒室，不會影響化石燃料的輸送系統(tǒng)，但投資相對較高，安裝相對復(fù)雜。

3.2 工程實例

3.2.1 揚子江藥業(yè)江蘇中藥渣綜合利用項目

項目將兩臺燃煤鍋爐改造為生物質(zhì)鍋爐，中藥渣作為生物質(zhì)能源鍋爐燃料替代化石類能源煤炭生產(chǎn)蒸汽。據(jù)相關(guān)資料介紹，該系統(tǒng)可產(chǎn)出蒸汽20520t，缺口部分從外部購入。項目實施后可減少原煤消耗10800t，折標準煤7714.44t。

3.2.2 華潤電力古城有限公司藥渣摻燒項目

河南華潤電力古城有限公司通過技改將藥渣（危廢）摻燒原煤后送入高溫爐膛無害化處置。2018年4月通過河南省環(huán)保廳組織的專家評審，2018年7月取得危險廢物經(jīng)營許可證。

3.3 藥渣熱解技術(shù)

中藥渣生物質(zhì)主要成分是纖維素、半纖維素與木質(zhì)素，它們的熱解速率、機制與途徑各不相同。纖維素和半纖維素熱解后主要產(chǎn)生揮發(fā)分，木質(zhì)素主要產(chǎn)生焦炭。熱裂解產(chǎn)生物油一般工藝流程包括干燥、粉碎、熱解、焦炭和灰分離、氣態(tài)生物油冷卻和收集。

3.4 藥渣氣化制備燃氣技術(shù)及應(yīng)用實例

藥渣氣化基本原理是在不完全燃燒條件下，將中藥渣加熱同時加氣化劑（空氣、氧氣或水蒸氣），使高分子量的烴類化合物裂解，變成較低分子量的可燃性氣體，其產(chǎn)品主要指CO、H2、CH4等與N2等混合氣體。生物質(zhì)氣化重點關(guān)注熱值、揮發(fā)分兩項物料指標。氣化爐是生物質(zhì)氣化的關(guān)鍵核心部件，主要分固定床和流化床兩大類。

3.4.1 山東步長制藥項目

技術(shù)依托單位為山東百川同創(chuàng)能源有限公司，項目年處理中藥藥渣5.1萬t（含水率75%），日產(chǎn)氣量大于8萬Nm3。工藝流程為原料收儲運、預(yù)處理、熱解氣化、燃燒制氣及煙氣處理。每年為企業(yè)生產(chǎn)提供蒸汽4.2萬t，產(chǎn)生經(jīng)濟效益899.88萬元，年節(jié)約藥渣清運和處理費用200萬元。

3.4.2 廣東九騏生態(tài)環(huán)境科技有限公司項目

廣東九騏生態(tài)環(huán)境科技有限公司生物質(zhì)顆粒燃料建設(shè)項目位于揭陽市揭東區(qū)，主要處置廢棄藥渣、筍殼等，并將其加工為生物質(zhì)顆粒。

主要生產(chǎn)流程：粉碎機粉碎后，經(jīng)過烘干爐烘干，烘干爐、氣化爐首次點火采用能源電，后面通過草本藥渣經(jīng)氣化爐產(chǎn)氣供熱；草本藥渣經(jīng)過烘干爐烘干后，進入氣化爐形成灰渣及可燃氣體供熱燃燒；經(jīng)過二次烘干的的按材料經(jīng)過混合破碎后，通過造粒機造粒成型，作為生物質(zhì)成型燃料出售。

3.5 藥渣液化技術(shù)及應(yīng)用案例

生物質(zhì)藥渣液化工藝可分為生物化學法和熱化學法，生物化學法主要指利用微生物作用，通過水解、發(fā)酵等過程將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的方法。

3.6 藥渣制造成型燃料技術(shù)及工程實例

國內(nèi)外多年來應(yīng)用的成型機主要有顆粒燃料成型機和棒狀或塊狀成型機。環(huán)模機為國外顆粒燃料成型機的主流機型且技術(shù)成熟。

3.6.1 吉林通化修正藥業(yè)藥渣制粒

吉林通化修正藥業(yè)為國內(nèi)知名企業(yè)，藥渣制粒項目主要工藝流程有破碎、造粒、輸送、除塵。該套藥渣做燃料顆粒的生產(chǎn)線，產(chǎn)量在1～1.5t/h之間。組成設(shè)備有多功能粉碎機，生物質(zhì)顆粒機，顆粒冷卻機以及除塵設(shè)備，輸送設(shè)備等輔助設(shè)備。

3.6.2 九騏生態(tài)環(huán)境科技有限公司(氣化+造粒)

該項目位于廣東省揭陽市，主要生產(chǎn)流程為：①大草本藥渣通過粉碎機粉碎后，經(jīng)過烘干爐烘干，烘干爐、氣化爐首次點火采用能源電，后面通過草本藥渣經(jīng)氣化爐產(chǎn)氣供熱；②草本藥渣經(jīng)過烘干爐烘干后，進入氣化爐形成灰渣及可燃氣體供熱燃燒；③經(jīng)過二次烘干的的按材料經(jīng)過混合破碎后，通過造粒機造粒成型，作為生物質(zhì)成型燃料出售。

3.7 藥渣生物發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用案例

藥渣生物發(fā)酵是指利用微生物和有活性的離體酶處理藥渣，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品。代表技術(shù)為生物質(zhì)藥渣厭氧消化。

3.7.1 山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所

山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所利用中藥廠產(chǎn)生的藥渣為發(fā)酵原料（75%～80%含水率），與藥廠廢水聯(lián)合厭氧發(fā)酵，通過與沼液、水適當配比進行堆漚預(yù)處理，入池后添加適量NaOH，發(fā)酵原料TS濃度為7%～9%，部分沼液作為接種物，啟動速度快且產(chǎn)氣高效。部分沼液回流，以保證厭氧罐內(nèi)微生物濃度。

工藝應(yīng)用：魯南制藥廠消積口服液藥渣。發(fā)酵原料配比為消積口服液藥渣2t/d，藥廠洗罐廢水5t/d。步驟如下：①破碎②預(yù)處理③厭氧發(fā)酵④產(chǎn)沼氣 ⑤固液分離，沼渣用作有機肥剩余沼液調(diào)制液體肥。

3.7.2 武漢工程大學中藥渣厭氧處理研究

武漢工程大學的徐俊虎等選取地黃藥渣在實驗室前提下開展厭氧特征研究，并根據(jù)地黃藥渣厭氧特性設(shè)計厭氧反應(yīng)器，以實現(xiàn)過程可控、反應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定運行。

3.8 藥渣肥料化利用技術(shù)及工程案例

藥渣堆肥化就是利用微生物的作用，將藥渣堆料中不穩(wěn)定的有機物降解和轉(zhuǎn)化成為較為穩(wěn)定的有機質(zhì)，并使揮發(fā)性物質(zhì)減少、異味減輕;堆料物理性狀明顯改善，便于儲存、運輸和施用。好氧堆肥過程中堆體溫度較高，微生物活性強，有機物分解速率快，降解更為徹底;堆肥過程中，熱滅活作用可殺死藥渣中的病菌、蟲卵及等有害物質(zhì)。

3.8.1 華潤三九（雅安）藥渣堆肥項目

項目藥渣年產(chǎn)量9186t/a,主要成分為粗纖維、淀粉、多糖，不含重金屬等有毒有害物質(zhì)。2019年雅安三九將藥渣處置模式變更為“中藥材-藥渣、保健食品-有機肥-中藥材”的閉環(huán)循環(huán)生產(chǎn)模式。

3.8.2 廣州白云山藥渣堆肥應(yīng)用

廣州白云山星珠藥業(yè)有限公司年產(chǎn)中藥藥渣超過4萬t,全部外售用于農(nóng)肥。廣州白云山漢方現(xiàn)代藥業(yè)有限公司廢藥渣產(chǎn)量120t/a，用途為制肥料。

4 結(jié)語

①我國藥渣處理處置新技術(shù)發(fā)展緩慢，生物質(zhì)廢物資源化技術(shù)較為傳統(tǒng)且單一。②我國藥渣資源化工程規(guī)模普遍小，缺少相關(guān)標準及成套專用先進設(shè)備，部分設(shè)備落后且效率低。③生物質(zhì)資源化相關(guān)法律法規(guī)還有待完善,部分行業(yè)依靠補貼政策才能實現(xiàn)盈利，未完全實現(xiàn)市場化。