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1、第八章第八章 安全生安全生产与与环境保境保护第1页，本讲稿共31页学习目标知识目标认识发酵工厂安全生产的重要性；掌握发酵工业“三废”的一般处置方法；陈述发酵工厂易发生安全事故的场所和和环节；掌握发酵废水生化处理的一般流程及要点；掌握发酵工业易发安全事故的预防及处理措施。能力目标能够按发酵工业废液污染控制要求进行废渣及污泥的处置；能够进行发酵废水的生化处理。2第2页，本讲稿共31页一、一、二氧化碳中毒二氧化碳中毒 1.二氧化碳中毒机理 CO2是窒息性气体，本身毒性很小，但在空气中出现会排挤氧气，使空气含氧量降低。人吸入这种窒息性气体含量高的空气时，会由于缺氧而中毒。安全生产3第3页，本讲稿共31
2、页2.职业性接触二氧化碳的生产过程：利用植物发酵制糖、酿酒、用玉米制造丙酮等生产过程；在不通风的地窖和密闭的仓库中储藏水果、谷物等产生的高浓度二氧化碳等。长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部及水道等；4第4页，本讲稿共31页3.二氧化碳中毒实例 1988年6月21日，上海某酿酒厂3名农民工在清洗成品仓库酒池时，相继昏倒，10余分钟后，被依次救出，急送至有关医院抢救，其中两人抢救无效死亡，一人抢救后脱离危险。根据现场调查和临床资料，确认该起事故系急性职业中毒事故，为高浓度二氧化碳急性中毒伴缺氧引起窒息。5第5页，本讲稿共31页4.进入发酵工厂封闭空间 的安全规定 6第6页，本讲稿共31页二、发酵
3、工厂的供电保障及漏电触电预防 1.1.发酵工厂的供电保障发酵工厂的供电保障 完成生物发酵过程，必须按预定工艺连续进行。如完成生物发酵过程，必须按预定工艺连续进行。如果意外停电，会造成发酵液变质，菌种蜕化，倒罐，果意外停电，会造成发酵液变质，菌种蜕化，倒罐，产生废品产生废品正常生产中的意外停电，往往会造成正常生产中的意外停电，往往会造成严重的损失。严重的损失。7第7页，本讲稿共31页2.发酵工厂安全用电规程电气设备必须有保护性接地、接零装置；非持证电气专业人员，不得随意拆修电器设备；任何电气设备在验明无电前，均认为有电，不得盲目触及；不得用湿手触摸电器等等。8第8页，本讲稿共31页（1）发酵罐等
4、各种带压贮液容器 造成超压的主要情况及预防措施。造成负压的主要情况及预防措施。（2）冷凝水回收罐、换热器、蒸汽分汽包等超压负压情况的预防措施。3.压力容器的超压爆炸或负压吸瘪9第9页，本讲稿共31页（3）液氨贮存罐、液氨蒸发器、CO2回收罐、压缩空气贮存罐等 超压负压发生的原因及处理措施。（4）氧气瓶、乙炔瓶等 超压负压发生的原因及处理措施。10第10页，本讲稿共31页4.药物发酵安全生产情况举例 实例：2004年5月11日，山东省临沂市莒南县某发酵公司生物工程园，因酒精罐起火爆炸，造成10人死亡，6人受伤。事故原因是电焊工违规操作所致，其本人被当场炸死。11第11页，本讲稿共31页 环境保护
5、第12页，本讲稿共31页一、发酵工业生产中的污染问题 在生化生产中，淀粉、制糖、乳制品等动植物有效成分的提取、加工工艺为：原料处理提取纯化产品作为发酵产品，酒精、酒类、味精、柠檬酸、有机酸、氨基酸等的生产工艺为：原料处理发酵分离与提取纯化产品 13第13页，本讲稿共31页发酵工业的主要废渣、废水来自原料处理后剩下的废渣（如蔗渣、甜菜粕、大米渣、麦糟、玉米浆渣、纤维渣、葡萄皮渣、薯干渣；提取胰岛素之后的猪胰脏残渣等）、分离与提取主要产品后的萃取液、废母液与废糟（如萃取胰岛素的醇酸废液、盐析废液等，味精发酵废母液，柠檬酸中和液；白酒糟，葡萄酒糟，玉米、薯干、糖蜜酒精糟等）、加工和生产过程中各种冲洗
6、水、洗涤剂以及冷却水。食品与发酵工业年排放废水总量超过30亿m3，其中废渣量超过4亿m3，废渣水的有机物总量超过1000万m3。14第14页，本讲稿共31页 发酵工业采用玉米、薯干、大米等作为主要原料，并不是利用这些原料的全部，而是利用其中的淀粉，其余部分（蛋白、脂肪、纤维等）限于投资和技术、设备、管理等原因，很多企业尚未加以很好利用。发酵工业年耗粮食、糖料、农副产品达8000多万t，其中玉米、薯干、大米等原料耗量为2500万t左右。粮薯原料按平均淀粉含量60%计，则上述行业全年有1000万t尚未被很好利用的原料成为废渣水，其中有相当部分随冲洗水及洗涤水排入生产厂周围水系。不但严重污染环境，而
7、且大量地浪费粮食资源。15第15页，本讲稿共31页二、发酵工业的“三废”处理1.发酵工业废气的处理（1）工业废气的一般处理方法 目前，一般把废气治理分为两类。一类是除尘除雾，常用方法为：重力沉降除尘、旋风分离除尘、湿式除尘、袋式除尘、静电除尘等，这些方法适用于气溶胶状态的废气。另一类是气体净化，其方法有：吸收、吸附、化学催化，这些方法适用于治理废气中的有毒物质。16第16页，本讲稿共31页（2）发酵工业废气的安全处理对于发酵罐排出的废气，中小型试验发酵罐厂采用在排气口接装冷凝器回流部分发酵液，以避免发酵液体积的大幅下降，气体经冷凝回收发酵液后经排气管放空。大型发酵罐的排气处理一般接到车间外经沉
8、积液体后从“烟囱”排出。17第17页，本讲稿共31页2.发酵工业污液的处理（1）基本概念化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)在规定的条件下，用氧化剂处理水样时，与溶解物和悬浮物消耗的该氧化剂数量相当的氧的质量浓度。用mg/L表示。生化需氧量 (biochemical oxygen demand，BOD)在规定的条件下，水中有机物和(或)无机物用生物氧化所消耗的溶解氧的质量浓度。用mg/L表示。18第18页，本讲稿共31页几种工业废液和污水综合排放标准的对比废废水名称水名称pHpHCOD,mCOD,mg/Lg/LBODBOD，mg/Lmg/L悬悬浮物，浮物，mg/L
9、mg/L污污水水综综合排放合排放标标准准二二级级6 68 82002008080250250酒精酒精废废水水4.4.3 34560045600280002800017001700溶溶剂废剂废水水4.4.5 530000300002400024000900900抗生素抗生素废废水水4 47 728740287402012120121500500维维生素生素C C废废水水5 57 712000120008500850019第19页，本讲稿共31页（2）发酵工业废水的生物处理技术物理处理法化学处理法生物处理法：分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。20第20页，本讲稿共31页好氧生物处理法 活性污泥法
10、 活性污泥法是利用悬浮生物培养体来处理废水的一种生物化学工程方法，用于去除废水中溶解的以及胶体的有机物质，活性污泥法是一种通常所称的二级处理方法。它按照从初次沉淀池的来水进行需氧生物氧化处理。21第21页，本讲稿共31页22第22页，本讲稿共31页 生物膜法:滤料或某种载体在污水中经过一段时间后，会在其表面形成一种膜状污泥，这种污泥即称之为生物膜。生物膜呈蓬松的絮状结构，表面积大，具有很强的吸附能力，生物膜是由多种微生物组成的，以吸附或沉积于膜上的有机物为营养物质，并在滤料表面不断生长繁殖。随着微生物的不断繁殖增长，生物膜的厚度不断增加，当厚度增加到一定程度后，其内部较深处由于供氧不足而转变为
11、厌氧状态，使其附着力减弱，在水流的冲刷作用下，开始脱落，并随水流进入二沉池，随后在滤料(或载体)表面又会生长新的生物膜。23第23页，本讲稿共31页厌氧生物处理法优点：能耗低，可回收生物能源(沼气)，每去除单位质量底物产生的微生物(污泥)量少，而且由于处理过程不需要氧，所以不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷的潜力。缺点是处理后出水的COD、BOD值较高，对环境条件要求苛刻，周期长并产生恶臭等。24第24页，本讲稿共31页25第25页，本讲稿共31页 有机物在厌氧条件下的降解过程分成三个反应阶段：第一阶段是废水中的可溶性大分子有机物和不溶性有机物水解为可溶性小分子有机物。第二阶段为产酸
12、和脱氢阶段。第三阶段即为产甲烷阶段。在厌氧生物处理过程中，尽管反应是按三个阶段进行的，但在厌氧反应器中，它们应该是瞬时连续发生的。此外，在有些文献中，将水解和产酸、脱氢阶段合并统称为酸性发酵阶段，将产甲烷阶段称为甲烷发酵阶段。26第26页，本讲稿共31页3.发酵工业废渣的处理 抗生素工厂每天排出的废菌渣很多，如果在露天环境中放置易腐败、变质发臭，对环境卫生影响很大，必须及时处理。链霉素、土霉素、四环素、洁霉素、维生素B12等产品，由于其稳定性较好，加工过程中不易被破坏。干燥后的菌丝中还含有一定量的残留效价，可用作各种饲料添加剂。青霉素菌丝中的效价破坏很快，此类菌渣只能作饲料或肥料使用。有的青霉
13、素过滤工艺中使用有毒性的PPB，故不适宜用作饲料。27第27页，本讲稿共31页 抗生素湿菌丝直接用作饲料或肥料是最经济的处理方法，但由于不好保存和运输量大，一般需要干燥做成商品，才有利用价值。就地处理是较为经济可行的办法，还可采用传统的厌氧消化处理活性污泥办法来消化抗生素湿菌体。有毒有害作用的抗癌药抗生素菌丝可采用焚烧处理办法。但焚烧设施的投资及运行成本较高，焚烧后排放的废气的除臭及无害化处理亦是需要注意的问题。28第28页，本讲稿共31页 如果将发酵菌丝排放于下水道，就会造成下水中悬浮物指标严重超标，堵塞下水道等。菌丝进入下水道后，由于细胞死亡而自溶，转变成水中可溶性有机物，使下水变黑而发臭
14、，形成厌氧发酵。所以生产车间要尽量避免菌丝流入下水道。较典型的废菌丝处理工艺有：废菌丝气流干燥工艺、废菌丝厌氧消化工艺、废菌丝焚烧工艺29第29页，本讲稿共31页污污泥泥处处理理基基本本流流程程示示意意图图 30第30页，本讲稿共31页思考思考1.发酵工厂应注意哪些安全生产问题？2.发酵工厂哪些场所易发生CO2中毒事故？应如何预防？如何应急处理？3.什么是化学需氧量和生化需氧量？4.简述发酵工业废气的安全处理方法。5.废水的厌氧生物处理和好氧生物处理有何区别？分别简述其基本流程。6.简述生物膜法处理污水的基本流程。7.简述发酵废渣或菌丝体的综合利用以及污泥的处理系统。31第31页，本讲稿共31页