安全生产与环境保护.ppt

生化工艺 11 化学工业出版社化学工业出版社 第八章 安全生产与环境保护 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 一、 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 2.职业性接触二氧化碳的生产过程： v 利用植物发酵制糖、酿酒、用玉米制造丙酮等生产过程； v 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。 v 长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部及水道等； 4 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 3.二氧化碳中毒实例 v 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。 v 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 4.进入发酵工厂封闭空间 的安全规定 6 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 二、 发酵工厂的供电保障及漏电触电 预防 1.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 。如果意外停电，会造成发酵液变质，菌种蜕 化，倒罐，产生废品正常生产中的意外停 电，往往会造成严重的损失。 7 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 （1）发酵罐等各种带压贮液容器 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 （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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 生化工艺 11 化学工业出版社化学工业出版社 环境保护 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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，而且大量 地浪费粮食资源。 15 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 （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 沉积液体后从“烟囱”排出。 17 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 几种工业废 液和污水综合排放标准的对比 废废水名称pHCOD,mg/ L BOD， mg/L 悬悬浮物，mg/L 污污水综综合排放标标准二级级6 8 20080250 酒精废废水4.345600280001700 溶剂废剂废 水4.53000024000900 抗生素废废水4 7 2874020121500 维维生素C废废水5 7 120008500 19 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 （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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 好氧生物处理法 活性污泥法 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺22 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺25 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 。有的青霉素过滤工艺中使用有毒性的PPB，故不适 宜用作饲料。 27 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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 第八章安全生产产与环环境保护护 生化工艺 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，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 第八章安全生产产与环环境