第八章 安全生产与环境保护

安全生产与环境保护,第八章,安全生产与环境保护,第一节安全生产第二节环境保护,第一节安全生产,一、安全生产的重要性近年来，我国安全生产的监管力度在不断加大，但在化工、煤矿、交通等行业重大事故仍时有发生，人民生命财产损失惨重。一次次让人触目惊心的事故场面，让我们越来越认识到安全生产的重要性：安全为天。安全工作的重要性怎么说也不过分。有人说：安全第一，其他是零，只要有“1”在，后面“0”越多越好；没有“1”，再多的“0”也无用；还有人说：最大的财富是健康，最宝贵的东西是生命；人是最可宝贵的；责任重于泰山；人命关天2002年国家已颁布实施了安全生产法，将安全生产工作纳入了法制化管理的轨道，把对安全生产的要求提高到了一个新的高度。,第一节安全生产,二、生化生产中常见的安全问题及预防生化生产具有化工生产的一般特点，容易发生中毒、腐蚀、触电、燃烧、爆炸等工伤事故，给人们的生命财产造成无法挽回的损失。下面从二氧化碳中毒、漏电与触电、压力容器的爆炸等几个方面分析其原因和预防措施。1二氧化碳中毒（1）二氧化碳中毒机理二氧化碳，CO2，是无色气体，高浓度时略带酸味。工业上，二氧化碳常被加压变成液态储在钢瓶中，放出时，二氧化碳可凝结成为雪状固体，俗称干冰。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。,第一节安全生产,职业性接触二氧化碳的生产过程有：长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部及水道等；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；灌装及使用二氧化碳灭火器；亚弧焊作业等。二氧化碳中毒绝大多数为急性中毒，鲜有慢性中毒病例报告。二氧化碳急性中毒主要表现为昏迷、反射消失、瞳孔放大或缩小、大小便失禁、呕吐等，更严重者还可出现休克及呼吸停止等。经抢救，较轻的病员在几小时内逐渐苏醒，但仍可有头痛、无力、头昏等，需二、三天才恢复；较重的病员大多是没有及时抢救出现场而昏迷者，可昏迷很长时间，出现高热、电解质紊乱、糖尿、肌肉痉挛强直或惊厥等甚或即刻呼吸停止身亡。,第一节安全生产,如需进入发酵罐或储酒池等含有高浓度二氧化碳场所，应该先进行通风排气，通风管应该放到底层；或者戴上能供给新鲜空气或氧气的呼吸器，才能进入。（2）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。,第一节安全生产,现场调查发现，发生事故的酒池位于地面下，池底有约4cm厚的酒泥。现场无防护设施，照明差，在救人过程中，酒池内已通过工业用氧气，而对事故现场进行有毒有害气体检测，二氧化碳浓度尚高达72000ppm，超过国家卫生标准（10000ppm）6.2倍。当二氧化碳浓度为1000000ppm时，可引起人的意识模糊，接触者如不移至正常空气中或给氧复苏，将因缺氧而致死亡。二氧化碳达到窒息浓度时，人不可能有所警觉，往往尚未逃走就已中毒和昏倒。,第一节安全生产,酒池内存在高浓度二氧化碳，主要原因是酒池内有醋酸菌，在其作用下，酒池内残存的葡萄酒可分解为醋酸，醋酸进一步分解为二氧化碳和水。农民工缺乏起码的劳动安全卫生保障,在清洗酒池时，也未采取任何防护措施，从而导致这场事故的发生。（3）进入发酵工厂封闭空间的安全规定所谓发酵工厂的“封闭空间”，是指厂内的仓、塔、器、罐、槽、机和其它封闭场所，如原料仓库、发酵罐等进出口受限制的密闭、狭窄、通风不良的空间。,第一节安全生产,2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对于现代化的发酵生产来说，电既是血液最基本的能源和动力，又是神经测量控制信号的载体。可以说，没有电就没有现代化的发酵生产。现代化的发酵生产是一个连续化的生产过程。生产的各个工序承接前一工序的半成品，完成自己的加工任务后转交下一工序，一环扣一环组成完整的生产线。这种高效率的连续性的生产方式，要求每一工序、每一环节都具有很高的可靠性。任何一个生产环节的中断，都会造成整个生产链条的脱节、瘫痪和停产。,第一节安全生产,完成其生物发酵过程，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。而发酵生产特点决定了它容易发生发泡、溢料、冲罐、以及跑冒滴漏等意外，空气潮湿，污染物多，易造成电器短路、漏电，进一步造成触电或停产等事故。所以生产上一定要严格执行操作规程，保证电器和线路的干燥，经常检查漏电自动断路等自动控制装置是否有效等。另外根据经验，可以采取以下几个措施保证发酵生产的正常供电：双回路供电；发电/市电双电源配电；采用母线分段措施；选用有载调压变压器；采用抽屉式电柜；采用高可靠性智能化开关。,第一节安全生产,（2）发酵工厂安全用电规程发酵工作室，温度较低、湿度大、容易发生“跑冒滴漏”现象，污染废物多，泵、鼓风机等电气设备移动性大，并且由于卫生要求高而经常冲刷容器和地面由于这些原因，发酵工厂易发生漏电、短路、停电、触电等事故，为避免类似事故发生，操作人员应遵守如下安全用电规程：电气设备必须有保护性接地、接零装置；移动电器设备时必须切断电源；员工使用的配电板、开关、插头等必须保持安全完好；使用移动的电灯必须加防护罩；停电后必须切断电源总开关；严禁擅用非工作电炉、电炊等；非持证电气专业人员，不得随意拆修电器设备；电气设备不得带故障运行；送电前必须检查确定设备内和周围是否有人，并发出送电信号；挂有电器维修牌的开关，绝对不允许闭合；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。,第一节安全生产,电器设备的清扫，必须在确认断电后进行；做清洁时，严禁用水冲刷电器设施；并且电器设备应加装防水罩；严禁不用插头而直接把电线末端插入插座；电线电缆必须绝缘良好；使用的闸刀、空断器等漏电自动断路控制装置必须完好无损；不得用金属丝代替保险丝；接用临时电源前，必须先办理审批手续；接用的临时电源线要采用悬空架设和沿墙敷设，保证空间安全；用电申请中的用电容量必须有匹配的、完好的安全保护装置，用电负荷及时间必须与申请要求保持一致。,第一节安全生产,3.压力容器的超压爆炸或负压吸瘪压力容器超压可引起容器的鼓包变形，甚至爆炸，造成人员伤亡和重大财产损失，危害性极大。所以一般厂家对超压的危害性非常重视，如锅炉已被列为专项控制设备。而压力容器内形成负压，往往造成设备的损坏，使压力容器吸瘪、内容物泄漏从而停工停产，造成人员或经济损失。所以说超压和负压都会给企业带来损失，都应该得到高度的重视。下面以啤酒厂为例分类说明压力容器超压、负压的原因及预防措施。,第一节安全生产,（1）发酵罐等各种带压贮液容器超压:误操作，使密闭容器内的压力不断升高，造成超压，主要有五种情况：A.给压力容器背压后，忘记关空压阀门或CO2阀门。B.罐体的压力表损坏，不能正确指示压力，盲目背压。C.空压阀门或CO2阀门内漏，容器内压力不断升高至超压。D.不懂工艺，盲目背压，造成压力超出极限值。E.用泵向罐内充液，满罐后未及时停泵。预防措施：A.认真操作，积累经验教训，增强责任心和安全意识。B.认真检查压力表、阀门是否损坏。C.安装安全阀并定期检查或校验。,第一节安全生产,密闭容器内的气体受热膨胀或气体从液体中逸出，不断升压至超压，易出现的情况有：A.发酵过程产生CO2，使得容器不断升压。B.酵母繁殖过程产生CO2，使得容器不断升压。预防措施：A.打开排空管；B.经常观察罐体上的压力表，按规定及时排压；C.罐体上安装安全阀，并定期检查或校验。,第一节安全生产,密闭容器内两种介质化学反应产生大量气体排不出去（可能性小）。负压:用蒸汽（或其它高温气体）在罐内杀菌时，杀菌过程中或杀菌后，如果误将进出气阀门全部关闭，这样，处于密闭容器内的蒸汽逐渐降温液化，罐内空间压力就会随着降低至负压。在重力或外力（如用泵抽）的作用下，密闭容器内的液体被排除，如果出液量大于进液量，或者根本不进液，容器内的压力逐步降至负压。有三种情况：A.进液阀门关闭，排液阀门开启，液体靠重力流出；B.进液阀门、排液阀门都开，但进液量小，排液量大；C.进液阀门关闭，用泵抽罐内的液体。,第一节安全生产,密闭容器内的气体遇到其它介质时剧烈反应，气体消失，生成液体或固体，罐内空间迅速增大形成负压。常见情况是，刷罐时如果罐内存有大量CO2气体或用CO2气体背压，CO2气体遇到火碱（NaOH）溶液，剧烈反应，CO2气体消失。预防措施：A.明白气体压力和温度的关系，搞清楚容器内各介质的化学特性，彼此是否发生化学反应；B.避免误操作，确保阀门完好，开关状态正确；C.安装真空阀，定期校验；D.用火碱溶液刷罐前，一定要把罐内的二氧化碳气体吹除干净,第一节安全生产,（2）冷凝水回收罐、换热器、蒸汽分汽包等,这些容器内的介质都是蒸汽或热水。超压的预防措施：认真检查安全排空阀、减压阀、安全阀，并严格按照操作规程操作负压的预防措施：在停用蒸汽时打开排空阀、排液阀或用无菌风间断背压。,第一节安全生产,（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的预防措施：A.严格按操作规程操作，控制好压力和温度；B.避免火灾对该种容器的侵袭；C.在罐上焊接时，应先泄压，特别注意要把氨容器的氨气吹除干净，否则容易引起爆炸；D.安装安全阀，定期检查校验。,第一节安全生产,负压：产生原因：液氨或氨气极易溶于水（或其它酸性液体），如果往液氨贮存器、液氨蒸发器内通入一定量的水，在密闭情况下，氨迅速溶于水，容器内形成真空，产生负压。预防措施：A.避免误操作造成水进入密闭氨罐；B.因工作需要需往氨容器内通入水时，应先将容器内的氨吹除干净并打开排空阀。,第一节安全生产,（4）氧气瓶、乙炔瓶A.该容器远离火源；B.避免将两容器内的氧气和乙炔混合，以免引燃发生爆炸；C.两容器放置时，离开一定距离（大于一米）；D.不宜在烈日下长时间曝晒；E.正确操作，小心轻放，避免碰撞。正常情况下，氧气瓶、乙炔瓶一般不会形成负压。,第二节环境保护,一、我国生化产业较落后的现状生物技术作为21世纪高新技术的核心，受到世界的高度重视。各国纷纷把发展生物技术及其产业视为本国经济发展战略重点，制定规划和增加投入。国际上生物技术主要应用在农业、医药、轻化工、食品领域各国上生物技术的起点和发展侧重点不一。例如美国以基因工程为核心，预计2006年基因工程产品销售额达340亿美元。日本素以传统生物技术产业大国著称，在味精、核苷酸、酱油等调味品发酵生产领域技术和生产规模处于领先地位。,第二节环境保护,今后几年我国发酵工业要保持稳定、快速发展，不能再以简单增加资源、能源、劳动力来扩大生产，要大力开发生物技术，如利用基因工程技术研制工程菌，并扩大到发酵产业规模。靠增加技术含量、提高产品附加值、降低成本来增加效益，从而也减小发酵生产污染对环境的压力。二、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,第二节环境保护,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可见，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。,第二节环境保护,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。,第二节环境保护,味精工业废水对环境造成的污染问题日趋突出，在众所周知的淮河流域水污染问题中，它是仅次于造纸废水的第二大污染源，在太湖、松花江、珠江等流域，也因味精废液污染问题成为公众注目的焦点。对于味精废液过去一直采用末端治理的技术，投资大，不能从根本上解决问题。随着生产规模的不断扩大，味精废液的污染日趋严重。我国味精产量50多万吨，废液中约有8万多吨蛋白质和50多万吨硫酸铵，其中大部分被排放掉了，造成资源、能源的极大浪费。,第二节环境保护,全国有甘蔗糖厂400多家，甘蔗糖厂的主要污染源糖蜜酒精废液的治理一直是人们从事的重大科研项目，先后有许多的治理方案和治理工程问世，但是没有一种方案和工程技术既可达到酒精废液的零排放又有明显的环境效益、社会效益和经济效益。酒精企业酒精糟的污染是食品与发酵工业最严重的污染源之一。淀粉厂的主要污染物是废水，即生产过程中排放的含有大量有机物（蛋白质及糖类）和无机盐的工艺水（中间产品的洗涤水、各种设备的冲洗水）和玉米浸泡水。,第二节环境保护,柠檬酸生产的主要污染物主要来自废中和液和洗糖废水，另外每生产1吨柠檬酸还约产生2.4吨废渣石膏（主要成分二水硫酸钙），其中残留少量柠檬酸和菌体。抗生素生产的废水包括发酵废水、酸碱废水和有机溶剂废水、设备与地板的洗涤废水、冷却水，废渣为发酵液固液分离后的药渣。发酵工业的原料广泛、产品种类繁多，因此排放的污染物差异很大，共性是有机物含量高，易腐败，一般无毒性，但使接受水体富营养化，造成水体污染，恶化水质，污染环境。,第二节环境保护,三、发酵工业的“三废”处理发酵工业有酒精、丙酮丁醇溶剂、柠檬酸、味精、酵母、酶制剂、抗生素、维生素、氨基酸、核苷酸等主要产品。在生产过程中都要排出大量的发酵工业废液、一定量废渣、菌丝体及污泥，并排出大量废气，即“三废”。发酵工业的废液与食品、屠宰、皮革、淀粉、制糖等工业排放的废水都属于高浓度的有机废水。由于“三废”排放量大，特别是废液，除量大外，浓度也高，对环境污染严重，引起了各方面的重视。近年来，许多工厂都在采取措施加强对三废的治理，在减轻对环境污染的同时，也可能变废为宝，为企业带来更好的效益。,第二节环境保护,1发酵工业废气的处理工业废气可分为气体状污染物和气溶胶状污染物两大类，包括烟尘、黑烟、臭味和刺激性气体、有毒气体等。发酵工业排出的废气一部分来自供汽系统燃料燃烧排出的废气，其中主要含有一定量的粉尘和有毒性气体SO2等污染物；另一部分主要是发酵罐不断排出废气，其中夹带部分发酵液和微生物。（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。,第二节环境保护,（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。当发生染菌事故后，尤其发生噬菌体污染后，废气中夹带的微生物一旦排向大气将成为新的污染源，所以必须将发酵尾气进行处理。目前，国内发酵行业普遍采用的方法是将排气经碱液处理后排向大气。发生噬菌体污染后，虽经碱液处理，吸风口空气中尚有噬菌体存在，这些噬菌体又难于籍过滤器除去。利用噬菌体对热的耐受能力差的特点，在空气预处理流程中，将贮罐紧靠着压缩机。此时的空气温度很高，空气在贮罐中停留一段时间可达到杀灭噬菌体的作用。,第二节环境保护,供气系统排出的废气如果所含SO2气不超标时，一般经旋风除尘器分离除尘后经烟囱放空。当然如果所含SO2高时可改换低硫燃料或经适当碱吸收装置处理后放空。2发酵工业污液的处理制药发酵工业多采用粮食加工的原料，如淀粉、葡萄糖、花生饼粉、黄豆饼粉以及动植物蛋白、脂肪等做培养基，提取产品以后的发酵液或清洗发酵罐后的洗涤液中还含有剩余的培养基、菌体蛋白、脂肪，纤维素、各种生物代谢产物、降解物等。除少数有毒害作用的以外，均可作为污灌、肥料等利用。但由于排放量大，加上交通运输困难等原因，往往利用不完全，大部分还是直接排入江河及下水渠道，造成地面水系统的严重污染。,第二节环境保护,这种高浓度有机废水，主要造成受纳水体的缺氧污染。使江河渠道中的水质发臭变黑，破坏水体中的正常生态循环；使渔业生产、水产养殖、淡水资源等遭受破坏；使地下水和饮用水源受到污染，恶化了人类的生存环境。因此，科学地处理发酵工业废液尤为必要。（1）基本概念高浓度有机废水，其有机物污染指标主要是用水中的化学需氧量(COD)或5天生化需氧量(BOD5)这两个综合性指标来表示。,第二节环境保护,化学需氧量(chemicaloxygendemand，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(biochemicaloxygendemand，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。表8-1列出4种有代表性的发酵工业废液和我国污水综合排放标准中几项标准的对比数字。,第二节环境保护,表8-1几种工业废液和污水综合排放标准的对比,第二节环境保护,（2）发酵工业废液的特点发酵工业废液有其自身的特点，一般是含菌丝体，未利用完的粮食产品类悬浮物、无机盐类、有机溶媒及部分目标产品(如残留抗生素)，重金属含量很低。另外，发酵工业废液的化学耗氧量(COD)高。大多数发酵废液其COD指标平均为1000050000mgL。与我国污水综合排放标准(GB8978-88)的二级标准相比较，平均超标倍数达50250倍。换言之，即每立方米发酵废液排入环境中，会造成50250m3地面水中的COD值超标，可见其污染程度是严重的。,第二节环境保护,单纯用粮食做培养基的发酵工业废液，一般较容易采用厌氧消化方法来处理。但抗生素生产的发酵废液由于生产过程原料成分复杂，还含有一些残余抗生素，有的有抑菌作用，故而都需采用一些特定的前处理工艺，才能使这类发酵废液能保持在一定的厌氧消化水平上。（3）发酵工业废水的生物处理技术现代废水处理方法主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。物理处理法：通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法。通常采用沉淀、过滤、离心分离、气浮、蒸发结晶、反渗透等方法。将废水中悬浮物、胶体物和油类等污染物分离出来，从而使废水得到初步净化。,第二节环境保护,化学处理法：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。通常采用方法有：中和、混凝、氧化还原、萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗透等方法。生物处理法：通过微生物的代谢作用，使废水溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质，转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。生物处理法又分为需氧处理和厌氧处理两种方法。需氧处理法目前常用的有活性污泥法、生物滤池和氧化塘等。厌氧处理法，又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥，使用处理设备，主要为消化池等。,第二节环境保护,发酵工业的废水除使用物理处理法和化学处理法进行处理外，针对其营养成分含量较多的特点，更多地应用生物处理方法进行处理。按照反应过程中有无氧气的参与，废水生物处理法又分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。废水的好氧生物处理，又分为活性污泥法和生物膜法两种。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。基本的活性污泥法工艺流程如图8-1所示。,第二节环境保护,图8-1活性污泥法基本流程,第二节环境保护,活性污泥法中起分解有机物作用的是分布在反应器的多种生物的混合培养体，包括细菌、原生动物、轮虫和真菌。细菌起同化废水中绝大部分有机物的作用，即把有机物转化成细胞物质的作用，而原生动物及轮虫则吞食分散的细菌，使它们不在二沉池水中出现。反应器的需氧过程也类似于抗生素发酵过程，原理是相似的，只是起作用的生物体、底物、产物不同而已。,第二节环境保护,活性污泥法包括普通活性污泥法、渐减曝气法、逐步曝气法、吸附再生法、完全混合法、批式活性污泥法、生物吸附氧化法(AB法)、延时曝气法、氧化沟等。其中批式活性污泥法(简称SBR)是国内外近年来新开发的一种活性污泥法，尤其在抗生素的发酵废水的生物处理中应用得多。其工艺总是将曝气池与沉淀池合二为一，是一种间歇运行方式。批式活性污泥反应去除有机物的机理在充氧时与普通活性污泥法相同，只不过是在运行时，按进水、反应、沉降、排水和闲置5个时期依次周期性运行。进水期是指从开始进水到结束进水的一段时间，污水进入反应池后，即与池内闲置期的污泥混合；在反应期中，反应器不再进水，并开始进行生化反应；沉降期为固液分离期，上清液在下一步的排水期进行外排；然后进入闲置期，活性污泥在此阶段进行内源呼吸。,第二节环境保护,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。,第二节环境保护,生物膜法与活性污泥法的主要区别在于生物膜法是微生物以膜的形式或固定或附着生长于固体填料(或称载体)的表面，而活性污泥法则是活性污泥以絮状体方式悬浮生长于处理构筑物中。与传统活性污泥法相比，生物膜法的运行稳定，抗冲击能力强，更为经济节能，无污泥膨胀问题，能够处理低浓度污水等。但生物膜法也存在着需要较多填料和支撑结构、出水常携带较大的脱落生物膜片以及细小的悬浮物、启动时间长等缺点。,第二节环境保护,生物膜法的基本流程如图8-2所示，废水经初次沉淀池进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。初次沉淀池的作用是防止生物膜反应器受大块物质的堵塞，对孔隙小的填料是必要的，但对孔隙大的填料也可以省略。二次沉淀池的作用是去除从填料上脱落入废水中的生物膜。生物膜法系统中的回流并不是必不可少，但回流可稀释进水中有机物浓度，提高生物膜反应器中水力负荷。,第二节环境保护,生物膜法有生物滤池、生物转盘、接触氧化法、生物流化床等多种形式。,图8-2生物膜法基本流程,第二节环境保护,厌氧生物处理法的主要优点有：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。,图8-3厌氧生物处理的连续反应过程,第二节环境保护,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。如图8-3所示，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。,第二节环境保护,废水厌氧处理的基本流程可结合图8-4来说明，由于厌氧处理后废水中残留的COD值较高，一般达不到排放标准，所以厌氧处理单元的出水在排放前通常还要进行需氧处理，图中以虚线框标出厌氧处理单元。,图8-4废水厌氧生物处理基本流程,第二节环境保护,工业上一般对发酵（包括生物制药）废液这样高浓度的有机废水，先用厌氧处理，然后再用好氧法进行后处理使之达标。另外，根据各类发酵废液所含对生物处理的抑制物质不同，尚需采用各种不同的前处理工艺，稀释或除去抑制物质，使之适合厌氧生物处理工艺要求。典型的处理工艺流程可用图8-4表示。（4）发酵工业废渣的处理发酵工业的废渣主要表现形式为污泥和废菌渣。污泥主要来源于沉砂池、初次沉淀池排出的沉渣以及隔油池、气浮池排出的油渣等，均是直接从废水中分离出来的。,第二节环境保护,有的是在处理过程中产生的，如生物化学法产生的活性污泥和生物膜等。污泥的特性是有机物含量高，容易腐化发臭，较细，相对密度较小，含水率高而不易脱水，呈胶状结构的亲水性物质，便于管道输送。废菌渣主要来自发酵液过滤或提取产品后所产生的菌渣。菌渣一般含水量为80%90%，干燥后的菌丝粉中含粗蛋白、脂肪、灰分，还含有少量的维生素、钙、磷等物质，有的菌丝还含有发酵过程中加入的金属盐或絮凝剂等。,第二节环境保护,发酵废渣的主要处理方法是联产饲料。将发酵生产排除的废渣水生产饲料、可以降低排放污染负荷。如玉