安全生產(chǎn)與環(huán)境保護

1學習目標知識目標認識發(fā)酵工廠安全生產(chǎn)的重要性；掌握發(fā)酵工業(yè)“三廢”的一般處置方法；陳述發(fā)酵工廠易發(fā)生安全事故的場所和和環(huán)節(jié)；掌握發(fā)酵廢水生化處理的一般流程及要點；掌握發(fā)酵工業(yè)易發(fā)安全事故的預防及處理措施。能力目標能夠按發(fā)酵工業(yè)廢液污染控制要求進行廢渣及污泥的處置；能夠進行發(fā)酵廢水的生化處理。第1頁/共31頁12021/10/10星期日2一、二氧化碳中毒

1.二氧化碳中毒機理

CO2是窒息性氣體，本身毒性很小，但在空氣中出現(xiàn)會排擠氧氣，使空氣含氧量降低。人吸入這種窒息性氣體含量高的空氣時，會由于缺氧而中毒。安全生產(chǎn)第2頁/共31頁22021/10/10星期日32.職業(yè)性接觸二氧化碳的生產(chǎn)過程：

利用植物發(fā)酵制糖、釀酒、用玉米制造丙酮等生產(chǎn)過程；在不通風的地窖和密閉的倉庫中儲藏水果、谷物等產(chǎn)生的高濃度二氧化碳等。長期不開放的各種礦井、油井、船艙底部及水道等；第3頁/共31頁32021/10/10星期日43.二氧化碳中毒實例1988年6月21日，上海某釀酒廠3名農(nóng)民工在清洗成品倉庫酒池時，相繼昏倒，10余分鐘后，被依次救出，急送至有關醫(yī)院搶救，其中兩人搶救無效死亡，一人搶救后脫離危險。根據(jù)現(xiàn)場調查和臨床資料，確認該起事故系急性職業(yè)中毒事故，為高濃度二氧化碳急性中毒伴缺氧引起窒息。第4頁/共31頁42021/10/10星期日54.進入發(fā)酵工廠封閉空間的安全規(guī)定第5頁/共31頁52021/10/10星期日6二、發(fā)酵工廠的供電保障及漏電觸電預防1.發(fā)酵工廠的供電保障完成生物發(fā)酵過程，必須按預定工藝連續(xù)進行。如果意外停電，會造成發(fā)酵液變質，菌種蛻化，倒罐，產(chǎn)生廢品……正常生產(chǎn)中的意外停電，往往會造成嚴重的損失。第6頁/共31頁62021/10/10星期日72.發(fā)酵工廠安全用電規(guī)程①電氣設備必須有保護性接地、接零裝置；②非持證電氣專業(yè)人員，不得隨意拆修電器設備；③任何電氣設備在驗明無電前，均認為有電，不得盲目觸及；不得用濕手觸摸電器等等。

第7頁/共31頁72021/10/10星期日8（1）發(fā)酵罐等各種帶壓貯液容器造成超壓的主要情況及預防措施。造成負壓的主要情況及預防措施。（2）冷凝水回收罐、換熱器、蒸汽分汽包等超壓負壓情況的預防措施。3.壓力容器的超壓爆炸或負壓吸癟第8頁/共31頁82021/10/10星期日9（3）液氨貯存罐、液氨蒸發(fā)器、CO2回收罐、壓縮空氣貯存罐等超壓負壓發(fā)生的原因及處理措施。（4）氧氣瓶、乙炔瓶等超壓負壓發(fā)生的原因及處理措施。第9頁/共31頁92021/10/10星期日104.藥物發(fā)酵安全生產(chǎn)情況舉例

實例：2004年5月11日，山東省臨沂市莒南縣某發(fā)酵公司生物工程園，因酒精罐起火爆炸，造成10人死亡，6人受傷。事故原因是電焊工違規(guī)操作所致，其本人被當場炸死。

第10頁/共31頁102021/10/10星期日

環(huán)境保護第11頁/共31頁112021/10/10星期日12一、發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中的污染問題在生化生產(chǎn)中，淀粉、制糖、乳制品等動植物有效成分的提取、加工工藝為：原料→處理→提取→純化→產(chǎn)品作為發(fā)酵產(chǎn)品，酒精、酒類、味精、檸檬酸、有機酸、氨基酸等的生產(chǎn)工藝為：原料→處理→發(fā)酵→分離與提取→純化→產(chǎn)品

第12頁/共31頁122021/10/10星期日13發(fā)酵工業(yè)的主要廢渣、廢水來自原料處理后剩下的廢渣（如蔗渣、甜菜粕、大米渣、麥糟、玉米漿渣、纖維渣、葡萄皮渣、薯干渣；提取胰島素之后的豬胰臟殘渣等）、分離與提取主要產(chǎn)品后的萃取液、廢母液與廢糟（如萃取胰島素的醇酸廢液、鹽析廢液等，味精發(fā)酵廢母液，檸檬酸中和液；白酒糟，葡萄酒糟，玉米、薯干、糖蜜酒精糟等）、加工和生產(chǎn)過程中各種沖洗水、洗滌劑以及冷卻水。食品與發(fā)酵工業(yè)年排放廢水總量超過30億m3，其中廢渣量超過4億m3，廢渣水的有機物總量超過1000萬m3。第13頁/共31頁132021/10/10星期日14

發(fā)酵工業(yè)采用玉米、薯干、大米等作為主要原料，并不是利用這些原料的全部，而是利用其中的淀粉，其余部分（蛋白、脂肪、纖維等）限于投資和技術、設備、管理等原因，很多企業(yè)尚未加以很好利用。發(fā)酵工業(yè)年耗糧食、糖料、農(nóng)副產(chǎn)品達8000多萬t，其中玉米、薯干、大米等原料耗量為2500萬t左右。糧薯原料按平均淀粉含量60%計，則上述行業(yè)全年有1000萬t尚未被很好利用的原料成為廢渣水，其中有相當部分隨沖洗水及洗滌水排入生產(chǎn)廠周圍水系。不但嚴重污染環(huán)境，而且大量地浪費糧食資源。第14頁/共31頁142021/10/10星期日15二、發(fā)酵工業(yè)的“三廢”處理1.發(fā)酵工業(yè)廢氣的處理（1）工業(yè)廢氣的一般處理方法目前，一般把廢氣治理分為兩類。一類是除塵除霧，常用方法為：重力沉降除塵、旋風分離除塵、濕式除塵、袋式除塵、靜電除塵等，這些方法適用于氣溶膠狀態(tài)的廢氣。另一類是氣體凈化，其方法有：吸收、吸附、化學催化，這些方法適用于治理廢氣中的有毒物質。第15頁/共31頁152021/10/10星期日16（2）發(fā)酵工業(yè)廢氣的安全處理對于發(fā)酵罐排出的廢氣，中小型試驗發(fā)酵罐廠采用在排氣口接裝冷凝器回流部分發(fā)酵液，以避免發(fā)酵液體積的大幅下降，氣體經(jīng)冷凝回收發(fā)酵液后經(jīng)排氣管放空。大型發(fā)酵罐的排氣處理一般接到車間外經(jīng)沉積液體后從“煙囪”排出。第16頁/共31頁162021/10/10星期日172.發(fā)酵工業(yè)污液的處理（1）基本概念化學需氧量(chemicaloxygendemand，COD)在規(guī)定的條件下，用氧化劑處理水樣時，與溶解物和懸浮物消耗的該氧化劑數(shù)量相當?shù)难醯馁|量濃度。用mg/L表示。生化需氧量(biochemicaloxygendemand，BOD)在規(guī)定的條件下，水中有機物和(或)無機物用生物氧化所消耗的溶解氧的質量濃度。用mg/L表示。第17頁/共31頁172021/10/10星期日18幾種工業(yè)廢液和污水綜合排放標準的對比廢水名稱pHCOD,mg/LBOD，mg/L懸浮物，mg/L污水綜合排放標準二級6～820080250酒精廢水4.345600280001700溶劑廢水4.53000024000900抗生素廢水4～72874020121500維生素C廢水5～7120008500—第18頁/共31頁182021/10/10星期日19（2）發(fā)酵工業(yè)廢水的生物處理技術物理處理法化學處理法生物處理法：分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。第19頁/共31頁192021/10/10星期日20好氧生物處理法①活性污泥法活性污泥法是利用懸浮生物培養(yǎng)體來處理廢水的一種生物化學工程方法，用于去除廢水中溶解的以及膠體的有機物質，活性污泥法是一種通常所稱的二級處理方法。它按照從初次沉淀池的來水進行需氧生物氧化處理。第20頁/共31頁202021/10/10星期日21第21頁/共31頁212021/10/10星期日22②生物膜法:濾料或某種載體在污水中經(jīng)過一段時間后，會在其表面形成一種膜狀污泥，這種污泥即稱之為生物膜。生物膜呈蓬松的絮狀結構，表面積大，具有很強的吸附能力，生物膜是由多種微生物組成的，以吸附或沉積于膜上的有機物為營養(yǎng)物質，并在濾料表面不斷生長繁殖。隨著微生物的不斷繁殖增長，生物膜的厚度不斷增加，當厚度增加到一定程度后，其內部較深處由于供氧不足而轉變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，使其附著力減弱，在水流的沖刷作用下，開始脫落，并隨水流進入二沉池，隨后在濾料(或載體)表面又會生長新的生物膜。第22頁/共31頁222021/10/10星期日23厭氧生物處理法優(yōu)點：能耗低，可回收生物能源(沼氣)，每去除單位質量底物產(chǎn)生的微生物(污泥)量少，而且由于處理過程不需要氧，所以不受傳氧能力的限制，因而具有較高的有機物負荷的潛力。缺點是處理后出水的COD、BOD值較高，對環(huán)境條件要求苛刻，周期長并產(chǎn)生惡臭等。第23頁/共31頁232021/10/10星期日24第24頁/共31頁242021/10/10星期日25

有機物在厭氧條件下的降解過程分成三個反應階段：第一階段是廢水中的可溶性大分子有機物和不溶性有機物水解為可溶性小分子有機物。第二階段為產(chǎn)酸和脫氫階段。第三階段即為產(chǎn)甲烷階段。在厭氧生物處理過程中，盡管反應是按三個階段進行的，但在厭氧反應器中，它們應該是瞬時連續(xù)發(fā)生的。此外，在有些文獻中，將水解和產(chǎn)酸、脫氫階段合并統(tǒng)稱為酸性發(fā)酵階段，將產(chǎn)甲烷階段稱為甲烷發(fā)酵階段。第25頁/共31頁252021/10/10星期日263.發(fā)酵工業(yè)廢渣的處理

抗生素工廠每天排出的廢菌渣很多，如果在露天環(huán)境中放置易腐敗、變質發(fā)臭，對環(huán)境衛(wèi)生影響很大，必須及時處理。鏈霉素、土霉素、四環(huán)素、潔霉素、維生素B12等產(chǎn)品，由于其穩(wěn)定性較好，加工過程中不易被破壞。干燥后的菌絲中還含有一定量的殘留效價，可用作各種飼料添加劑。青霉素菌絲中的效價破壞很快，此類菌渣只能作飼料或肥料使用。有的青霉素過濾工藝中使用有毒性的PPB，故不適宜用作飼料。第26頁/共31頁262021/10/10星期日27

抗生素濕菌絲直接用作飼料或肥料是最經(jīng)濟的處理方法，但由于不好保存和運輸量大，一般需要干燥做成商品，才有利用價值。就地處理是較為經(jīng)濟可行的辦法，還可采用傳統(tǒng)的厭氧消化處理活性污泥辦法來消化抗生素濕菌體。有毒有害作用的抗癌藥抗生素菌絲可采用焚燒處理辦法。但焚燒設施的投資及運行成本較高，焚燒后排放的廢氣的除臭及無害化處理亦是需要注意的問題。第27頁/共31頁272021/10/10星期日28

如果將發(fā)酵菌絲排放于下水道，就會造成下水中懸浮物指標嚴重超標，堵塞下水道等。菌絲進入下水道后，由于細胞死亡而自溶，轉變成水中可溶性有機物，使下水變黑而發(fā)臭，形成厭氧發(fā)酵。所以生產(chǎn)車間要盡量避免菌絲流入下水道。較典型的廢菌絲處理工藝有：廢菌絲氣流干燥工藝、廢菌絲厭氧消化工藝、廢菌絲焚燒工藝第28頁/共31頁282021/10/10星期日29污泥處理基本流程示意圖第29頁/共31頁292021/10/10星期日30思考1.發(fā)酵工廠