第八章安全生产与环境保护
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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。
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生化工艺
环境保护
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生化工艺
化学工业出版社
第八章安全生产与环境保护
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
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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。
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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
几种工业废液和污水综合排放标准的对比
废水名称
pH COD,m BOD， 悬浮物，
g/L mg/L
mg/L
污水综合排放标准 6 200 80
250
二级
～
8
酒精废水
4. 45600 28000 3
1700
溶剂废水
4. 30000 24000
900
5
抗生素废水
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生化工艺
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
② 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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
安全生产
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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
2.职业性接触二氧化碳的生产过程： ① 利用植物发酵制糖、酿酒、用玉米制造丙酮等生产过程； ② 在不通风的地窖和密闭的仓库中储藏水果、谷物等产生的
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。
（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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
（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。
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4.药物发酵安全生产情Leabharlann Baidu举例
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生化工艺
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2.发酵工厂安全用电规程
①电气设备必须有保护性接地、接零装置； ②非持证电气专业人员，不得随意拆修电器设备； ③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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
3.压力容器的超压爆炸或负压吸瘪
（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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
（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。
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第八章安全生产与环境保护
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生化工艺
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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。
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
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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。
第八章 安全生产与环境保护
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生化工艺
化学工业出版社
第八章安全生产与环境保护
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。
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污 泥 处 理 基 本 流 程 示 意 图
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生化工艺
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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
4 28740 20121
500
～
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第八章安全生产与环境保护
（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。
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第八章安全生产与环境保护
好氧生物处理法
① 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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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
高浓度二氧化碳等。 ③ 长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部及水道等；
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
3.二氧化碳中毒实例 ① 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。 ② 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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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。
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4.进入发酵工厂封闭空间 的安全规定
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
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。
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。
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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
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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。
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。
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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。
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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。
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几种工业废液和污水综合排放标准的对比
废水名称
pH COD,m BOD， 悬浮物，
g/L mg/L
mg/L
污水综合排放标准 6 200 80
250
二级
～
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酒精废水
4. 45600 28000 3
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溶剂废水
4. 30000 24000
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抗生素废水
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第八章安全生产与环境保护
② 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。
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安全生产
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。
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第八章安全生产与环境保护
2.职业性接触二氧化碳的生产过程： ① 利用植物发酵制糖、酿酒、用玉米制造丙酮等生产过程； ② 在不通风的地窖和密闭的仓库中储藏水果、谷物等产生的
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。
（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。
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（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。
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4.药物发酵安全生产情Leabharlann Baidu举例
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2.发酵工厂安全用电规程
①电气设备必须有保护性接地、接零装置； ②非持证电气专业人员，不得随意拆修电器设备； ③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。
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3.压力容器的超压爆炸或负压吸瘪
（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。
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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。
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（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。
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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。
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
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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。
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第八章安全生产与环境保护
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。
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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
4 28740 20121
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（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。
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好氧生物处理法
① 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。
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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
高浓度二氧化碳等。 ③ 长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部及水道等；
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第八章安全生产与环境保护
3.二氧化碳中毒实例 ① 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。 ② 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。
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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。
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生化工艺
第八章安全生产与环境保护
4.进入发酵工厂封闭空间 的安全规定
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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。
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。
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