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06 第七章 环境保护与安全生产.ppt

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本课件为第七章环境保护与安全生产,介绍食品工业废水的特点与BOD、COD、TOD、TSS等污染指标,废水的物理化学生物处理方法与一、二、三级处理,以及废气治理、废弃物处置与再利用、噪声控制和安全性评价。

第七章章节封面页,标示环境保护与安全生产两个主题方向及本章内容起点
废水概述页,说明食品工业排放废水量大且主要污染物为固体、悬浮物与溶解物
污染指标页,界定生物需氧量与化学需氧量的测定条件并指出BOD约为COD的65%~80%
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第1页:第七章 环境保护与安全生产

第七章 环境保护与安全生产。本章涵盖食品工业废水、废气、废弃物的治理与噪声控制,以及食品企业安全生产与安全性评价。

第2页:第一节 食品工业废水概述

大多数食品在加工过程中需要大量用水,其中少量水构成制品供消费者食用,大量用来对各种食物原料的清洗、烫漂、消毒、冷却以及容器和设备的清洗,因此食品工业排放的废水量很大。由于原料广泛、产品种类繁多,排出的废水水质、水量差异也很大。

废水中主要污染物有:漂浮的固体物质(茶叶、肉和骨的碎屑、动物或鱼的内脏、排泄物和畜毛、植物废渣和皮等);悬浮的油脂、蛋白质、淀粉、血水、酒糟、胶体物等;溶解的糖、酸、盐类;原料挟带的泥砂和动物粪便;可能存在的致病菌等。概括地说,食品工业废水的主要特点是有机物质和悬浮物含量高、易腐败、一般无毒性。

第3页:污染指标:BOD与COD

二、污水的主要污染指标:

1.生物需氧量(BOD)
指在一定温度、时间条件下,微生物分解氧化废水中有机物过程中所消耗的游离氧数量;实际测定时采用20℃条件下5d的BOD,单位mg/L
2.化学需氧量(COD)
表示废水经强氧化剂(如重铬酸钾)在酸性条件下将有机物氧化为H2O和CO2时所测得的耗氧量。COD值越高表示有机污染越严重;与BOD相比测定时间短且不受水质限制,数值上一般高于BOD,两者差值可粗略表示不能被微生物分解的有机物。对多数食品加工厂废水,BOD将是COD的65%~80%

第4页:污染指标:TOD、TOC与TSS

3.总需氧量(TOD)
有机物中的C、H、O、N、S等在高温下燃烧分别产生CO2、H2O、NO2和SO2,所消耗的氧量称为总需氧量;TOD值一般大于COD值
4.总有机碳(TOC)
近年来发展起来的水质快速测定方法,用于测定废水中有机碳的总含量,测定仅需几分钟;但排除了其他元素,不能反映有机物的真正浓度
5.总悬浮固形物(TSS)
指漂浮在废水表面和悬浮在废水中的总固形物质含量,是废水的重要污染指标之一;大部分TSS可采用过滤法去除

第5页:污染指标:pH、温度与有毒物质

6.酸碱度pH
酸度和碱度也是废水的重要污染指标,常用pH表示废水的酸性和碱性程度
7.温度
废水温度过高引起的危害称为热污染;废水温度大幅变化会影响物化处理系统的稳定性,市政管理部门通常规定废水的最高允许温度
8.有毒物质
食品工业废水一般是无毒的,但有时会出现有毒物,通常是过量的游离氨、消毒用的剩余氯,以及清洗用的洗涤剂或其他有毒物如油漆、溶剂和农药等

第6页:食品工业废水来源及水质表(一)

食品工业废水来源及水质表(排水水质单位 mg/L):

食品工业废水来源及水质表(一)
加工厂类别产品名称原料主要污染源排水水质(mg/L)
肉类加工厂红肠、火腿、咸肉禽肉、鱼肉、调料原料处理设备、水煮设备、冷却水pH 5.5~7.5;BOD 300~600;SS 100~150
奶制品厂奶油、干酪、酸乳酪、冰激凌牛奶设备和各种器具清洗排水pH 6.5~11;BOD 50~400;SS 70~150
水产品加工厂鱼贝类加工制品、鱼粉、海产品肥料鱼贝类、调料原料处理设备、水煮设备、其他器具清洗排水、除臭设备排水pH 6.6~8.5;BOD 200~2000;SS 150~1000
砂糖加工厂砂糖、糖粒原糖过滤设备、冷却水pH 6.0~8.0;BOD 80~200;SS 70~100

第7页:食品工业废水来源及水质表(二)

食品工业废水来源及水质表(续,排水水质单位 mg/L):

食品工业废水来源及水质表(二)
加工厂类别产品名称原料主要污染源排水水质(mg/L)
膨化粉、酵母制造商膨化粉、酵母和酵母合成剂面粉、糖蜜糖蜜发酵排水、清洗排水、杂排水pH 6.0~9.0;BOD 300~1200
面包糕点厂各种面包、饼干、糕点面粉、糖、酵母清洗搅拌机、其他各种容器排水pH 6.0~8.0;BOD 200~600
饮料厂汽水、果汁糖、碳酸设备和各种容器清洗水pH 9.0~12.0;BOD 250~350
啤酒厂啤酒麦芽、酒花麦芽清洗设备和冷却水pH 8.0~11.0;BOD 200~800;SS 210~350
清酒(日本酒)厂清酒米清洗设备排水pH 7.0~9.0;BOD 50~300;SS 100~200
酒厂白酒、果酒、药酒薯类、各种水果蒸馏后发酵排水、冲洗设备pH 6.0~8.0;BOD 600~900;SS 600~2000
琼脂厂琼脂石花菜原料处理设备、漂白排水pH 1.0~14;BOD 300~600;SS 250~500

第8页:食品工业废水来源及水质表(三)

食品工业废水来源及水质表(续,排水水质单位 mg/L):

食品工业废水来源及水质表(三)
加工厂类别产品名称原料主要污染源排水水质(mg/L)
蔬菜、水果罐头和农产品加工厂水果蔬菜罐头、果酱、果冻、花生制品各种蔬菜和水果原料处理设备、杀菌、冷却水pH 1.0~12.0;BOD 200~600;SS 20~200;Cl⁻ 2500~6000
调料厂豆酱、酱油、食用氨基酸、调味汁小麦、米和蔬菜原料处理设备、清洗设备、清洗排水pH 6.0~8.0;BOD 40~300;SS 200~300
粮食加工厂白米、面粉、荞麦粉、玉米粉小麦和大豆原料处理设备、收集装置排水pH 6.0~8.0;BOD 20~400;SS 400~600
食用油制造厂食用油、色拉油、人造奶油各种油原油清洗设备、脱酸设备、冷却水pH 1.4~7.0;BOD 150~1100;SS 90~100
淀粉厂淀粉、玉米粉红薯、马铃薯和玉米原料处理设备、漂白设备pH 6.0~8.0;BOD 500~3000;SS 3000
葡萄糖、麦芽糖制造厂葡萄糖、麦芽糖淀粉、麦芽原料处理设备、漂白设备pH 6.0~8.0;BOD 1500~2000;SS 1000~2500
面条制造厂切面、挂面、荞麦面、手擀面条小麦、面粉、荞麦原料处理设备、水煮设备pH 6.0~8.0;BOD 250~600

第9页:废水处理方法:物理法与化学法

三、废水处理途径和方法(一)按处理方法分类:现代食品工业废水处理技术按作用原理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物处理法四大类。

1.物理处理法
利用物理作用分离和回收废水中不溶解的、呈悬浮固体状态的污染物质,也称机械处理法;可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截流法
2.化学处理法
利用化学原理分离去除废水中呈溶解胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等;以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换等

第10页:废水处理方法:物理化学法与生物法

3.物理化学法
运用物理和化学的综合作用去除废水中的污染物质,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、气提法和吹脱法等
4.生物处理法
利用微生物的代谢原理,使废水中呈溶解状胶体以及细微悬浮固体状的有机性污染物转化为稳定、无害的物质。根据微生物作用不同分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法:前者包括活性污泥法、生物膜法、好氧氧化塘、土壤处理法等;后者包括厌氧消化法、厌氧塘等

第11页:活性污泥法的原理

活性污泥法:以废水中有机污染物作为底物,向废水中注入空气进行充氧,持续一段时间之后废水中即生成一种絮凝体,这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群构成,易于沉淀分离并使废水得到澄清。

由于存在丰富的有机物并不断提供充足的氧,加速了微生物的活动和繁殖,在微生物高度活动区的中心聚集着大量各种微生物,学术上把这种微生物高度活动的中心叫做微生物絮体,又叫活性污泥(Activated sludge)。

第12页:活性污泥处理系统的组成与流程

活性污泥处理系统主要由格栅、一次沉淀池、曝气池、曝气设备、污泥回收设备和二次沉淀池组成。

待处理的废水经格栅除去大块物质,进入一次沉淀池,然后进入曝气池;由于不断送入压缩空气,使混合液中有足够的溶解氧并对混合液进行搅拌,使活性污泥与废水充分接触,保证好氧微生物对有机物的稳定氧化分解。同时活性污泥不断增长,然后将曝气池内的混合液送入二次沉淀池停留一段时间使污泥沉淀、澄清水溢流排出。沉淀下来的活性污泥一部分回流至曝气池(相当于发酵的接种),剩余的进入污泥池进行处理。

第13页:一级处理(预处理)

(二)按处理程度分类:废水处理技术按处理程度可分为一级、二级、三级处理。

1.一级处理(初级处理或预处理):去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物质,调节废水pH值、减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷。常用方法有筛滤法、沉淀法、上浮法、预曝气法。

一般经一级处理后BOD消除率约为25%~40%,约去除70%的总固形物,净化程度不高,还必须进行二级处理。相对二级处理而言,一级处理属于预处理,可在食品加工厂厂区进行。

第14页:二级处理

2.二级处理:通过一级处理后再加处理,用以除去污水中大量有机污染物(即BOD),使污水进一步净化。一般经二级处理后废水中的BOD可去除80%~90%,处理后水中的BOD含量可低于30mg/L。采用好氧性生物处理法各过程可以达到这种标准。

一般而言,经二级处理后废水已具备了排放水的标准。二级处理可在大型食品加工厂厂区附近进行。

第15页:三级处理与深度处理

3.三级处理:任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物质,包括微生物未能降解的有机物以及磷、氮和可溶性的无机物。三级处理同深度处理有很多相似之处但不完全一致:三级处理是经二级处理后为去除某种特定污染物质(如磷、氮)而补充增加的处理单元;深度处理则往往是以废水回收、复用为目的时在二级处理后增设的处理单元或系统。

一级和二级处理是城市污水和食品工业废水处理中经常采用的,故又称常规处理。三级处理一般投资较大、管理复杂,但能充分利用水资源。

第16页:废水处理方法的选择因素

四、食品工业废水处理方法:废水在离开食品工厂前必须降低的污染程度,特别是一个地区与另一个地区之间差异很大,这取决于很多因素:

  1. 废水是否排入城市污水处理工厂或商业废水处理工厂,如果是,该厂能处理的最大污染负荷是多少
  2. 这种处理的费用有多大,如由食品工厂自行处理是否会更经济些
  3. 食品工厂拥有什么样的排放权利,应当遵守哪些法规

第17页:食品工业污水处理工艺的选择

选择食品工业排放污水处理工艺,不仅要考虑污水中有害物质的组成,还要了解排出污水水质、水量的瞬时变化情况,这些对选择处理工艺、设备和日后的运行管理都很重要。

  • 一级处理:一般采用固液分离技术去除污水中的漂浮物和悬浮物
  • 二级处理:主要处理过程,一般采用生物处理技术去除水中有机物等有毒物质;在需要的场所物理化学法可用来进行酸、碱中和处理
  • 三级处理:一般采用膜处理法、强氧化剂氧化等技术进一步净化,多适用于特殊食品加工的饮用水所作的最终处理,一般不需要也不用来处理食品工厂的废水

第18页:食品工业污水典型处理工艺流程

食品工业污水的典型处理工艺流程:

污水 → 悬浮分离 → 调节池 → 生物处理 → 沉淀(过滤)→ 消毒 → 达标排放;其中悬浮分离与沉淀(过滤)环节分别排出污泥,进入污泥处理。

第19页:处理单元的组合与试验验证

废水中的污染物质多种多样,往往不可能用一种处理单元就能把所有污染物质去除干净。一般一种废水往往需要通过几个处理单元组成的处理系统处理后,才能够达到排放要求。

对于某一种食品加工废水,采用哪些方法或哪几种方法联合使用,需根据废水的水质和水量、排放标准、处理方法的特点、处理成本和回收经济价值等,通过调查、分析、比较后才能决定,必要时还要进行小试、中试等。

第20页:第二节 大气污染物及其分类

大气污染
由于有害的气态污染物进入大气,使大气在成分、气味、颜色和性质等方面发生变化,危害生物生活环境,影响人体健康和动植物的生存。大气中超过洁净空气组成中应有浓度水平的物质称大气污染物

进入大气的污染物大约有100种左右:

  • 按来源分:自然污染物和人为污染物(如工厂排放的废气),引起公害的往往是人为污染物
  • 按存在状态分:气溶胶态污染物和气态污染物
  • 按形成过程分:一次污染物(原发性污染物,直接排放且理化性状未变)和二次污染物(续发性污染物,一次污染物经物理化学或生物作用变化后形成的新污染物)

第21页:大气污染物的治理技术

食品加工厂的废气具有种类繁多、组成复杂、污染物浓度高、污染面大的特点,典型的废气有含硫化合物、氟化物和氮氧化物,如SO2、H2SO3、H2S、NO2、NO等,使周围的大气和土壤受到污染,其中二氧化硫和氮氧化物对大气造成的污染更为严重。

各种生产过程中产生的气溶胶态污染物可利用其质量较大的特点,通过外力作用将其分离出来,通常称为除尘;气态污染物则要利用污染物的物理和化学性质,通过冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化等方法进行处理。

第22页:除尘与气态污染物处理技术

(一)除尘技术

(二)气体污染物的处理技术:

  1. 吸收法
  2. 吸附法
  3. 催化法
  4. 燃烧法
  5. 冷凝法
  6. 生物法
  7. 膜分离法

第23页:第三节 食品工业废弃物及其存放

食品生产的特点是“四多”,即原料多、生产方法多、产品的品种多、产生的废物也多。食品废弃物种类繁多,有可再利用的副产物,也有对环境造成污染的有毒有害物质,其来源除生产过程之外还有非生产性的固体废弃物,治理废水或废气过程中有时还会有新的废渣产生。

由食品企业排放出的固体形式的废弃物质,凡是具有毒性、易燃性、腐蚀性、放射性等各种废弃物都属于有害废渣。废弃物的存放应远离生产车间,且不得位于生产车间上风向;存放设施应密闭或带盖,要便于清洗、消毒。

第24页:废弃物的处理:压实

一、废弃物的处理与处置:

1.压实亦称压缩,是用物理方法提高固体废弃物的聚集程度,增大其在松散状态下的单位体积质量,减少体积,以便于利用和最终处置。根据废弃物类型和处置目的的不同,压实处理流程不同:

  • 以材料回收再生为目的:废弃物 → 破碎 → 压实处理 → 胚块 → 回收再生
  • 对有害垃圾进行填埋:有害垃圾 → 压实处理 → 胚块 → 沥青固化 → 填埋
  • 对一般生活垃圾进行填埋处置:城市垃圾 → 压实处理 → 胚块 → 打包 → 填埋

第25页:废弃物的处理:破碎与固化

2.破碎:指用机械方法将废弃物破碎,减小颗粒尺寸,使之适合于进一步加工或能经济地再处理;通常不是最终处理,往往作为运输、储存、焚烧、热分解、熔融、压缩、磁选等的预处理过程。

3.固化技术:指通过物理或化学法将废弃物固定或包含在坚固的固体中,以降低或消除有害成分的溶出特性。根据废弃物性质、形态和处理目的可供选择的方法有五种:水泥基固化法、石灰基固化法、热塑性材料固化法、高分子有机物聚合稳定法和玻璃基固化法。

第26页:废弃物的处理:增稠脱水、热解与焚烧

4.增稠和脱水
生产过程本身或废水处理过程中常产生许多沉淀物和漂浮物,统称为污泥;污泥的重要特征是含水率高,处理与利用的核心问题是水和悬浮物的分离,即污泥的增稠和脱水
5.热解技术
在氧分压较低的条件下,利用热能使可燃性化合物的化合键断裂,大分子质量的有机物转化成小分子质量的燃料气体、油、固形碳等
6.焚烧
一种高温处理和深度氧化的综合工艺,通过焚烧(温度在800~1000℃)使化学活性成分被充分氧化分解,留下的无机成分(灰渣)被排出;在此过程中废弃物容积减少、毒性降低,同时可达到回收热量及副产品的双重功效

第27页:废弃物的再利用

二、废弃物的再利用:在经济条件许可时,可以将食品加工厂的大部分废物加工或转换成更有用和更有价值的物质,实现食品加工原料的综合利用。

第28页:第四节 噪声污染与控制程序

噪声污染是指噪声强度超过人的生活和生产活动所容许的环境状况,对人们健康或生产发生危害。当噪声在30dB以下时较安静,40dB时为正常环境,50~60dB时比较吵闹,80~90dB时相距0.15m要大声喊话才能对话、工作效率下降,超过90dB则会损伤听觉。噪声污染和空气污染、水污染并称当今三大污染。

噪声污染的发生必须有三个要素:噪声源、传播途径和接受者。噪声控制的一般程序是:首先进行现场调查,测量现场的噪声级和频谱;然后按有关标准和实测数据确定所需降噪量;最后制定技术上可行、经济上合理的控制方案。

第29页:食品企业常见的噪声来源

  1. 风机噪声
  2. 空压机噪声
  3. 电机噪声
  4. 泵噪声
  5. 其它噪声:食品企业还常有粉碎机、柴油机、制冷设备、制罐设备、机械加工设备和运输车辆等,均产生不同声级和频率的噪声

第30页:噪声源的控制

二、噪声控制一般原理:

1.噪声源的控制:这是首先要考虑的治本方法。运转的机械设设备和交通运输工具是造成噪声污染的主要来源,控制它们的噪声有两种方法:

  • 一是改进结构,提高部件的加工精度和装配质量,采用合理的操作方法,可显著降低源强
  • 二是采用吸声、隔声、减振、隔振、安装消声器等技术,将设备做成低噪声整机

第31页:传播途径控制与接受者防护

2.传播途径的控制:噪声在传播过程中遇到障碍物会被吸收、反射、折射和绕射,人们常利用障碍物起到隔声作用。噪声能量随距离增加而逐渐衰减,在距离大于噪声源最大尺寸3~5倍以外的地方,距离若增加一倍,噪声衰减6dB。因此在厂址选择上,要把噪声级高、污染面大的工厂、车间或设备布设在远离需要安静的地方;噪声源一般有高频指向性,可改变机器设备的安装方位降低噪声。

3.接受者的防护:除减少接受者在噪声环境中的暴露时间和调整工种外,可配戴护耳器,如耳塞、耳罩或头盔等。

第32页:第五节 安全性评价的概念

安全性评价
也称危险度评价,是应用安全系统工程的理论和方法,对系统存在的危险性进行定性和定量分析,判断系统发生事故的可能性大小及其严重程度,采取相应的预防措施,使系统达到所要求的安全标准

它作为一种科学的安全管理方法,由以往主要研究和处理已发生和必然发生的事故,发展为主要研究那些还没有发生但可能发生的事件,并把这种可能性量化为一个指标,计算事故发生的概率,划分危险等级,制定企业安全标准和措施,并进行综合比较和评价,从中选取最佳方案,以超前控制事故的发生。评价采取现场检查、资料查阅、现场考问、实物检查、仪表检测、调查分析、现场测试分析试验等7种查评方法。

第33页:安全性评价的原则

(一)评价的原则:

  1. 评价人员的客观性:要防止评价人的主观因素影响评价数据,同时要坚持对评价结果进行复查
  2. 评价指标的综合性:单一指标只能反映局部功能,综合性指标能反映评价对象各方面的功能
  3. 评价方案的可行性:只有从技术、经济、时间和方法等条件分析都是可行的,才是较佳方案
  4. 所采用的标准参数资料应是最新版本,确实能反映人、机、物、环境的危险程度
  5. 评价结果应用综合性的单一数字表达

第34页:安全性评价计划的内容

(二)安全性评价的程序 1.制订评价计划:可参考同行业中其他企业安全性评价的计划,结合本企业情况提出一个供讨论的初步方案。方案应是动态的,在评价过程中发现缺陷或漏掉项目应及时修改、补充和完善。计划中包括以下项目:

  1. 评价任务和目的
  2. 评价的对象和区域
  3. 评价的标准
  4. 评价的程序
  5. 评价的负责人和成员
  6. 评价的进度
  7. 评价的要求
  8. 试点建议
  9. 安全问题的发现、统计和列表,整改措施的提出
  10. 测试方法
  11. 整改效果分析
  12. 总结报告等

第35页:安全性评价的步骤

2.安全性评价的步骤:

  1. 确认系统的危险性,即找出危险性并加以定量化
  2. 根据危险的允许范围,具体评价危险性,即排除危险性,消除或降低系统的危险性,使其达到允许范围

第36页:安全性评价技术

(三)安全性评价技术:安全性评价是系统从方案制订、设计、制造、使用、报废整个过程中的安全保证手段,一般分为若干个阶段:

  1. 根据有关法规进行评价
  2. 根据校验一览表或事故模型与影响分析做定性评价
  3. 有关物质(材料)、工艺过程的危险性定量评价
  4. 针对严重程度,实行相应的安全对策
  5. 根据事故灾害信息重新做出评价
  6. 进行全面定性、定量评价
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