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发酵工业与环境保护本章内容•了解发酵工业三废污染状况及治理的意义•理解衡量废水污染的常用指标•理解发酵废液综合利用以及各种生物法处理的原理•理解废液的常见生物处理技术第一节发酵三废的处理原理考虑如何综合利用发酵工业废水渣中生产有价值的副产品如何采取科学的处理方法，使之符合排放标准一、衡量废水污染的指标1.总固体TS在103～105℃下将废水烘干的残渣量即为总固体，以烘干单位体积污水所得到的残渣量表示。污水中的总固体包括漂浮物、悬浮物、胶体和溶解物等。2.悬浮物SS指废水在沉淀设备中形成的浮渣和污泥。包含漂浮物和可沉物3.有机物•生化需氧量（BOD）水中的有机物在好氧性微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量，用它来间接表示废水中有机物的含量。实际测定时采用20℃条件下，5天的BOD值，单位mg/L。化学需氧量（COD）•表示废水中有机物在化学氧化过程中所消耗氧的量。COD越高，表示废水中有机物越多。•常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位mg/L。COD测定需时短，不受水质限制，可作为水中有机物污染物含量的一种间接指示。•COD一般较BOD高，它们的差值表示不能被微生物降解的那部分有机物的含量。能否用生物法处理的标准•BOD/COD＜0.3废水不可用生物法处理•BOD/COD＞0.5废水可用生物法处理•BOD/COD＞0.7废水非常容易用生物法处理4.pH•天然的水体的pH一般在6～9之间•故水的pH也可以作为衡量水被污染程度的一个指标二、废渣液综合利用的原理•饲料•肥料三、生物法处理的原理按其作用原理和去除对象分：•物理法过滤法、沉淀法•化学法漂白粉、氯气•生物处理法着重介绍一下生物处理法。生物处理法利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解、胶体状态的有机物转变为稳定、无害的物质;使一些有毒物质（酚、氰）转化分解或者吸附沉淀从而达到净化污水，消除公害的目的。按起作用的微生物对氧的要求不同，可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。1.好氧生物处理法•在好氧微生物的氧化分解过程中，废水中呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入细菌细胞内。进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如CO2、H20、NO3－、NH3、PO43－和SO42－等，同时放出能量。细菌利用这部分能量作为其生命活动的能源，将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，合成新的细胞物质，使细菌得以增殖。要求废水中有机物应有一定浓度，以BOD计，一般应为100～500mg/L。BOD与其主要营养物氮和磷的比例关系为BOD:N:P=100:5:1。要求废水的pH为6～9。常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的是细菌。1.好氧生物处理法•活性污泥法向富含有机物并有微生物的废水中不断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，一定时间之后就会出现絮状泥粒，它具有很强的分解有机物的能力，称之为活性污泥。利用活性污泥处理废水的方法就是活性污泥法。生物膜法好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物的条件下迅速繁殖起来，在介质(滤料或转盘)表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生物膜。因此称之为生物膜法。2.厌氧生物处理法也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在厌氧条件下，利用微生物对有机物进行降解的过程。消化过程分两个阶段进行，即酸性发酵和碱性发酵阶段。酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在产酸菌的作用下，分解为简单的有机酸，包括甲酸、丁酸、醇、氨和硫化物等。碱性发酵阶段：参与作用的微生物是甲烷菌，代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、氢、硫化氢等。3.厌氧－好氧生物处理法4.自然生物处理法•生物氧化塘利用水中自然存在的微生物和藻类，对有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或人工池塘。•土地处理系统利用土壤及其中的微生物和植物根系对污染物的综合净化能力处理食品工业废水，同时利用废水中的水分和肥分来促进农作物、牧草或树木生长与增产的系统设施。第二节发酵工业三废的处理技术•综合利用技术（一）利用废渣液生产单细胞蛋白1、生产单细胞蛋白的工艺技术2、单细胞蛋白生产工艺实例（二）利用废渣液生产颗粒复混肥料•活性污泥法处理技术1、传统活性污泥法2、完全混合活性污泥法3、阶段性曝气活性污泥法4、延时曝气法5、生物吸附法•生物膜法处理技术1、曝气生物滤池法2、生物转盘法3、生物接触氧化法4、生物流化床•厌氧生物处理技术1、普通厌氧消化池法2、厌氧接触法3、UASB法4、厌氧生物滤池法5、厌氧流化床法6、厌氧生物转盘法7、两级厌氧法和复合厌氧法第十一章发酵成本的构成与控制•了解发酵成本的构成•理解影响发酵成本的因素•理解发酵过程中的经济学评价第一节发酵成本的构成•发酵成本一般分为固定成本和可变成本•固定成本：非生产成本或间接生产成本•可变成本：直接生产成本第二节影响发酵成本的因素•提高发酵产品产率的措施1、加强菌种选育，提高菌种的生产能力2、不断改进发酵工艺3、优选培养基配方4、提高设备利用率•降低消耗的措施1、选用廉价的原材料2、节约能源（1）菌种选育（2）降低通气成本①选用节能型空气压缩机②选用压力降小的空气过滤器③在发酵过程中根据需要控制不同的通气量④改进空气分布管和搅拌器的结构第三节发酵过程的经济学评价•产品浓度•发酵批产量•平均产品浓度•发酵指数•年发酵产率•染菌率•基质转化率•单位产量发酵成本