第五章 安全生产与三废治理

1. 第五章安全生产与三废治理 主讲人：胡世文

2. 第一节 安全生产 一、安全生产的重要性和原则 二、原材料的危险性及安全措施 • 1、原材料的危险性 • （1）易燃易爆的液体原材料 • 一级易燃物——闪点<28℃ • 二级易燃物——闪点28~45 ℃ • 三级易燃物——闪点45~120 ℃ • 四级易燃物——闪点>120 ℃

3. 第一节 安全生产 • （2）易燃固体原材料 • 本身易燃 • 遇水易燃易爆 • （3）有毒的化学原材料 • 剧毒原材料 • 有毒原材料 2、安全措施

4. 第一节 安全生产 三、安全生产的几种防护措施 1、防毒措施 • （1）组织管理措施 • （2）防毒技术措施 • 以无毒、低毒的物料或工艺代替有毒、高毒物料和工艺 • 生产装置的密闭化、管道化和机械化 • 通风排毒（局部或全部） • 有毒气体的净化回收 • 隔离操作和自动控制

5. 第一节 安全生产 • （3）个人防护措施 • 皮肤防护 • 呼吸防护 2、防火防爆措施 • （1）严格管理明火 • 加热用火 • 检修动火 • 流动火花和飞火 • 其它火源

6. 第一节 安全生产 • （2）避免摩擦撞击撞击产生火花和达到危险温度 • 轴承转动部分保持良好的润滑 • 安装在易燃易爆厂房内的、易产生撞击火花的部件要选用合适的金属制成 • 防止铁器随物料进入设备内部发生撞击起火，安装磁铁分离器 • 搬运盛有可燃气体或易燃易爆气体的铁桶气瓶时要轻拿轻放 • 在易燃易爆场所，不准穿带铁钉的鞋子 • （3）消除电气火花和达到危险温度

7. 第一节 安全生产 四、压力容器的安全装置 1、压力容器的分类 定义 从安全管理和技术监督角度考虑 • 固定式与移动式 按设计压力等级分类 • 低压 0.1MPa≤p ≤1.6MPa • 中压 1.6MPa≤p ≤10MPa • 高压 9.8MPa≤p ≤98MPa • 超高压 p ≥98MPa

8. 第一节 安全生产 • 按生产工艺过程中的作用原理分类 • 反应压力容器 • 换热压力容器 • 分离压力容器 • 储存压力容器 • 按类别分，《压力容器安全监督规程》 • 一类容器 • 非易燃或无毒介质的低压容器 • 易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器

9. 第一节 安全生产 • 二类容器 • 中压容器 • 易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器 • 内径小于1m的低压废热锅炉 • 剧毒介质的低压容器 • 搪玻璃压力容器 • 三类容器 • 剧毒介质的中压容器或剧毒介质且pV ≥0.2MPa·m3 • 易燃或有毒介质且pV ≥0.5MPa·m3的中压反应器或pV ≥0.5MPa·m3的中压储运容器 • 中压废热锅炉或内径大于1m的废热锅炉 • 高压、超高压容器

10. 第一节 安全生产 2、压力容器的安全装置 • (1)安全阀 • 杠杆式安全阀 • 结构：主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、重锤、重锤固定螺丝等构件组成，有单杠杆和双杠杆之分。

11. 第一节 安全生产 • 弹簧式安全阀 • 主要是由阀体、阀芯、阀座、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调节螺丝、销子、外罩、提升手柄等构件组成，是利用弹簧压缩后的弹力来平衡气体作用在阀芯上的力。 • 体积小、调整方便、适用压力范围广、灵敏度高

12. 第一节 安全生产 • 安全阀的选用 • 排量必须大于锅炉的最大蒸发量或压力容器的安全泄放量。 • 考虑压力容器的工艺条件和工作介质的特性 • 对工作压力低、温度较高、无震动的容器可选用杠杆式安全阀；对中高压容器宜采用弹簧式安全阀；对高压、安全且泄放量较大的中低压容器最好选用全启式安全阀；对操作压力要求绝对平稳的容器应选用微启式安全阀；对装有有毒、易燃或污染环境的容器应选用封闭式安全阀。

13. 安全阀的安装 • 安全阀的安装必须是安全阀垂直地安装在容器本体上；液化气储罐上的安全阀必须安装在它的气相部位；对易燃易爆、有毒或粘性介质的容器，为便于安全阀的更换清洗，可装一只截止阀。 • 安全阀的安装位置应以日常检查、维护和检修的方便为准。对安装在露天安全阀要做好冬季阀内水分冻结的防护工作；安装杠杆式安全阀时，需使阀杆保持铅垂位置，进气管、排气管连接法兰的螺栓必须均匀上紧，防止附加应力，破坏阀体同心度，影响安全阀的正常工作。

14. 安全阀的调整、维护与检验 • 安全阀的调整需分两步进行，一是在气体试验台上通过调节施加在阀盖上载荷来初步确定安全阀的开启压力。二是在容器上通过调整安全调节圈与阀盖的间隙，精确地确定排放压力与回座压力。 • 安全阀的维护是使安全阀动作灵敏可靠、密封性能好的关键一环。它的具体做法是：对安全阀要经常保持清洁，防止油垢、脏物粘满或锈蚀阀体弹簧；随时检查铅封是否完好，温度过低时有无冻结，是否有泄漏。对杠杆式安全阀要检查重锤是否移动，发现缺陷便立即校正或更换。 • 安全阀按《压力容器安全监查规程》规定，每年至少检查一次，检验的内容是清洗、研磨、试验、校正和铅封等。

15. 爆破片（防爆片） • 它是一种断裂型的超压防护装置。装设在不适于安装安全阀的压力容器上。当容器内的压力超过正常工作压力并达到设计压力时即自行爆破，使容器内的气体经防爆片断裂后形成的裂口流出，向外排出以避免容器本体发生爆炸。 • 防爆片的适用范围和安装防爆片的依据： • 1）容器内的介质易于结晶或聚合或带有较多粘性物质时应装设防爆片； • 2）容器内的压力由于化学反应或其它原因迅猛上升，而装置安全阀又难以及时排出过高的压力时应采用防爆片； • 3）容器内的介质为剧毒气体或不允许微量泄漏的气体，用安全阀保证不了这些气体不泄漏时应采用防爆片。

16. (3)易熔合金塞 • 易于熔化型的安全泄压装置 • 主要用于防止容器由于温度升高而发生的超压 • 只能安装在需要泄放量很小的容器上，一般多用于液化气体气瓶。 • 易熔合金塞应满足下列要求： • １)易熔合金不与瓶内气体发生化学反应，也不影响气体的质量。 • ２)易熔合金的流动温度准备。 • ３)易熔合金塞座与瓶体连接的螺纹应保证密封性。

17. （4）压力表 • 压力表是为了测量容器内介质的压力，操作人员可以根据压力表所指示的压力进行操作，将压力控制在允许范围内。如果压力表不准或失灵，安全阀也同时失灵的话，则压力容器容易发生事故。压力表有液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。 • 压力表的选用 • 1）压力表的量程应与容器的工作压力相适应。具体的说压力表的最大量程最好选用为容器工作压力的2倍，最小不能小于1.5倍，最大不能大于3倍。压力表的量程不能过大过小，它的使用压力范围不能超过刻度极限的70%，在波动压力下不超过60%。

18. 2）压力表的精度的选用应根据容器的压力等级和实际工作需要确定精度。低压容器一般不应低于2.5级；中压容器不应低于1.5级；高压容器应为1级。2）压力表的精度的选用应根据容器的压力等级和实际工作需要确定精度。低压容器一般不应低于2.5级；中压容器不应低于1.5级；高压容器应为1级。 • 3）压力表的表盘直径的选择应与操作人员能清楚看出压力指示值为准，一般不应小于100毫米，距离超过2米时，表盘直径不应小于150毫米；距离越过5米时，不应小于250毫米。

19. 压力表的安装 • 1）压力表应安装在有足够照明便于操作人员观察的地方，压力表的接管应直接与容器本体相连接，同时避免受辐射热功当量、低温及震动的影响。 • 2）为了便于更换和校验压力表，应在压力表与容器之间装设三通旋塞。 • 3）应注意高温介质的影响，对于这类容器上压力表的接管上要装上一段弯管，以避免高温蒸汽直接进入压力表内的弹簧管中，使表内元件过热变形而影响压力表的精确度。

20. 4）应注意腐蚀介质对压力表零件材料的腐蚀作用，如容器内介质对压力表材料具有腐蚀作用，那么应在弹簧式压力表与容器的连接管路上安装有充填液体的隔离装置，因操作条件不能采取这种装置时，则应选用抗腐蚀的压力表，如波纹平膜式压力表。4）应注意腐蚀介质对压力表零件材料的腐蚀作用，如容器内介质对压力表材料具有腐蚀作用，那么应在弹簧式压力表与容器的连接管路上安装有充填液体的隔离装置，因操作条件不能采取这种装置时，则应选用抗腐蚀的压力表，如波纹平膜式压力表。 • 5）每一个压力表最好固定于相同压力的容器上，这样可以根据容器的最高使用压力在压力表的刻度盘上划出警戒红线。

21. 在压力容器的运行中操作人员应做好以下工作 • (1)压力表应保持洁净，表盘上的玻璃要明亮清晰，使表盘内指针指示的压力值能清楚易见，表盘玻璃破碎或表盘刻度模糊不清的压力表应停止使用。 • (2)压力表的连接管要定期吹洗，以免堵塞，特别是对用于较多的油垢或其他粘性物质的气体的压力表连接管。要经常检查压力表连接管。经常检查压力表的指针的转动与波动是否正常，检查连接管上的隔断阀是否处于全开状态。 • (3)压力表必须定期校验，每年至少经计量部门校验一次

22. (4)压力表有下列情况之一时，应停止使用并更换：(4)压力表有下列情况之一时，应停止使用并更换： • ①有限止钉的压力表，在无压力时，指针不能回到限止钉处；无限止钉的压力表，在无压力时，指针距零位的数值超过压力表的允许误差。 • ②表盘封面玻璃破裂或表盘刻度模糊不清。 • ③封印损坏或超过校验有效期限。 • ④表内弹簧管泄漏或压力表指针松动。 • ⑤指针断裂或外壳腐蚀严重。 • ⑥其他影响压力表准确指示的缺陷。 • ⑦超期使用或使用期限标志不清的表。

23. 第二节 “三废”防治概述 一、环境保护的重要性 • 工业化进程对环境的破坏 • 环境污染的8大公害 • 全国突发环境污染事故上升 • 松花江重大水污染事件

24. 第二节 “三废”防治概述 二、“三废”防治的方针政策 • 相关法律规定 • 环境影响评价制度 • “三同时”制度

25. 第三节 防治“三废”的主要措施 一、革新工艺 • （1）更换原料材料 • 以无毒、低毒的原辅材料代替有毒、高毒的原辅材料，降低或消除“三废”的毒性。 • 加强“三废”的综合利用，使副产物成为有更高使用价值的化工产品。 • 减少“三废”的种类和数量，以便减轻处理系统的负 • （2）改进操作方法 • （3）调整不合理的配料比 • （4）采用新技术

26. 第三节 防治“三废”的主要措施 二、循环使用和合理套用 三、回收利用和综合利用 回收——蒸馏、结晶、萃取、吸收、吸附 四、改进生产设备、加强设备管理 • 控制污染源 • 减少无组织排放——跑、冒、漏、滴

27. 第四节 药厂“三废”的处理 一、废水的处理 1、废水的来源和污染控制指标 来源 （1）第一类污染物 • 能在环境和生物体内积累，对人体健康产生长远不良影响的污染物 （2）第二类污染物 • 其长远影响小于第一类的污染物。 • 共57项

28. 第四节 药厂“三废”的处理 2、制药废水的特点 • 数量少、种类多、变动性大 • 间歇排放 • 高浓度集中排放 • 化学需氧量高 • 有很多是微生物难以氧化的，如卤化物、氰化物、醚类 • pH偏低或偏高

29. 第四节 药厂“三废”的处理 3、废水处理的基本方法 控制水质的基本方法 （1）控制水质的指标 • 生化需氧量（BOD） • 化学需氧量（COD） • pH

30. 生化需氧量（BOD） 第四节 药厂“三废”的处理 • Biochemical Oxygen Demand的简写 • 水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其单位以毫克/升表示。 • BOD反映水体中可被微生物分解的有机物总量，其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。

31. 第四节 药厂“三废”的处理 • BOD小于1mg/L表示水体清洁；大于3-4mg/l，表示受到有机物的污染；高于10mg/l ，水体发臭。但BOD的测定时间长；对毒性大的废水因微生物活动受到抑制，而难以准确测定。

32. 第四节 药厂“三废”的处理 • 微生物分解有机物的速度和程度同温度、时间有关、最适宜的温度是15～30℃，从理论上讲，为了完成有机物的生物氧化需要无限长的时间，但是对于实际应用，可以认为反应可以在20天内完成，称为BOD20，根据实际经验发现，经5天培养后测得的BOD约占总BOD的70～80%，能够代表水中有机物的耗氧量。为使BOD值有可比性，因而采用在20℃条件下，培养五天后测定溶解氧消耗量作为标准方法，称五日生化需氧量，以BOD5表示。

33. 第四节 药厂“三废”的处理 • BOD（mg / L）=（D1-D2） / PD1：稀释后水样之初始溶氧（mg / L）D2：稀释后水样经 20 ℃ 恒温培养箱培养 5 天之溶氧（mg / L）P=【水样体积（mL）】 / 【稀释后水样之最终体积（mL）】

34. 第四节 药厂“三废”的处理 • 将水样注满培养瓶，塞好后应不透气，将瓶置于恒温条件下培养5天。培养前后分别测定溶解氧浓度，由两者的差值可算出每升水消耗掉氧的质量，即BOD5值。     由于多数水样中含有较多的需氧物质，其需氧量往往超过水中可利用的溶解氧（DO）量，因此在培养前需对水样进行稀释，使培养后剩余的溶解氧（DO）符合规定。

35. 化学需氧量（COD） 第四节 药厂“三废”的处理 • Chemical Oxygen Demand 的简写 • COD（Chemical Oxygen Demand）即化学需氧量，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。 • 化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

36. 第四节 药厂“三废”的处理 • 在COD测定过程中，有机物被氧化成二氧化碳和水。水中各种有机物进行化学氧化反应的难易程度是不同的，因此化学需氧量只表示在规定条件下，水中可被氧化物质的需氧量的总和。当前测定化学需氧量常用的方法有KMnO4和K2CrO7法，前者用于测定较清洁的水样，后者用于污染严重的水样和工业废水。同一水样用上述两种方法测定的结果是不同的，因此在报告化学需氧量的测定结果时要注明测定方法。

37. 第四节 药厂“三废”的处理 • COD与BOD比较，COD的测定不受水质条件限制，测定的时间短。但是COD不能区分可被生物氧化的和难以被生物氧化的有机物不能表示出微生物所能氧化的有机物量，而且化学氧化剂不仅不能氧化全部有机物，反而会把某些还原性的无机物也氧化了。所以采用BOD作为有机物污染程度的指标较为合适，在水质条件限制不能做BOD测定时，可用COD代替。水质相对稳定条件下，COD与BOD之间有一定关系：一般重铬酸钾法COD＞B OD5＞高锰酸钾法COD。

38. 第四节 药厂“三废”的处理 • （2）废水处理的基本方法 • 废水处理的目的是对废水中的污染物以某种方法分离出来，或将其分解转化为无害稳定的物质，从而使污水得到净化。 • 物理法 • 机械处理 • 分离水中大量的固状杂物杂质，从废水中回收有用物质。 • 重力分离、离心分离、过滤沉淀物 • 简单、经济

39. 第四节 药厂“三废”的处理 • 化学法 • 分离废水中的胶体物质和溶解物质，回收其中有用物质、降低酸碱度、去除金属离子、氧化某些有机物。 • 方法： • 混凝法——处理的对象主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。（混凝剂） • 中和法——调pH （石灰、电石渣、石灰石） • 化学沉淀法——去除废水中的有害离子，阳离子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，阴离子如SO42-、PO43-。（沉淀剂） • 氧化还原法——加氯氧化CN-根；电解法处理含CrO42-、Hg的废水；置换法去除金属离子。

40. 第四节 药厂“三废”的处理 • 物理化学法 • 分离废水中的溶解物质，回收其中有用成分，使废水得到深度处理。 • 浮选——分离悬浮物含量高的废水。 • 吸附——去除重金属、有机物。（比表面大的吸附剂） • 萃取——去除重金属、有机物。（萃取剂） • 离子交换——不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应，属可逆化学吸附。 • 膜析法——电渗析、反渗透、超滤法

41. 第四节 药厂“三废”的处理 • 生物处理法 • 利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物降解并转化为无害物质，使污水得以净化的方法。 • 制药废水的主要处理方法 • 厌氧生物处理 • 好氧生物处理

42. 第四节 药厂“三废”的处理 • 按废水处理的工程要求划分 • 一级处理 • 预处理 • 机械方法或简单的化学方法 • 如沉淀、中和 • 二级处理 • 生物处理 • 去除90%~95%的固体悬浮物 • 去除90%左右的可被生物分解的有机物 • 三级处理 • 深度处理——物理化学方法

43. 第四节 药厂“三废”的处理 • 3、各类废水的处理 • （1）含悬浮物或胶体的废水 • 沉淀、上浮、过滤 • 混凝、吸附 • 生物处理、吸附、离子交换等 • （2）酸碱性废水 • 含酸高的废水要回收利用或综合利用 • 用作混凝剂，制磷肥 • 含酸低的废水进行中和处理，可用于其它用途 • 其它方法：浓缩、蒸馏、渗析

44. 第四节 药厂“三废”的处理 （3）含无机物的废水 • 卤化物、氰化物、硫酸盐及重金属离子 • 无毒——稀释法 • 有毒——浓缩结晶法、化学处理法 • 重金属——化学沉淀法（碳酸盐、氢氧化物、硫化物） （4）含有机物的废水 • 回收利用——蒸馏、萃取、化学处理 • 生物法二级处理

45. 细胞物质（增长的微生物） 有机物+氧+微生物 CO2 H2O NO3- SO42- PO43- 第四节 药厂“三废”的处理 4、废水的生物处理 • 利用微生物处理废水的方法，也叫生化处理法 • 根据微生物对氧的要求不同 • 好氧生物处理——在充分供氧和适当温度培养下，使好氧微生物大量繁殖，利用它特有的生化代谢生命过程，将废水中的有机物氧化分解为二氧化碳、水、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐等物质，使水净化 • 活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法、接触氧化法、生物流化床法

46. 第四节 药厂“三废”的处理 • 厌氧生物处理 • 在无氧条件下利用厌氧微生物的作用来进行。 • 两个阶段：酸性发酵和碱性发酵 • 主要用于污泥消化

47. 第四节 药厂“三废”的处理 • （1）活性污泥法 • 活性污泥是通过一定的方法培养与驯化出来的。培养的目的是使微生物增殖，达到一定的污泥浓度；驯化则是对混合微生物群进行淘汰和诱导，使具有降解废水活性的微生物成为优势。 • 菌种和培养液 ：除了采用纯菌种外，活性污泥菌种大多取自粪便污水、生活污水或性质相近的工业废水处理站二沉池剩余污泥。培养液一般由上述菌液和诱导比例的营养物如淘米水、尿素或磷酸盐等组成。 • 活性污泥与废水接触时不但摄取某些污染物作养料，而用吸附和网罗一些其他污染物（如有色物质、悬浮固体），处理效果很好。

48. 流程： 第四节 药厂“三废”的处理

49. 第四节 药厂“三废”的处理 • 在曝气池中废水与积累的活性污泥充分混合接触，污染物转移到污泥上，微生物以污染物为养料并从水中取得氧气生长繁殖(biomass)，某些代谢产物(如二氧化碳、氨)则进入水中。随后,混合液流过沉淀池,泥水分离，出水得到处理,污泥则回流到曝气池入口,再次进入过程。

50. 第四节 药厂“三废”的处理 • 维持水中溶解氧为2-4mg/L，每去除1kgBOD约需通气40-80m3。 • 工艺条件： • 水温：15-30℃；pH6.5-8.5 • BOD：N：P=100：5：1 • 曝气池：普通曝气池（推流式）和加速曝气池（完全混合式）