石杉碱甲真菌发酵厂设计说明书

石杉碱甲真菌发酵厂设计说明书 石杉碱甲真菌发酵厂 设 计 说 明 书 指导老师:熊兴华 负责人 :康美华 徐奕翔 制作:江西师范大学 生物工业工厂设计全体学员 时间 :2010年12月25日 1 目录 第一章 概述……………………………………………1 1 市场分析……………………………………………………………1 2 厂址选择……………………………………………………………1 2.1水源……………………………………………………………...1 2.2工程地质………………………………………………………...2 2.3 地震…………………………………………………………….2 2.4 气候…………………………………………………………….3 2.5 基础设施……………………………………………….………3 3 厂区划分示意图……………………………………………………4 4 工艺简图……………………………………………………………4 第二章 物料衡算………………………………………4 1 原料……………………………………………………………........5 2 热量衡算……………………………………………………………6 第三章 种子和发酵车间………..………………………………6 1 种子罐相关工艺……………………………………………………6 1.1关于种子工艺的若干问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ……………………………………7 1.2关于种子罐的若干问题………………………………………7 1.3基于二级种子罐培养参数的全年物料衡算与能量衡算........8 1.4一级种子罐的物料衡算与能量衡算………………...……….9 1.5种子罐的相关尺寸统计………………………….………….10 2 发酵车间的设计…………………………………………………..11 2 第四章 分离车间…………………...……………………………13 1 蒸馏的设备选型以及部分相关功能…………………………..13 2 试剂及料液，耗能………………..……………………………14 第五章 干燥包装车间………………….………………………16 1 基本原理及参数…………………………………………………16 1.1工作原理……………………………………………………16 1.2干燥设备(压力喷雾干燥机)………………..……………17 1.3技能参数……………………………………..………………17 1.4干燥特点……………………………………….…………….17 2 包装…………………………………………………..……..........18 2.1原理……………………………………………….…….........18 2.2结构示意图………………………………………....………...18 2.3设备参数…………………………………………..………….18 2.4特点……………………………………………..……….........18 2.5流程见附图…………………………………..……………….18 第六章 污水处理…………………………………………………19 ......……………...19 1 污水处理流程图……………………………… 2 处理流程分析…………………………………………...…...…...20 2.1各构建功能介绍……………………………………………..20 2.2处理单元可划分为三个等级………………………………...21 3各个处理构筑物的能耗分析……………………………..……….22 3.1污水提升泵房……………………………………………….. 22 3 3.2沉砂池………………………………………………………...22 3.3初次沉淀池…………………………………………………....22 3.4生物池…………………………………………….…………...23 3.5二次沉淀池……………………………………….…………...23 3.6污泥处理……………………………………………….……...23 4 各个处理构筑物的节能途径………………………….…………23 4.1污水提升泵房…………………………………………………23 4.2沉砂池…………………………………………………….…...24 4.3初次沉淀池……………………………………………….……24 4.4生物处理构筑物………………………………………….……24 4.5二次沉淀池……………………………………………….……25 4.6污泥处理……………...…………………………………….… 25 4.7能量回收…………………...……………………………….….25 第七章 化验室的设计………………………………………….26 1 化验室设计要求………………………………………………….26 2 三用紫外线分析仪 ZF-1紫外……………..……………………28 3 红外线分析仪…………………………………………………….29 第八章 锅炉的设计和设备选型……………………………31 1 锅炉设计………………………….………………………………31 2 空气过滤除菌…………………………………………………….32 3 泵的选择(料液) ………………..…………………………………32 4 传热设备……………………….………………………………….33 4 第一章 概述 1 市场分析 产品市场前景十分广阔，产品的需求量大、面广且市场供不应求。 市场石杉碱甲供需情况如下图示 随着全球逐步进入人口老龄化社会，老年痴呆症的患者人数成比率增长;石杉碱甲同时也是脑保健品原料，而我国石杉碱甲的生产工艺仍然落后，技术体系尚不健全，无法满足日益增长的市场需求。在此背景下，公司将首先进入石杉碱甲原料供应市场，通过规模化发展，以产量优势不断扩大市场份额，站稳脚跟，为后期进入以石杉碱甲为原 料的药品市场，并逐步实现多元化发展奠定基础。 2 厂址选择 2.1 水源 因为高新开发区地处极富水区八一桥以下的赣江北支、中支、南支河间地块为极强富水，单井涌水量5486~9776立方米/日，渗透系数一般为23.4~149.0米/日。区内地下水一般为无色透明，无嗅、无味，仅在滨湖地区松散岩类孔隙地下水局部具泥、铁腥味。受含水层岩性，地下水的补给、迳流、排泄条件的控制及人为活动的影响，形 5 成地下水不同的水质类型。 赣、抚冲积平原的全新统，上更新统冲积层，地下水交替条件较好，一般为HCO3—Ca? K+Na 型水，沿江局部地段及中更新统分布区，一般为HCO3—CL?Na?Ca 型水。西部岗间沟谷冲积层和残坡积层，地下水交替条件好，地下水水质为HCO3—Ca型水。故为节约成本可采用自己钻井。 2.2工程地质 可塑状中等压缩性粉质粘土(Cb)分布于赣江、抚河高漫滩，青山湖、艾溪湖周边地带，一般出露地表，局部伏于粉土层之下。分布连续、层位稳定，厚度在抚河古道、赣江以西一般2,6.0米，抚河沿岸2.4,5.0米，艾溪河,青山湖一带一般2,6.0米。粘土矿物以高岭石与多水高岭石为主，含量分别占43.6%和64.1%。 2.3地震 据南昌地方志记载，南昌市及其附近自公元 319 年以来所遇地震18次，均属弱震，多数受邻省地震的影响。南昌地区仅有两次，分别发生于 1917 年 3 月和 1918 年 1 月 8 日，地震历时半分钟，最大震级3.5级，未造成损失。从1971年建台以来，亦监测到多次无感地震，震级在0.1,2.4级之间。 西北部梅岭花岗岩分布区属九江,靖安地震最活动影响带，是未来百年内震级为 5 级，烈度为 6 度的地震危险区。 据 《 中国地震动参数区划图 》 (GB18306 一 2001 ) ，南昌市抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度0.05q ，特征周期0.35S。 6 2.4气候 南昌属中亚热带湿润季风气候，气候湿润温和，日照充足，一年中夏冬季长，春秋季短。 南昌是典型的“夏炎冬寒”型城市，夏天非常炎热，有“火炉”之称;冬天又比较寒冷。年平均气温17?-17.7?，极端最高气温40.9?，极端最低气温-15.2?。年降雨量1600—1700毫米，降水日为147-157天，年平局暴雨日5.6天，年平均相对湿度为78.5%。年日照时间1723-1820小时，日照率为40%。年平均风速2.3米/秒。年无霜期251-272天。冬季多偏北风，夏季多偏南风。 2.5基础设施 南昌高新区基础设施配套齐全，环境绿化、路灯照明、交通信号全部到位，实现了道路、通讯、供水、供电、排水、排污、煤气管网和土地平整“七通一平”。 ?道路:区内拥有四通八达的道路循环网络; ?供水:日供水能力10万立方米，采用环网供水，与市区直接联通，可满足生产、生活用水。 ?供电:已建成装机容量为10.3万KVA的110KV变电站，一座装机容量3×15万KVA的220KV变电站已投入使用。 ?通讯:通讯管网和通讯线路已经覆盖整个园区，随时可为入驻客户提供电信全业务。 ?排水:采用雨污分流排水系统。 ?排污:城东污水处理场日处理污水能力为100万吨。 ?煤气:管道煤气已铺设完成，并与南昌市煤气管网贯通。 7 3 厂区划分示意图 4 工艺简图 第二章 物料衡算 (由第一组负责，组长:罗云、王志亮;组员:余博雅、胡勇、程思睿) 8 马铃薯淀粉7454kg 黄豆饼粉745400kg 无机盐离子 稀释器 灭菌 1%的石杉碱甲200kg 5%的石杉碱甲60kg 99%的石杉碱甲 3kg 一级种子罐 发酵工段 提取分离工段 1 原料 1、黄豆饼粉和蔗糖 来源:安徽合肥进口黄豆饼粉，4500元/t，保质期12个月。蔗糖可直接从商场购得。 2、无机盐(硫酸镁、磷酸一氢钾，磷酸二氢钾). 因为 1.采用单罐单批式发酵，生产周期20天，菌体得率10g/L,石杉碱甲得率142.6ug/g.dcw. 2.产量:1% 200,g，,, ,,,g，99% 3K g,年生产日300天，每20天一周期，共15个周期，每周期产量分别为:13.3 4Kg、4Kg 、0.2Kg. 3.培养液组成:蔗糖0.02g/ml,黄豆饼粉0.2g/ml 所以 纯石杉碱甲:13.34*0.01+4*0.05+0.2*0.99=0.5314kg 菌种:0.5413*1000000000/142.6g=3727kg 9 培养液:3727/10=372.7m3 蔗糖:372.7*20=7454kg 黄豆饼粉;372.7*200=74540kg 由此可得:一周期所需物料 产品纯量 菌量量 培养液蔗糖量黄豆饼 (kg) (kg) (kg) (kg) 量(m3) 粉量(kg) 1% 13.4 0.1334 935 93.5 1870 18700 5% 4 0.2 1403 140.3 2806 28060 99% 0.2 0.198 1389 138.9 2778 27780 0.5314 3727 372.7 7454 74540 总量 1% 、5%、99% 由于储存费用，所以采用3次进货的措施。每次进5个周期的物料。每次进货量共为:黄豆饼粉37.27t、蔗糖3.727t，无机盐(硫酸镁、磷酸一氢钾，磷酸二氢钾)，从市场购买。 2 热量衡算 1、水:自己钻井，使用地下水。 2、电:采用电网供电。属于普通工业电价，类型应是1-10千伏。电价为0.688元每度。 3、气和热:自建一个锅炉提供蒸汽，以谷壳为原料，从粮食加工厂和农民手中购取。 10 第三章 种子和发酵车间 (由第二组负责。组长:陈云华;组员:左小琴，余雄，肖一坡) 1 种子罐相关关工艺 1.1关于种子工艺的若干问题 ?工艺流程:菌种---斜面孢子---摇瓶培养---种子罐培养。 ?种子级数的确定:由于主发酵罐的装料为100?,按照10,的接种量计算，只需二级种子。 ?培养方式的确定:采用分批通风发酵。 ?种子罐培养参数指标: 项目 竹黄菌 20 培养时间h 2.5 通风量m3/h 28 培养温度? 7.2~7.8 成熟种子质量ph ?培养基: A.试管斜面及:用PDA培养基，即马铃薯:0.2g/ml;蔗糖0.02g/ml;琼脂0.015~0.02g/ml;PH:自然; B.摇瓶培养和一级种子罐:PDA液体培养基; C.二级种子罐和发酵罐:黄豆饼粉和马铃薯淀粉～无机盐为MgSONacl,KHPO,自然PH。 4,323 11 ?培养基灭菌 参数:蒸汽压力: 0.3MPa 以上。罐内压力:0.1~0.2MPa。保压时间: 40~60min。 ?菌种保藏方式:-4?斜面冰箱保藏。 1.2关于种子罐的若干问题 ?种子罐的选型:根据培养方式应选用搅拌通风发酵罐; ?种子罐个数的确定:由于只有一个主发酵罐，相应的也只要一个，二级种子罐和一个一级种子罐，另一组种子罐备用; ?种子罐的容积的确定: 二级种子罐:V=V×10,=100×10,=10? 发2 一级种子罐:V=V×10,=10×10,=1? 12 ?二级种子罐的主要参数的确定: 由于种子罐的装料系数为0.7可以得出公称体积 3V=10?0.7=14.3m 0 3二级种子罐容积大于5m，应采用列管冷却才能满足要求。 ?一级种子罐的主要参数的确定: 一级种子罐的装料系数也为0.7 3可以得出公称体积V=1?0.7=1.43m 0 1.3基于二级种子罐培养参数的全年物料衡算与能量衡算 ?培养基的消耗量:由于种子每20天制备一次,一年 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 发酵天数为300天,即只要计算15个周期的培养基的量. 3 即V=10×15=150m 稀 12 ?无菌空气的消耗量:按照每立方培养基每小时通2.5立方的无 3菌空气可以得出: V=2.5×10×18×15=6750m 空 ?蒸汽的耗量:培养基的灭菌损耗 ?(根据灭菌的条件:蒸汽压力: 0.3MPa 以上。罐内压力: 0.1~0.2MPa。保压时间: 40~60min。 ?(灭菌采用直接加热灭菌; ?(?过程为升温阶段耗蒸汽量的计算; S=,Gc(t2,t1)(1+&),/(i,c2t2) S=600kg ?维持阶段 s1=s×40,=240kg 3 全年的蒸汽耗量为:,总,840×15=12600m 3 查在0.4kpa时蒸汽的密度为0.2459kg/m 3 ?(可以计算得出 V总=51240m ?冷却水的耗量: ?(冷却水的温度为20? ?(?培养基的冷却: 根据冷却水用量公式 W=KF/?Ac2 其中A=(t1,t2s)/(t1,t2) 冷却时间 i=(Gc/KA)?(ts,t1)/(ts,t2) 得出 m=46.2t ?发酵过程的冷却水耗量:Q=Cm(t-t) 21 ,包括发酵热和搅拌热 13 得出 ,,22.8, ?(所以全年的耗冷却水量为,,70×15,1050, 1.4一级种子罐的物料衡算与能量衡算 以二级种子罐10,计算可得出 种子车间的全年物料消耗统计表 项目 二级种子一级种子总计 罐 罐 333150m 15m 165m 培养基量 3336750m 675m 7425m 无菌空气 的量 33351240m 2745m 53985m 蒸汽的量 冷却水用1050, 63, 1113, 量 注:冷却水为20? 蒸汽压强为0.4kpa 1.5种子罐的相关尺寸统计 3 ?选用通用式发酵罐:二级种子罐选用公称体积为15m 3 一级种子罐选用公称体积为1.5 m ?种子罐各部件系数统计: 31.5 15 公称容积m 900 2/00 管内径(mm) 2200 4800 圆柱高(mm) 14 31.43 14.3 全容积(m) 265 200 搅拌转数,, min 5.5 26 电动机功率(kw) 冷却方式 夹套或列管 列管 种子罐材料选用不锈钢材质，一级种子罐与二级种子罐各两个。 2 发酵车间的设计 发酵周期按96h，则每一批次发酵700.35t豆饼粉培养基，罐数定为8个(1备用)，则每个罐每批应装豆饼粉培养基为100.05t,定罐的 3容积为110m，取H=1.5D，h=h=0.1D，可计算出12 D=4.51m,H=6.77m,h=h=0.45m。 12 罐内采用两列式蛇管冷却，规格是53/60mm不锈钢管，蛇管间距为0.15m，蛇管圈的直径为3m. 15 冷却面积的计算: 总的发酵热Q: Q=Q1-Q2 Q1=msq m——每罐发酵液量，kg; s——糖度降低百分值，%; q——每1kg糖发酵放热，J，经查表得q=418.6; Q——主发酵期每小时糖度降低1度所放出的热量。 100.05，1%，1000，418.6,418809(kJ/h)?Q1= Q2=5%Q1=20940.5(kJ/h) ?Q=418809-20940.5=397868.5(kJ/h) 冷却水耗量的计算: W=Q/[Tp(T2-T1)]=397868/[4.186(25-20)]=19009(kg/h) 19009,1.22，3600，0.0022，1000蛇管内冷却水流速为:(m/s) 主发酵期控制发酵液温度为30?，冷却水进出口温度分别为 20?，25?. ?ΔTm=7.2?. 传热总系数根据 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 取K=1932kJ/(m2•h•?); 冷却面积与主要尺寸: Q397868.5,,28.6Km,,1932，7.2冷却面积A=(m2) 28.6L,,161(m)3.14，0.0565两列蛇管长度: 16 根据蛇管圈直径和蛇管圈之间的间距可算出每圈蛇管长度为为 9m. 161,189两列蛇管总圈数为: (18,1)，0.15,2.55两列蛇管总高度为:(m) 由上述计算可得下表: 发酵罐规格 4.51m 直径 6.77m 高度 0.45m 罐底及罐顶锥形高度 20mm 厚度 罐内蛇管规格 样式两列式同心蛇管 0.15m 蛇管间距 161m 总长度 18 总圈数圈 2.55m 总高度 1.2m/s 管内水流速 发酵罐包扎保温层，用20mm泡沫填充，故可不考虑环境对发酵 罐内的影响。 罐内液体采有循环泵循环回流，回流泵功率为1.5kW。 每批菌种可在发酵醪过滤之后循环再利用九批。 17 流程图:见附图一 第四章 分离车间 (由第四组负责，组长:肖为民;组员:黄轩涛，张建强，董凌霄，谢光勇) 产量:1% 200Kg,5% 60Kg,99% 3kg. 年生产日300天，每20天一周期，共15个周期，每周期产量分别为:13.34kg、4kg、0.2kg 1 蒸馏的设备选型以及部分相关功能 1、料液预处理槽:高3m，圆筒半径0.5m，材料为碳钢。存储料液，预热,以及料液参数测定控制。 22、真空转同过滤机:GD-2型，过滤面积2m ，转数0.15到0.9r/min，功率0.75KW。 3、多功能浸提箱:不锈钢材料。浸提液为ph=1的硫酸。具有浸提以及洗涤去除硫酸作用。 4、多级萃取离心机:不锈钢材料。萃取剂为氯仿。具有离心分离以及萃取作用。 5、层析柱:有两个泵，一个压力调节阀以及，硅胶储槽，层析柱(玻璃质)。6个。 6、列管冷凝器:一级初步冷却:管程数2，管子数40，管长1500，冷凝萃取剂。冷却回收萃取剂。二级冷却:管长3000，冷凝物料。 2 试剂及料液，耗能 18 1、物料衡算 培养液量X的计算:(13.34*1%+4*5%+0.2*99%) 6*1000=142.6*10X X=3726508g 所需体积:V=37265077L 3726.51kg培养液----(过滤浸提)---53.14kg浸提液(纯度为1%，抽取13.34kg产品，剩余39.8kg)---(离心萃取)---7.96kg萃取液(纯度为5%，抽取4kg产品，剩余3.96kg)---(液相色谱)---0.2kg99%的产品 2、PH=1十倍体积于流入浸提箱料液的硫酸，用的硫酸总量 8V=4*10L(可回收重复利用)。 83、氯仿作为萃取剂，总的氯仿体积=2*4*10 L。萃取离心后可浓缩冷却回收。 4、层析柱用硅胶作为固定相柱色谱。 5、每周期 首先料液需要预处理加热，只需要将其保持至室温(约37?C)。 离心萃取后需要将萃取液加热至沸腾，其所需能量Q 氯仿沸点约为1 61?C，料液沸腾的温度接近水的沸点100?C。所以将萃取液体加热至100?C，则?T=63K。由于需要多级加热冷却，所以分布计算其所需热能: 料液比热容约为4KJ/(kg*K)，q=3726.508*4*(100-37)=939080.5KJ 1 q=39.8*4*63=10029.6KJ 2 q=3.96*4*63=997.92KJ 3 所以Q= q q q 950108KJ 11+2+3= 19 热损失Q=15% Q= 142516.2KJ 21 所以Q=Q+Q=1092624KJ 12 工艺流程中我们采用饱和热蒸汽加热料液，使用表压为0.3MP的饱和蒸汽压，I=2735.3KJ/kg，所以:需要蒸汽质量m=Q/(I-i)η(其中i=561.47KJ/kg，是冷凝水的焓，η为蒸汽效率，取85%)，m=591.3251kg。 流程图 第五章 干燥包装车间 20 (由第六组负责，组长:曹水凤;组员:陈熙、王爱玲) 1 基本原理及参数 1.1工作原理: 空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器，(旋转)喷雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出，废气由风机排空。 1.2干燥设备(压力喷雾干燥机) 1.3技能参数 最大干燥能力:1升水/小时 干燥时间:1.0-1.5秒 最大空气流量: 35m3/h 21 最大压缩空气流量:800L/h(标准状态) 最高温度:220? 1.4干燥特点 (1)干燥速度快，料液经雾化后表面积大大增加，在热风气流中，瞬间就可蒸发95-%-98%的水份，完成干燥的时间仅需十几秒到数十秒种，特别适用于热敏性物料的干燥; (2)所得产品为球状颗粒，粒度均匀，流动性好，溶解性好，产品纯度高，质量好; (3)使用范围广，根据物料的特性，可以用热风干燥，也可以用冷风造粒，对物料的适应性强; (4)操作简单稳定，控制方便，容易实现自动化作业。 2 包装 2.1原理 (1)高速双铝箔包装机是以铝箔为包装材料的复合包装机，适用于多种规格尺寸的素片、糖衣片、胶囊等药品的包装。 22 (2)高速双铝箔包装机是一种高性能、高效率的高速包装机，打包机零部件均由电脑数控机床精密加工 (3)打包结束后电机马上停止，省电实用 2.2结构示意图 2.3设备参数 打包速度: 2.3秒/次 最大紧缩力: 80kgs 最小打包物: W100xH30mm 最大打包物: W850x60Hmm 打包PP带: 宽度9、10、12、15、18mm 厚度0.5~1.0mm 打包机体积: W1412XD600XH1540mm 打包机重量: 215kg 2.4特点 (1)制作、造型精美，完全附合 “GMP” 要求 (2)模具制作精细，药板热合网纹密封性好又清楚 (3)打包紧力卓越，故障少，维修方便 23 2.5流程见附图 第六章 污水处理 (由第五组完成，组长:段悦;组员:武龙华、李珊珊) 1 污水处理流程图 2 处理流程分析 2.1各构建功能介绍 污水进入处理区先通过截流井，让所处理的污水进入处理区进行处理，进入格栅拦截较大杂物，再通过进水泵泵到沉沙池，以重力分离为基础，将污水中比重较大的无机颗粒沉淀并排除，可分为平流式、竖沉式、曝气式。接着到初沉池，主要对污水悬浮物进行沉淀，每个沉淀包含五个区:进水区，沉淀区，缓冲区，污泥区，出水区;可分为平流式，竖流式，辐流式。生物池，生物池采用活性污泥法或生物 24 膜法去除污水里的BOD5、SS和以各种形式的氮或磷，各种可被生物降解的有机物。进入二沉池与初沉池相同，排除剩余污泥和回流污泥，进入D型滤池，进一步减少SS，使出水达到国家一级标准，进入紫外线消毒(杀灭水中的大肠杆菌)然后出水 初沉池、生物池、二沉池出的污泥一部分作为生化池的回流污泥，剩下的送入污泥脱水间脱水外运主要有物理处理法，生化处理法和化学处理法，生化处理法经常被使用，主流处理 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 主要看被处理水质和受纳水体情况。 2.2处理单元可划分为三个等级 一级处理.主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质.物理处理法大部分只能完成一级处理的要求.经过一级处理的污水.BOD一般可去除30%左右.达不到排放标准.一级处理属于二级处理的预处理. 二级处理.主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD.COD物质).去除率可达90%以上.使有机污染物达到排放标准. 三级处理.进一步处理难降解的有机物.氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等.主要方法有生物脱氮除磷法.混凝沉淀法.砂率法.活性炭吸附法.离子交换法和电渗分析法等. 整个过程为一级处理(即物理处理)是通过格删的原污水经过污水提升泵提升后.经过格删或者筛率器.之后进入沉砂池.经过砂水分离的污水进入初次沉淀池. 初沉池的出水进入生物处理设备.有活性污泥法和生物膜法，其中活性污泥法的反应器有曝气池.氧化沟等.生物膜法包括生物滤池. 25 生物转盘.生物接触氧化法和生物流化床，生物处理设备的出水进入二次沉淀池. 二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理.一级处理结束到此为二级处理. 三级处理包括生物脱氮除磷法.混凝沉淀法.砂滤法.活性炭吸附法.离子交换法和电渗析法.二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备.一部分进入污泥浓缩池.之后进入污泥消化池，污泥消化池用来处理从污水里沉淀下来的污泥，产出沼气和无污染的泥饼。 污泥经厌氧消化可以使有机物消化分解，污泥不再腐败;同时通过中温消化，大部分病原菌、蛔虫卵被杀灭并作为有机物被分解。由此，污泥达到稳定、无害，所产生的生物能——沼气还可加以利用。 注意:.经过脱水和干燥设备后可以先调节污泥浓度，浓度会影响脱水机的效率和药剂的投加量，尤其是带式机更明显。 3各个处理构筑物的能耗分析 3.1污水提升泵房 污水经过粗格删进入污水提升泵房.之后被污水泵提升至沉砂池的前池.水泵运行要消耗大量的能量.占污水厂运行总能耗相当大的比例.这与污水流量和要提升的扬程有关. 3.2沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒.沉砂池一般设于泵站前.倒虹管前.以便减轻无机颗粒对水泵.管道的磨损,也可设于初沉池 26 前.以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件.常用的沉砂池有平流沉砂池.曝气沉砂池.多尔沉砂池和钟式沉砂池. 沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机.以及曝气沉砂池的曝气系统.多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统. 3.3初次沉淀池 初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物.或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面.处理的对象是SS和部分BOD5.可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷.初沉池包括平流沉淀池.辐流沉淀池和竖流沉淀池. 初沉池的主要能耗设备是排泥装置.比如链带式刮泥机.刮泥撇渣机.吸泥泵等.但由于排泥周期的影响.初沉池的能耗是比较低的. 3.4生物池 污水生物处理单元过程耗能量要占直接能耗相当大的比例.它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上.活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能.其基本上是联系运行的.且功率较大.否则达不到较好的曝气效果.处理效果也不好.氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备.生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低.但目前应用较少.是以后需要大力推广的处理工艺. 3.5二次沉淀池 二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上.能耗比较低. 27 二 污泥处理 3.6污泥处理 污泥处理工艺中的浓缩池.污泥脱水.干燥都要消耗大量的电能.污泥处理单元的能量消耗是相当大的.这些设备的电耗功率都很大. 4 各个处理构筑物的节能途径 4.1污水提升泵房 污水提升泵房要节省能耗.主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约.正确科学的选泵.让水泵工作在高效段是有效的手段.合理利用地形.减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法.定期对水泵进行维护.减少摩擦也可以降低电耗. 4.2沉砂池 采用平流沉砂.避免采用需要动力设备的沉砂池.如平流沉砂池.采用重力排砂.避免使用机械排砂.这些措施都可大大节省能耗. 4.3初次沉淀池 初次沉淀池的能耗较低.主要能量消耗在排泥设备上.采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗. 4.4生物处理构筑物 国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程.他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上.因而节能应从提高全厂功率因数.选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手.他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能.也包括解决运转的工艺问题.还包括污水厂产物中的能量回收(Energy 28 Recovery). 曝气系统的能耗相当大.对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新.新型的曝气设备虽然层出不穷.但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法.第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法.微孔曝气.曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施.在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区.用淹没式搅拌器混合的节能.生物除磷 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗.如果算上混合用能.节能也达到12%.自动控制系统的应用于污水处理节能.曝气系统进行阶段曝气.溶解氧存在浓度梯度.既减少了能耗.又可以改善处理效果.减少污泥量. 生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗. 4.5二次沉淀池 二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法. 4.6污泥处理 污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收.从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践.但能源危机之前一直不受重视.目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用.一是污泥焚烧热的利用. 消化气性质稳定.易于贮存.它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能.废热还可回收于消化污泥加热.因此利用消化气能解决污 29 水厂不同程度的能量自给问题.林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式.认为燃料电池能量利用率高.具有很好的发展前途.对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式.沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例.是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径. 4.7能量回收 另外一种能量回收方式是将固体废物焚烧场建在污水处理厂旁.将固废与污水污泥一起焚烧.获得的电能用于处理厂的运转. 第七章 化验室的设计 (由第七组完成，组员:刘印来，黄丹，石文龙，徐达胜) 1 化验室设计要求 根据化验任务需要，化验室有贵重的精密仪器和各种化学药品，其中包括易燃及腐蚀性药品。另外，在操作过程中常产生有害的气体或蒸气。因此，对化验室的房屋结构、环境、室内设施等有其特殊的要求，在筹建新化验室或改建原有化验室时都应考虑。 化验室用房大致分为三类:精密仪器实验室、化学分析实验室、辅助室,办公室、储藏室、钢瓶室等,。 化验室要求远离灰尘、烟雾、噪音和震动源的环境中，因此化验室不应建在交通要道、锅炉房、机房及生产车间近旁,车间化验室除外,。为保持良好的气象条件，一般应为南北方向。 30 1.精密仪器室，精密仪器室要求具有防火、防震、防电磁干扰、防噪音、防潮、防腐蚀、防尘、防有害气体侵入的功能，室温尽可能保持恒定。为保持一般仪器良好的使用性能，温度应在15~30?，有条件的最好控制在18~25?。湿度在60,-70,，需要恒温的仪器室可装双层门窗及空调装置。 2 仪器室可用水磨石地或防静电地板，不推荐使用地毯，因地毯易积聚灰尘，还会产生静电、大型精密仪器室的供电电压应稳定，一般允许电压波动范围为?10,。必要时要配备附属设备,如稳压电源等,。为保证供电不间断，可采用双电源供电。应设计有专用地线，接地极电阻小于4Ω。 3气相色谱室及原子吸收分析室因要用到高压钢瓶，最好设在就近室为能建钢瓶室,方向朝北,的位置。放仪器用的实验台与墙距离500mm，以便于操作与维修，室内有有良好的通风，原子吸收仪器上方设局部排气罩。 4微型计算机和微机控制的精密仪器对供电电压和频率有一定要求。为防止电压瞬变、瞬时停电、电压不足等影响仪器动作，可根据需要选用不间断电源,UPS,。 在设计专用的仪器分析室的同时，就近配套设计相应的化学处理室，这在保护仪器和加强管理上是非常必要的。 5设置局部排气罩以减少室内空气的污染。 通风柜 这是实验室常用的一种局部排风设备。内有加热源、水源、照明等装置。可采用防火防爆的金属材料制作通风柜，内涂防腐涂料，通风管道要能耐酸 31 碱气体腐蚀。风机可安装在顶层机房内，并应有减少震动和噪音的装置，排气管应高于屋顶2m以上。一台排风机连接一个通风柜较好，不同房间共用一个风机和通风管道易发生交叉污染。通风柜在室内的正确位置是放在空气流动较小的地方，或采用较好的狭缝式通风柜。通风柜台面高度800mm，宽750mm，柜内净高1200-1500mm，操作口高度800mm，柜长1200-1800mm。条缝处风速0.3-0.5m/s视窗开启高度为300-500mm。挡板后风道宽度等于缝宽2倍以上。 6 煤气与供电 有条件的化验室可安装管道煤气。化验室的电源分照明用电和设备用电。照明最好采用荧光灯。设备用电中，24h运行的电器如冰箱单独供电，其余电器设备均由总开关控制，烘箱、高温炉等电热设备应有专用插座、开关及熔断器。在室内及走廊上安装应急灯，备夜间突然停电时使用。实验台 实验台主要由台面、台下的支架和器皿柜组成，为方便操作，台上可设置药品架，台的两端可安装水槽。实验台面一般宽750mm，长根据房间尺寸，可为1500-3000mm，高可为800-850mm。台面常用贴面理化板、实芯理化板、耐腐人造石或水磨石预制板等制成。理想的台面应平整、不易碎裂、耐酸碱及溶剂腐蚀，耐热，不易碰碎玻璃器皿等! 32 2 三用紫外线分析仪 ZF-1紫外 主要特点: 1.该机具有消耗功率小 2.热量低 3.可以长时间连续使用，最大的优点是可以随开随关一开即可使用，十分方便。 4.紫外灯灯管发出的光经滤光片滤去可见光，从而为荧光分析提供了强烈的254nm和365nm紫外光。 技术参数: 1.该机具有消耗功率小 2.热量低 3.可以长时间连续使用，最大的优点是可以随开随关一开即可使用，十分方便。 33 4.紫外灯灯管发出的光经滤光片滤去可见光，从而为荧光分析提供了强烈的254nm和365nm紫外光。 3 红外线分析仪 ? 主要技术参数:测量范围: 测量测量测量测量pppp气体 气体 气体 气体 pm pm pm pm 3553 CO C2H2 CH NO 0 00 00 00 2133 CO2 C2H4 SO2 SF6 0 000 00 00 155 CH4 C2H6 NH3 00 00 00 ? 工作环境:电源电压:220VAC?10,，50Hz?5%, 环境温度:,5,40,?, 允许湿度:,0,85,%RH, 功 率:130W, 重 量:约13kg, 质谱仪 核磁分析仪 酶标仪 DNM-9602酶标仪主要技术参数及特点 34 一、技术参数: 1. 测量系统:8光道检测, 2. 测量范围:0.001-3.000Abs, 3. 精确度: ?1%或?0.01Abs, 4. 重复性: ?1.0%; 5. 稳定性: ?0.005Abs; 6. 线性度: ?1.25%; 7. 振板功能:有 8. 读板速度:，5秒/96孔,单波长,,，7秒/96孔,双波长,, 9. 滤光片:标准配置为:405、450、492、630nm,片架可装载7个滤光片，其余波长可选配, 10. 读数:自动寻找中心点, 11. 通讯接口:RS-232串行口 12. 报告方式:a.定性:吸光度值，CUT OFF 判断,半定量值, b.定量:浓度值及参考判断, c.质控:自动保存31天质控数据，自动计算X、SD、CV值，可打印输出 d.输出结果:既可以在屏幕上直接显示也可打印保存, 13. 输出方式:打印机,喷墨打印机, 显微镜:奥林巴斯BX51 Essentia LC-15C高效液相色谱仪 35 第八章 设备选型 (由第三组负责，组员:陈能辉，曹远清，袁晖球，金剑拓) 1 锅炉设计 以水为介质蒸汽锅炉房，其锅炉的额定蒸发量为1,65t/h，额定出口蒸汽压力为0.1,3.82MPa表压、额定出口蒸汽温度小于或等于450?;燃料，谷壳 每周期物料总量为:8.2822t，物料比热容: 1848kJ/kg 蒸汽潜能为:924kJ/kg 每个周期所需的热量:Q=8282.2×1848=15305505.6kJ 则每周期水蒸气用量为:m=Q/924=4141.1kg=4.141.1t 一般1t锅炉面积为10000平方，则总S=4.141×10000=41410平方。另外2-10Tt/h小的锅炉，高度在30m以内，故选取30米。 另:一、应能有效地燃烧所采用的燃料;(谷壳能满足要求) 二、应有较高的热效率，并使锅炉的出力、台数和其他性能适应热负荷变化的需要 三、应有利于环境保护; 四、应使基建投资和运行管理费用较低; 五、宜选用容量和燃烧设备相同的锅炉，当选用不同容量和不同类型的锅炉时，其容量和类型不宜超过两种。 2 空气过滤除菌 过滤器选用几点建议: 36 1、选择效率足够高的过滤器(预过滤): 2、选择过滤面积大的过滤器 3、高效空气过滤器必须逐台检测 4、同等风量下，选择初阻力小的过滤器 5、选用通用尺寸的过滤器 我们选择的是高效过滤器 另;除菌采用蒸馏废热水杀菌 3 泵的选择(料液) 输送含固体颗粒的液体时，悬浮在液体中的固体颗粒既不能象液体那样吸收、贮存或传递能量，又不能将动能传递给液体。固体颗粒的存在使泵扬程、效率均较输送清水时低。(由于扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵) 一周期所需物料 产品纯量菌量培养蔗糖黄豆 (kg量(kg)量液量饼粉 3)(m量(kg)) 1%13.340.13393593.518701870 40 5%40.21403140.328062806 0 99%0.20.1981389138.927782778 0 0.4313727372.774547454总量 40 计算:在每个周期生产中，选取4个泵，一个备用。每个泵工作3个小时。 37 则:泵需要抽取 黄豆饼粉量和蔗糖量的工作效率是:74.54t?9=8.2822 t/h 4 传热设备 采用换热器 1调节传热面积 2 调节载热体流量(实现对传热的控制) 38