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1、长沙理工大学生物工程设备及机械设计原理课程设计计划任务书（六）化学与生物工程 学院 生物工程 专业 091.2 班题 目 利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车间工 艺设计（一万吨/年）任务起止日期：2012年5月28日2012年6月10日学生姓名 孙晓伟 学号 200938090117指导教师虢国成陈永发教研室主任 年 月 日审查院 长 年 月 日批准课程设计内容项目名称：利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车间工 艺设计（一万吨/年）1. 介绍国内外利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理概 况与本课题采用利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车 间工艺设计（一万吨/年）
2、的特点有何特色之处。2. 利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车间工艺设计 （一万吨/年）方案比较确定。3. 利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车间工艺设计（一万吨/年）采用数据统计、分析。4. 利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车间工艺设计 （一万吨/年）工艺流程图.（CAD及手工图都可，一号图纸）5. 工艺计算（物料、热量衡算、主要发酵设备一览表等）课程设计完成后应提交的文件和图表（或设计图纸）1、利用蔗糖废糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车间工艺设 计（一万吨/年）带控制点流程图一张（1号）3、设计计算说明书一份4、设计心得一份主要参考文献文件1 贺匡国（著/主编）
3、化工容器及设备简明设计手册化学工业出版社20022 胡建生（著/主编）：化工制图高等教育出版社20043 王专文（著/主编）：化工容器设计化学工业出版社19914 聂清德（著/主编）：化工设备设计化学工业出版社19915 陈敏恒等：化工原理化学工业出版社6 尤新主编.功能性发酵制品.轻工业出版社.2000年1月第1版：2297 吴时敏主编.功能性油脂.中国轻工业出版社.2001年4月第1 版: 908 张根旺主编.油脂化学.中国财政经济出版社.1999年11月第1版：149 尤新主编.功能性发酵制品.轻工业出版社.2000年1月第1版：23510 杭晓敏，唐涌濂，柳向龙.多不饱和脂肪酸的研究进
4、展.生物工程进展2001, 21 （4）11 海华，尚德静，李庆伟.真菌发酵生产丫一亚麻酸的研究进展工业微生物 2002, 32 （4）： 465012 童海宝编著.生物化工.化学工业出版社.2001年1月第1版：202 20魏 莲.丫一亚麻酸德研究进展.青海大学学报（自然科学版）.2002, 20 （3）： 13 1613 高雅琴.月见草有效成分的研究.I .丫一亚麻酸的分离与鉴定.中草i.药.1982,13:38514 钟辉，张峻，刑来君.微生物发酵法生产丫一亚麻酸的研究进展微生物学 通报.1994, 21 （4）： 23915 禹慧明，吴水清,姚汝华.Y-亚麻酸高产菌株的选育，华南理工大
5、学学报（自然 科学版）,1997,25（12）:6064同组设计者周生珍 孙晓伟吴青林郑伟凡 王珂李璇地生物工程设备及机械设计原理课程设计工作进度计划表序号课程设计工作任务工作进度日程安排5.30-316.11-34-89101查阅资料文献，了解设计任务要求2设计说明书、绘图3设计说明书、绘图4修改、总结前言本次课程设计主要是对利用蔗糖糖蜜生产高活性面包干酵母废水处理车间的设计和设 备的选用，是以生物工程设备及机械设计原理为基础的一门综合课程设计。根据老师的安排，两个班分成了若干个组，我们组的课题任务是设计干酵母废水处理车 间的工艺，并进行工艺设计的绘图。按照要求，我们以现成比较成熟的处理工艺
6、为基础，加 以改进和创新，本方案能够达到处理要求。本组成员共有六人，人员分工如下 组长：孙晓伟，负责工艺各个环节的热量衡算和加热，换热设备的选取 组员：郑伟凡，负责整个处理工艺的设计和改进创新，并编写报告书 组员：周生珍，负责设计工艺的绘图及主要设备的选取 组员：吴青林，负责资料的整理及物料衡算之一部分 组员：王珂，负责物料衡算之一部分 组员：李璇地，负责资料查找我们组共同完成了此次设计资料的搜集与筛选。本次课程设计中，我们可以获得综合 运用所学的基本理论、知识、基本技能、独立分析和解决问题的能力，培养应用现代信息技 术手段获得资料，利用信息解决问题的能力和相应的思维方式，培养进行科学研究，产
7、品开 发等方面的能力，培养严谨、认真、科学的工作作风和勇于进取开拓的创新精神。由于我们知识水平以及个人能力上的限制，设计中的错误和不妥之处必然存在，恳请 老师批评指正，让我们学到更多的知识。前言 51 酵母生产废水概述71.1 酵母生产污染物来源及排放量71.2 酵母废水处理方法概述81.2.1 农灌法81.2.2 生产有机无机复合肥料法81.2.3 生化法81.2.4 其他方法91.3 清洁生产及综合利用91.3.1 清洁生产的定义及面临的形式91.3.2 废水综合利用102 废水处理车间工艺112.1 高浓度废水处理工艺112.1.1 工艺流程112.1.2 主要设备122.1.3 工艺流
8、程说明122.2 低浓度废水处理工艺132.1.1 工艺流程132.1.2 工艺方案分析142.1.3 新方案的工艺流程152.1.4 新工艺方案的改造和特点152.1.5 总工艺流程173 污水处理站总体布置183.1 布置原则183.2 管线设计193.2.1 污水管193.2.2 污泥管193.3.3 沼气管193.3.4 给水管203.3.5 雨水外排203.3.6 管道埋深20 压力管道 在车行道之下，埋深0.70.9m，不得不小于0.7m,在其他位置0.50.7m，不宜大于 0.7m。203.3 布置特点203.4 高程布置 204 物料衡算214.1 热量衡算 214.1.1 低
9、浓度污水处理原方案换热计算：214.1.2 计算过程：234.2 工艺计算 234.2.1 集水池234.2.3 调节池244.2.3 UASB反应器设计计算254.2.4喷雾干燥设备284.3 物料衡算294.3.2混凝剂295 设备一览表30设计心得错误!未定义书签。参考文献321酵母生产废水概述11酵母生产污染物来源及排放量酵母发酵才用甘蔗或甜菜压榨得到的废糖蜜来发酵。废糖蜜是制糖工艺 过程中残余的糖浆，即制糖过程中不能再析出结晶糖的残余糖浆。由于制糖工业 的条件和各个糖厂技术进步的不同，汤米中除糖浆外，还含有大量的杂质和酵母 不能利用的其他物质，因此在以糖蜜为发酵底物时，需用水加以稀释
10、和处理，从 而最大限度保证酵母发酵的质量。酵母生产排放污水是污染最严重，处理难度最大的工业废水之一。酵母废水 的污染主要来自于发酵过程，经过分离机分离后排出的废水，它的COD浓度很高, 以甘蔗糖蜜为例，其COD达13000mg/L左右。平均It干酵母产生约20m3废液。 本生产工艺处理年产lOOOOt的干酵母，废水约为20* 100001=2000001的污水。 因此，酵母废水是必须治理的严重污染源。肥糖蜜一糖蜜处理UI蜜PC培养种子培养一分禽醇母种子 一 jA塘渣废水商品发醉一分离真空转裁圧缩一适粒干燥一酣母成品废水废水S 1-1以废糠蜜为原料生产酶苛时废水产生工艺流程酵母废水还包括地面，设
11、备清洗水，但其污染物总量远远小于酵母分离排放的废水。图1-1为以废糖蜜为原料酵母废水生产的工艺流程图。1.2酵母废水处理方法概述根据目前国内外酵母生产厂家酵母废水处理情况分析，以糖蜜为原料发酵生 产酵母，其排放废水由于高浓度、低生化性能，大多数酵母厂治理污水均采用综 合方法进行治理，主要有农灌法、浓缩法和生化处理法。1.2.1 农灌法该法是将酵母高浓度有机废水进行一定程度的稀释后进行农灌，将废水作为 肥料，再被农作物吸收利用，形成一个良性的自然循环过程，符合生态要求。酵 母废水具有很好的肥效，含有植物生长所需要的氮、磷、钾三要素外，还含有多 种微量元素和有机质。废水的适应施用量和稀释量应视土壤
12、的类型而定2，如果 不加区别地把废水施入肥沃土壤和酸性土壤，则会适得其反造成土壤的盐分，酸 性增加，从而烧死农作物。农灌法的有点是投资少，操作简单，但只适合于酵母参量小、水量少且农田 多而又缺水的地区，如在我国的北方甜菜种植区，可以采用冬贮夏灌。另外在甘 蔗种植地区，也可采用。1.2.2 生产有机无机复合肥料法酵母废水含有丰富的氮、磷、钾等多种元素及富含丰富的有机质，是农作物 的良好肥料，多作物的增长和土壤的改良都有很好的效果。目前国内以糖质为原 料的发酵企业对这种高浓度废水处理大多采用此利用途径，并取得和很好的环境 效益和社会效益。特别是以酵母废水生产的有机-无机复混肥料在经过多种农作 物上
13、的应用实验表明，肥料具有明显的抗病、增长效果。1.2.3 生化法采用厌氧与好氧相结合的生物处理技术，是目前国内运用最多的方法。但处 理废水离国家排放标准仍有一定差距，必须进入城市污水处理厂进行再处理才能 达标排放，此法还能回收沼气作为能源。生化法具有操作方便、运行成本低的优 点。生化及浓缩制肥相结合的方法，是一个综合处理的方法，结合酵母生产特点， 采取“清污分流，浓淡分离”，高浓度有机废水(COD5OOOOmg/L)进行浓缩制肥, 低浓度有机废水进入生化处理厂进行处理，可以最大限度地解决酵母废水污染问 题。1.2.4 其他方法目前，国内外有很多关于酵母废水处理的研究方法，除了常规的方法处理外，
14、 有人将酵母废水进行浓缩后喷入锅炉进行燃烧回收热能，燃烧产生的灰用作混凝 土减水剂或者用作水泥的填充剂。也有将浓缩液作生物饲料的说法，但目前还没 有此方面的研究报告。1.3清洁生产及综合利用1.3.1 清洁生产的定义及面临的形式清洁生产是指不断采取改进设计，使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺 技术和设备、改善管理、综合利用等提高资源利用效率，从源头削减污染物生产 的措施，以减少或消除对人类健康和环境的危害。国外先进国家对于酵母等发酵行业难以处理的废水一般都要求进行浓缩处 理后综合利用，这是这些国家多年来处理这种高浓度有机废水得出的经验，因为 发酵行业废水处理难度较大，一般处理水质达标需要很大
15、的投入，从经济上来说 是不划算的，目前，欧共体均规定如酵母废水等发酵行业的高浓度有机废水都必 须浓缩处理。毫无疑问，采用浓缩工艺处理酵母废水是比较彻底的，但由于水量 大，需要的能耗高，同时对设备的材质要求也较高，导致国内酵母废水处理率及 处理效果仍不理想，处理工艺的选择也不一样。具体采用何种处理工艺能够有效 处理酵母废水，目前也没有最终的答案。近年来，随着酵母工业的不断发展，其水处理形式也越来越严峻，如何搞好 生产管理及技术的创新，实现清洁生产，从生产源头减少污染物的排放和消除污 染物的生产，是酵母行业未来发展必须重视的问题。根据酵母生产的特点，在酵母生产过程中，从生产工艺和设备两方面着手，依靠工艺进步和设备改进，在酵 母生产过程中全面实现清洁生产
