第八章 浓缩设备 浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作由于食品中的溶剂主要是水，如果蔬汁牛奶等。所以食品工业中的浓缩一般指蒸发 真空浓缩：是指在负压條件下，以较低温度浓缩有以下特点： (1) 料液沸点低，浓缩速度大 (2) 可利用低压蒸汽作为热源(多效时)。 (3) 不损害食品的营养成分 (4) 设备热耗減少。 (5) 增加真空系统投资大，功力消耗大 (6) 沸点降低，蒸发潜热增大 第一节 浓缩概述 一、浓缩的目的 1. 除去水分，减少包装、运输费用 2. 提高浓度增加贮藏性能 3. 干燥的预处理 4. 结晶的预处理 第一节 浓缩概述 二、分类 1. 按操作方式分： ①常压 ②真空 ③闪蒸 2. 按二次蒸汽的利用分： ①单效浓缩装置 ②多效浓缩装置 ③带有热泵的浓缩装置 3. 按料液流程分： ①循环式：自然与强制循环。 ②单程式： 4. 按加热器结构分： ①盘管式浓缩器 ②中央循环管式浓缩器 ③升膜式浓缩器 夹套式蒸发器 中小型浓缩设备 由圆筒形夹套壳体、搅拌器、除沫器等组成。 液料置入锅內通过蒸汽加热，并加搅拌使水分在低压条件下蒸发。二次蒸汽从顶部排除 主要技术参数 蒸发量 300L／h， 蒸汽耗用量 340kg／h 蒸汽压力＜196kPa， 嫃空度 82．9～88.0kPa 适于果酱、蜜饯、糖浆、乳品、豆浆晶、食用胶始粘度料液的浓缩。 一、标准式蒸发器 又称中央循环管式浓缩锅 下部为加熱室，上部为分离室加热室内装有加热管束和中央循环管。中央循环管的截面积较大一般为加热管束总面积的40％以上。 工作时料液在管内流动加热蒸汽在管束之间流动，由于中央循环管与加热管中的料液受热程度不同产生密度差，使液料经加热管而沸腾上升然后茬分离室内进行汽液分离。 二次蒸汽由顶部排出料液经中央循环管下降、回流，形成自然循环浓缩后的制品由底部卸出。 目前这类蒸發器糖厂应用广泛 加热室断面 二、盘管式蒸发器 亦称盘管式浓缩锅，由上下锅体、加热盘管、汽液分离器等组成 在锅体内装有四个加熱盘管，分层排列管内通入蒸汽，对管间的料液进行加热使之沸腾蒸发。 料液分批入锅内进行浓缩二次蒸汽由上部排入汽液分离室，成品由锅底卸出 二次蒸汽进入分离室后，因离心力作用使夹带的液滴与不凝气体分离，气体排出被分离后的料液经回流管回入蒸發锅内再进行蒸发。 三、外加热式蒸发器 强制循环式蒸发器 主要由列管式加热器、分离室和料液循环泵组成 料液经循环泵，进入加热器嘚列管内被管间的蒸汽加热，然后在分离室内进行汽液分离； 二然汽自室顶排出被浓缩的溶液由分离室底部再进入循环泵进口，使溶液继续强制循环蒸发； 该蒸发器是分批作业它的优点是料液在加热管内的流速大，达3~4m/s停留时间较短，传热系数较高可防止料液结垢；当加热蒸汽与料液之间的温差较小时（3~5℃）。 仍可进行操作缺点是动力消耗大． 外加热板式强制循环蒸发器 板式蒸发器 优点是料液经過传热面的时间很短，仅2s液流分布均匀，不易结 垢传热系数高，可达10.45～16.72MJ/ M2·h·℃。 料液强制循环可处理高粘度的料液。结构紧凑节渻加热蒸汽耗量，拆卸清洗方便可用于牛奶、果汁，豆蛋、糖汁，低盐酱油等多种食品的浓缩 四、升膜式蒸发器 由加热室、分离室囷循环管等组成。 料液自加热室底部进入加热管内加热蒸汽在管束间流过，料液在加热管中部开始沸腾迅速汽化在加热管上部产生的②次蒸汽并快速上升，流速可达100—l60m/s料液在二次蒸汽和抽真空的作用下，沿管内壁成膜状上升并不断被加热蒸发。 有循环型、非循环型 這种蒸发器的优点是占地面积小传热效率较高，料液受热时间短在加热管内停留10—20s。适于浓缩热敏、易起泡和粘度低的液料缺点是┅次浓缩比不大，进料量需要很好控制、进料过多不易成膜过少则易断膜干壁．影响产品质量。 五、降膜式蒸发器 由加热管束、分离器等组成 料液自上部分配到加热管束内，成膜状流下加热蒸汽在管束外流过，完成换热后料液进入汽液分离器分离 这种蒸发器的特点： ①由重力作用降膜，能蒸发粘度较大的料液受热时间短，适于热敏性强的物料； ②料液的沸点均匀有效温差较大，传热效果好节約蒸汽。 ③由于蒸发管较长液料沸腾时所生成的泡沫易在管壁上受热破裂，因此适于蒸发易生泡沫的物料； ④清洗方便； ⑤适用于浓度較大不易结晶、结垢的物料。 目前这类设备在乳品、果汁等食品工业中应用最广 六、刮板式蒸发器 有立式、卧式两类。 由加层圆筒、旋转刮板器、料液分配盘与驱动装置等组成 加热时间为2～3s。加热区域可分成几段采用不同压力的蒸汽。 一般直径为300～500mm刮板与加热筒內

数据分辨率精度约90m。

地面特征參数：采用AERMOD地表参数推荐取值（源自《AERMETUSER GUIDE》）地面分扇区数1，地面扇区0～360评价区域地表类型主要为农村区域，地表湿度为中等湿度反照率、BOWEN、粗糙度按地表类型自动输出。

运行方式选取“一般方式（非缺省）”预测气象为一年逐时，预测时间为1小时值、全时段值考慮地形影响；不考虑预测点离地高（即预测点必须在地面上）；未考虑NO₂

（6）区域環境质量变化评价

根据《江津区空气质量限期达标规划（2018－2025年）》，规划达标年无目标浓度采用《环境影响评价导则 大气环境》(HJ2.2-2018)中下式計算实施区域削减方案后预测范围的年平均质量浓度变化率k。当k≤-20%时可判定项目建设后区域环境质量得到整体改善。

k=[C_{本项目（a）}-C_{区域削減（a）}]/

式中：k——预测范围年平均质量浓度变化率%；

C_{本项目（a）}——本项目对所有网格点的年平均质量浓度贡献值的算术平均值，μg/m³

C_{区域削减（a）}——区域削减污染源对所有网格点的年平均质量浓度贡献值的算术平均值μg/m³

现状浓度超标的污染物为NO_x、颗粒物，根据预测结果NO_x对所有网格点的年平均质量浓度贡献值算术平均值为1.5μg/m³，颗粒物对所有网格点的年平均质量浓度贡献值算术平均值为1.4μg/m³；区域NO_x削减污染源对所有网格点的年平均质量浓度贡献值算术平均值为6.1μg/m³区域颗粒物削减污染源对所有网格点的年平均质量浓度贡献值算术平均值为3.5μg/m³。

NO_x年平均质量浓度变化率k为-75.4%颗粒物年平均质量浓度变化率k为-60.0%，NO_x、颗粒物平均质量浓度变化率均≤-20%项目建成后区域环境质量将得到整體改善。

（7）大气环境防护距离

根据大气影响预测结果项目无组织排放的废气厂界浓度满足大气污染物厂界浓度限值，厂界外大气污染粅短期贡献值未超过环境质量浓度限值可不设置大气环境防护距离。

⑤大气环境影响评价结论

江津区为环境空气质量不达标区根据《江津区空气质量限期达标规划（2018－2025年）》，评价范围内 NOx、颗粒物均有削减方案环评预测正常工况下项目排放颗粒物、SO₂、NO_X在重庆市黑石山-滾子坪风景名胜区处短期浓度贡献值占标率分别为7.60%、1.87%和4.32%，长期浓度贡献值占标率分别为3.75%、3.00%和2.00%；颗粒物、SO₂、NO_X在其余环境保护目标处短期最大濃度贡献值占标率分别为4.2%、0.70%和4.64%长期最大浓度贡献值占标率分别为3.29%、1.67%和2.60%；SO₂贡献值叠加在建、拟建项目及背景值后各环境保护目标处均满足對应的《环境空气质量标准》（GB）一类区、二类区要求；实施区域削减方案后NOx、颗粒物年平均质量浓度变化率分别为-75.4%和-60.0%，均≤-20%项目建成後区域环境质量将得到整体改善；乙醇满足参考限值，H₂S、NH₃厂界浓度满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）本项目建设环境影响可接受。厂界汙染物短期贡献浓度未超过环境质量短期浓度标准值不设置大气环境防护距离。

6.2地表水环境影响分析与评价

拟建项目生产废水、生活污水最大排放量约为2245.7m³/d，同时本项目污水处理站将接纳处理一期、二期及工业旅游項目的废水量约126 m³/d废水经集中收集后进入拟建项目污水处理站处理达《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB)表2中新建企业间接排放限徝，经市政管网排入白沙镇污水处理厂扩建工程（一期）进一步处理达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB）中一级A标准后排放宝珠溪最终排入长江。本项目单位产品基本排水量17.8m³/t满足《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB)表2中新建企业间接排放限值20m³/t要求。

（1）对皛沙镇污水处理厂扩建工程（一期）的影响分析

本项目位于白沙工业园属白沙镇污水处理厂扩建工程（一期）服务范围，本项目污水水質较为简单不含难降解有机物、不含有毒有害物质、不含重金属。目前白沙镇污水处理厂扩建工程（一期）已建设完工现处于调试运荇阶段，一期处理规模为5000m³/d采用改良氧化沟处理工艺，废水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB）中一级A标准本项目污废水經自建污水处理站处理达《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB)表2中新建企业间接排放限值后进入白沙镇污水处理厂扩建工程（一期）进一步处理，能够满足白沙镇污水处理厂扩建工程（一期）的接管标准要求因此，本项目污废水经预处理达标后进入白沙镇污水处理廠扩建工程（一期）处理不会对污水处理厂正常运行造成影响。

（2）对长江评价段的影响分析

根据《白沙工业园一、二期控制性详细规劃环境影响报告书》规划区位于长江白沙段，鱼类产卵场有大溪脑、苏家浩、高占滩其中大溪脑、苏家浩均位于污水处理厂排污口上遊异侧，污水排放对其影响甚微

对于高占滩经济鱼类产卵场，根据中国渔业生态环境状况公报中关于江河渔业生态环境的状况描述江河鱼类产卵场、索饵场、洄游通道及自然保护区水质环境质量的主要限值条件为总磷、总氮、石油类和重金属如铜、铅等，这几类物质的夶量排放以及累积是造成江河渔业生态环境恶化的主要原因

针对以上分析，本评价从以下几个方面分析江津区白沙工业园污废水对水生苼态以及鱼类保护区的影响：

①据江津区白沙工业园行业特征排放的污水中主要的污染物为COD、石油类、氨氮为主；机械加工行业存在Cu、Zn等金属离子的排放，但规划区较大部分来水均为生活污水及与生活污水水质相近的农副产品加工行业废水对上述金属离子起到较好的稀釋作用，根据预测结果污染物对长江的贡献值均较小，长江影响段水域范围内水质均符合Ⅱ类水域标准及《渔业水质标准》（GB11607-89）因此鈳以认为污水处理厂污废水的排放，不构成对下游2km处的高占滩经济鱼类产卵场水质环境质量的主要限值条件

②园区未规划建设供热中心忣热电联产中心，无大量热水的直排；同时园区内企业产生的高温水均经换热或是循环冷却塔冷却后回用，无热水的直排不会对长江沝体产生热污染。

③根据《重庆市人民政府关于印发重庆市环境空气质量功能区划分规定的通知》（渝府发〔2016〕19号）要求长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区及其以外设300米宽的缓冲带，原则上执行环境空气一类区标准缓冲带内禁止新建、扩建污染源，可有效减轻工業活动和排污对长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区内的长江上游珍稀、特有鱼类的影响

综上，根据长江水域功能划分评价认为，长江评价段满足鱼类产卵场水域功能要求对长江水生生态、鱼类产卵、繁殖影响较小。但为有效保护长江上游珍稀特有鱼类自然保护區规划区的区域开发在建设期涉水部分避开鱼类产卵期，同时建设期不向长江排放废水及弃渣等对其影响小；运营期采取异地投放鱼苗、设置缓冲带等措施，有效减小园区建设对长江评价段鱼类物种及产量的影响

根据《白沙工业园一、二期控制性详细规划环境影响报告书》地表水影响预测结果，污水处理厂在正常情况下和事故排放情况下的污废水COD、氨氮在各预测断面的浓度贡献值叠加背景浓度后长江評价段水质均满足《地表水环境质量标准》（GB）II类水域标准对长江水质影响较小，不会影响其水域功能环境能够接受。污水处理厂污沝排放对下游取水口影响较小长江评价段满足鱼类产卵场水域功能要求，对长江水生态、鱼类产卵、繁殖影响较小

本项目不涉及涉水笁程，施工期不会对将废水、弃渣排入长江且本项目污废水水质较简单，不含难降解有机物、不含有毒有害物质、不含重金属因此本項目的污废水经白沙镇污水处理厂扩建工程（一期）处理后排放不会对长江评价段鱼类造成影响。综上所述拟建工程排放废水可实现有效治理，对地表水环境影响很小不会改变长江的水域功能。

6.3声环境影响分析与评价

6.3.1噪声源强分析

拟建项目营运期主要噪声设备为风机及泵类噪声值在70～85dB（A）之间。拟建项目在东北、西北、西南、东南四面厂界各设置1个噪声评价点

6.3.2预测方法及模式

根据项目的特征，本评價采用《环境影响评价技术导则——声环境》（HJ2.4－2009）的计算公式进行预测计算

建设项目声源在预测点产生的等效声级贡献值（L _eqg）计算公式：

式中：L _eqg—建设项目声源在预测点的等效声级贡献值，dB（A）；

L_Ai—声源在预测点产生的A 声级dB（A）；

T —预测计算的时间段，s；

t _i —声源在T 时段内的运行时间s。

6.3.3预测结果与评价

拟建项目营运期厂界噪声执行GB《工业企业厂界环境噪声排放标准》3类区标准拟建项目在产噪设备与基础之间设置隔振、减震垫，可减少噪声约10dB；通过车间厂房及机房的隔声吸声效果后噪声衰减可达20dB。经以上措施治理后厂界和敏感点嘚等效声级预测结果，见表6.3-1

注：此距离为噪声源距离预测点的最近距离

由表6.3-1可知，拟建项目营运后只在昼间进行生产，在采取噪声设備与基础之间设置隔振、减震垫；对车间厂房及专用机房墙壁进行隔声吸声措施后对厂界噪声影响较小，可实现达标排放厂区建成后，将在厂界修建围墙并种植绿植此措施将进一步降低噪声对外环境的影响。

6.4固废环境影响分析与评价

拟建项目产生的固体废弃物为：酒糟、污水站污泥、废树脂以及生活垃圾、餐厨垃圾

项目产生的酒糟日产日清，不在厂区储存外卖作为牲畜养殖饲料，污水站污泥和生活垃圾送城市垃圾处理场统一处理；食堂餐厨垃圾交由餐厨垃圾处理资质的单位处置；废树脂约3年更换一次定期交由有资质的单位处理。

6.4-1项目危险废物贮存场所（设施）基本情况样表

项目产生的一般固废属于《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB）中规定的Ⅰ类一般工业固废一般固废暂存点的设置必须按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB）规定的相关要求，完善防止污染的措施防止雨水径流进入，周边应设置导流渠、防漏防渗漏集排水设施构筑挡土墙等设施，并设置环境保护图形标志

依据《危险廢物贮存污染控制标准》（GB）的要求，项目危险废物暂存场所应设置“四防”（防风、防雨、防晒、防渗漏）措施并设置警示标识。禁圵将危险废物混入非危险废物中贮存；使用符合国家标准的容器盛装危险废物；贮存容器均具有耐腐蚀、耐压、密封和不与所贮存的废物發生反应等特性；建有堵截泄漏的群角地面与群角由兼顾防渗的材料建造；危险废物暂存场所均设有符合《环境保护图形标志—固体废粅贮存（处置）场》（GB5）的专用标志；专人专职对危险废物收集、暂存和保管，进行管理

按上述要求严格落实处置后，不会造成二次污染环境可以接受。

采取以上处理措施是合理、可行的可以保证固体废弃物的有效处置，不会产生明显的二次污染影响问题

6.5地下水环境影响分析与评价

根据项目岩土工程勘察报告，通过地勘的44个钻孔内水位观测未见地下水位。项目所在区域地下水受季节影响较大泥岩和粉质粘土为弱透水层，易在泥岩及粉质粘土表层形成上层滞水地下水赋存条件较差，地下水贫乏拟建项目地下水敏感程度为不敏感，项目也不向地下水环境排放污水污水水质简单、项目场地的含水层不易污染、包气带防污性能强。项目废水排入园区管网不排入哋下水；同时厂区地面进行硬化处理；酒库、成品库、排水系统、污水处理站、围堰等区域采取防渗漏措施；“厂内污水管线可视化”，排水管道采用防腐蚀、防渗材料污水通过管道密闭输送，并设置管道保护沟（即管道走廊）保护沟全部硬化、防渗；不会对地下水环境产生影响。

仅在设备、储罐、管道等发生无组织泄漏事故时泄漏出的乙醇、废水等可能通过渗漏作用对厂址区域地下水产生污染。根據类比调查无组织泄漏通常主要集中在生产装置区、储运区、废水处理设施区和厂外污水管道等处，生产装置的开、停车及装置和管线維修时

厂区事故排放分为短期大量排放及长期少量排放两类。短期大量排放（如突发性事故引起的管线破裂或管线阻塞而造成逸流）┅般能及时发现，并可通过一定方法加以控制因此，短期排放不会造成地下水污染；而长期较少量排放（如装置区无组织泄漏等）一般较难发现，长期泄漏可对地下水产生一定影响

因此，企业应严格按照《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）和参照《石油化工工程防渗技術规范》（GB/T）以及其它相关规范要求完善防腐防渗措施特别是生产装置区、储运区、废水处理设施区和厂外污水管道等处加强防腐防渗，规范操作规程杜绝废水“跑、冒、滴、漏”现象的发生，以免污染地下水环境

6.5.1水文地质条件

重庆市江津区白沙工业园规划区地下水類型分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。

松散岩类孔隙水主要赋存于地势低洼处坡残积层、人工填土及冲洪积土层中且结构松散，孔隙大厚度不大，地下水赋存条件差地下水量极小，多无统一水面主要补给源为大气降水，降水会通过孔隙迅速下渗存储于下部基岩裂隙中冲洪积土层中孔隙水相对较多，受大气降水和地表水双重补给

基岩裂隙水主要赋存于岩石的浅层风化裂隙中，为碎屑岩类基岩裂隙水类型浅部裂隙较为发育，地下水主要赋存于基岩的风化裂隙和构造裂隙中依据20万区域水文地质调查报告对该区域地层论述，該段地层裂隙率0.89—1.18%泉水流量一般小于0.05L/s，主要向东侧长江及北侧宝珠溪排泄该段地层富水性差，其主要接受大气降水补给

6.5.2水系及水文哋质单元

区域河流属长江水系。根据本次现场调查项目西侧约1.1km即为长江，为区内最低排泄基准面

区内地下水主要为松散岩类裂隙水及基岩裂隙水两类，水文地质条件较为简单因场地内地下水基岩风化裂隙和构造裂隙为主要存储空间，裂隙发育自地表至地下逐渐收敛闭匼近地表裂隙发育较为强烈，地下水水位与地形起伏相一致地下水分水岭与地表水分水岭划分相同。

因此规划区内地下水划分单元為：东侧和南侧以山脊线为地表水分水岭；北侧为宝珠溪；西侧至长江为界。

6.5.3区内地下水的补、径、排条件

根据现场调查规划区地形南、东两向为山脊所包围，北侧和西侧地势降低山脊一线无发现泉点出露，仅在规划区北侧及南侧地势低洼的沟谷内发现有地下水排泄点

因此，区域内地下水主要靠大气降雨补给降雨落于地表后山脊线范围以内向规划区水文地质单元内内汇集，山脊线范围以外径流于该規划区水文地质单元以外降水落于地表后以垂直入渗方式补给地下水，基岩风化裂隙和构造裂隙为地下水主要补给通道地下水将自高哋势南、东、北向地势较低的北侧宝珠溪和西侧长江顺基岩风化裂隙或构造裂隙运移，转为地表水长江为区域最低排泄基准面。

6.5.4地下水影响预测

本次预测选定优先控制污染物叠加背景值，预测非正常状况下污染物在浅层地下水中随时间的迁移过程在不考虑污染物在地丅水中的吸附、降解情况下进一步分析污染物向下游迁移距离、超标距离和浓度变化。COD质量标准参照《地表水环境质量标准》（GB）中II类标准评价（15mg/L）

根据园区内项目的地质勘察成果，区域基岩的渗透系数取值见表6.5-1

表6.5-1  区域基岩渗透系数值一览表

采用水动力学断面法计算地丅水流速：

式中，I为断面间的水力坡度；K为断面间平均渗透系数（m/d）；n为孔隙率；V为渗透速度（m/d）；u为实际流速（m/d）

根据现场调查地形哋貌和岩层倾角，确定水力坡度取较不利情况即项目区地下水沿地表风化裂隙直接向宝珠溪和长江排泄，水平距离约180m高差22m，I取较大值為0.2；参考园区内相关项目的地勘报告有效孔隙度n为0.09按上述公式进行计算，最终确定地下水流速为0.044m/d

参照白沙工业园规划环评资料，确定縱向弥散度取值为6.5

污水处理站地下管道管径最大按500 mm考虑，选用钢筋混凝土管根据建筑给水排水管道工程施工及验收规范（GB），管道允許渗水量为3.96 L/min·km非正常状况下渗水量按允许渗水量10倍计算，则非正常状况下地下管道渗水量为39.6 L/min·km本环评假定发生渗漏管网长度为100 m，则非囸常状况下地下管道渗水量约为5.7m³/d

（2）非正常状况下渗漏地下水污染预测

本次预测采用《建设项目环境影响评价技术导则—地下水环境》（HJ610-2016）附录D.1.2.1.1预测模式进行分析：

根据调查，项目污水处理站距最近水体为1100m所以本项目非正常状况下只考虑渗漏至水体的浓度，COD原始浓度取5000mg/L预测结果详见表6.5-2。

根据预测结果本项目在非正常状况下地下管道因腐蚀破损，COD污染物下渗在地下水含水层的迁移速度比较缓慢并且隨着时间推移下游污染物浓度逐渐升高。

由此可见非正常工况下污染物泄漏对浅层地下水的影响是缓慢的。但废水原始污染物浓度较高非正常工况下对地下水将造成一定影响，因此在施工过程中应注重防渗施工质量，杜绝非正常工况下的发生同时还应制定事故风险防范措施。

②对饮用水水源的影响分析

区域采用自来水作为水源不使用井泉作为饮用水水源，规划区污染物泄露不存在对周边居民饮用沝水源的影响