Economic and environmental value stream map (E2VSM) simulation for multi-product manufacturing systems

Value stream mapping (VSM) is a well-accepted tool within lean manufacturing concept which is often used for analysing and designing the flow of materials and information required to manufacture a product. However, the analysis is static and single product oriented, which fails to cope with either the variation of production plan or a multi-product environment. In addition, the environmental impact of a manufacturing system is highly associated with the dynamic consumption of energy and resources. Despite the recent integration of VSM with simulation or environmental studies (in the domain of energy efficiency), still neglected is the dynamic assessment of all the resources involved in a multi-product production environment. This paper presents a methodology for modelling multi-product manufacturing systems with dynamic material, energy and information flows with the aim to generate economic and environmental value stream maps (E²VSM). The proposed methodology is validated with an industrial case.     

不同好氧预处理方式对餐厨垃圾产甲烷的影响

为了研究不同好氧预处理方式对餐厨垃圾厌氧消化产甲烷的影响,通过建立3个模拟厌氧生物反应器,研究了传统厌氧生物反应器C1、上层好氧预处理-厌氧生物反应器C2和底部好氧预处理-厌氧生物反应器C3 3种不同操作条件下的产甲烷过程.结果表明,挥发性有机酸的累积使C1始终处于产甲烷滞后阶段;而C2、C3的好氧预处理通过加快易水解酸化组分和过量挥发性有机酸的好氧降解,有效缓解了酸性抑制,产甲烷滞后时间明显缩短至10 d内.第32天C2停止上层曝气后,在27 d内甲烷浓度达到了50％以上,同时,产甲烷速率迅速上升,并在第81天可达到峰值773 mL/(kg·d).C3在第11天停止底部曝气后,虽然经过22 d的时间甲烷浓度即上升至50％,但之后产甲烷速率经历回落阶段后再次逐渐上升,在实验结束时仅达到517 mL/(kg·d).上层曝气的好氧预处理方式所需曝气时间相对较长,但其产甲烷启动快,与底部曝气相比,其后期的甲烷化过程更稳定并可达到较高的产甲烷速率.     

丙烯腈生产废水中聚合物的资源化利用

以丙烯腈生产废水中的丙烯腈低聚物为原料制备聚丙烯酰胺。通过正交实验考察了水解反应条件和交联反应条件对反应的影响。FTIR表征结果显示,丙烯腈低聚物中的氰基已完全水解为酰胺基,产物聚丙烯酰胺中含有酰胺基和羧基。实验结果表明,在自来水加入量100 m L、水解反应温度95℃、m(Na OH)∶m(丙烯腈低聚物)=2.0、水解反应时间3 h的最佳水解反应条件,交联反应温度60℃、质量分数37%~40%的甲醛加入量6 m L、交联反应时间2 h的最佳交联反应条件下,处理20 g丙烯腈低聚物,可得到产物聚丙烯酰胺14.50 g,聚丙烯酰胺的水解度为21.1%、相对分子质量为2.7×106。产品性能满足Q/SH 0046—2007《钻井液用聚丙烯酰胺技术要求》中部分水解聚丙烯酰胺的性能要求。     

MCM-41分子筛负载铁铈催化降解甲基橙

采用等体积浸渍法制备了负载型有序介孔Fe-Ce/MCM-41催化剂。研究了该催化剂降解甲基橙的适宜工艺条件,并采用XPS,XRD,TEM技术对该催化剂进行了表征。实验结果表明,该催化剂Fenton氧化降解甲基橙的较适宜工艺条件为:溶液pH 5.0、甲基橙溶液初始质量浓度100 mg/L、催化剂加入量2.0 g/L、H_2O_2浓度20 mmol/L,在此适宜条件下反应120 min时,甲基橙去除率接近100%。表征结果显示:Fe-Ce/MCM-41催化剂主要由铁、铈、氧、碳4种元素组成;铁与铈的摩尔比接近3∶1;铁和铈主要以Fe_3O_4和CeO_2的形态存在于催化剂表面。     

用生物滴滤床处理H2S和挥发性有机物混合废气

用生物滴滤床（BTF）处理某化工厂污水站的H2S和挥发性有机物（VOCs）混合废气,当废气中H2S质量浓度为120～400mg／m^3、VOCs质量浓度为115～340mg／m^时,运行稳定后H2S和VOCs的去除率为95％和85％。考察了影响BTF运行的循环水水质情况,试验结果表明：加入Na2CO3可使循环水pH控制在3～6;循环水中含盐量、Cl^-质量浓度和SO4^2-质量浓度分别为2200～3300,600～800,1200～1400mg／L,均未达到抑制微生物的水平。     

皂素清洁生产工艺的研究(Ⅰ)

黄姜淀粉经过!-淀粉酶液化,加糖化酶和酵母进行边糖化边发酵生产酒精。发酵后黄姜渣用酸水解法提取薯蓣皂素。黄姜淀粉利用率为86.30%,耗酸量为传统工艺的55%,废水的总COD比传统工艺减少了60.25%,皂素收率比传统工艺提高20.37%。     

UV-Fenton氧化高浓度木糖生产废水的研究

采用UV-Fenton技术光催化氧化高浓度木糖生产废水,确定最佳操作条件为:pH=2.5,H2O2=46.62g/L,H2O2/Fe2+摩尔配比为50∶1,光照反应60min。此条件下废水COD去除率最高可达91.2%。经正交试验确定影响处理效果各因素的重要性顺序为:pH>H2O2浓度>光照反应时间>H2O2/Fe2+摩尔配比。UV的加入与单独的Fenton体系存在正相关的协同作用。经UV-Fenton处理后的木糖废水,可生化性大大改善,B/C指标从0.21升高到0.49。     

水葫芦厌氧发酵工程化应用研究

在实验室进行了接种率、破碎程度和温度等对水葫芦厌氧发酵产气率的影响研究.结果表明:水葫芦在中温35℃下,水葫芦和接种污泥的最佳接种率为1:1(总固体物质比),经简单切分后产气率最高,原料产气率为0.540 m3/d(以每千克固体含量计,下同);高温消化与中温消化相比,产气率无明显优势.在实验室研究基础上,对中国农村地区原有的沼气发酵工艺进行适当的改进,设计构建了5 m3 15 m3(酸化池 产气池)两级反应池,该反应池在夏季常温条件下运行良好,80 d的平均原料产气率达0.305 m3/d.     

污泥投配率对污泥中温厌氧消化效果影响的试验研究

试验装置采用半连续流污泥中温厌氧消化反应器,污泥培养接近成熟后开始每天按不同污泥投配率加泥和排泥.结果表明:污泥投配率在3%～10%时,有机物分解率先增大后减小,去除率均在30%以上;污泥投配率在15%和20%时,污泥的有机物去除率非常小;污泥投配率在5%时,有机物分解率最大为41.2%;单位VSS产气量随污泥投配率的增大而呈先急剧上升后逐渐下降的趋势,当污泥投配率为5%时,单位VSS产气量为0.60 L/g,符合美国污水处理厂设计手册标准,其他污泥投配率下该指标均小于0.4 L/g.因此,认为实验用污泥中温消化的最佳污泥投配率为5%,这时污泥的可消化性较好.     

味精废水的清洁生产治理技术

介绍了味精废水清洁生产的工艺技术,并与传统的物化-生化方法进行了比较。运行结果表明:该工艺既节约能源,又经济可靠。