热纤维梭菌不同菌株的纤维素降解和酒精生产能力

以高温厌氧细菌热纤维梭菌(Clostridium thermocellum LQRI和VPI菌株)和嗜热厌氧乙醇菌(Thermoanaerobacterethanolicus X514和39E菌株)为对象,以不同浓度纤维素为底物,分析了热纤维梭菌不同菌株的纤维素降解和酒精生产能力.结果表明,在热纤维梭菌纯培养体系中,LQRI对纤维素的降解能力明显高于VPI,前者约为后者的1.2倍,但两者的酒精生产能力没有显著差异,LQRI在1%纤维素条件下酒精终浓度约为12 mmol/L,VPI约为10 mmol/L.随着底物纤维素浓度的增加(1%、2%、5%),两者对纤维素降解和酒精生产能力均呈明显下降趋势.在热纤维梭菌和嗜热厌氧乙醇菌混合培养体系中,LQRI对纤维素的降解能力明显高于VPI,前者约为后者的1.28～1.58倍.随着底物浓度的增加,两者的纤维素降解率均逐渐下降,但热纤维梭菌对纤维素降解的绝对数值还受到其它混合培养菌种的影响.此外,LQRI+Thermoanaerobacter混合培养体系的酒精生产能力明显高于VPI+Thermoanaerobacter,前者约为后者的1.27～1.77倍.随着底物浓度的增加,混合培养体系酒精生产能力没有明显下降趋势.     

优质发酵酒精生产酒糟废水回用技术研究

研究以控制优质发酵酒精贸易中二叶恶烷限量为目标,通过实验室模拟研究了不同水源做工艺拌料水时酒精中二叶恶烷含量对比,确定地下水为优质发酵酒精生产的工艺用水;研究了酒糟污水处理后SBR水对酒精发酵质量影响;将小试结论用于酒精生产的实际工艺,产品中二叶恶烷含量检测表明,60%SBR水40%地下水能够满足优质酒精的工艺用水要求。对SBR水反复回用3次后,酒精中二噁烷含量仍处于较低水平,能够满足优质酒精贸易中二叶恶烷限量的要求。     

厌氧折流板反应器处理糖蜜酒精废水的研究

为探究厌氧折流板反应器(ABR)对糖蜜酒精实际废水的处理效果,该实验采用已成功处理人工模拟糖蜜酒精废水的ABR,研究了该反应器处理糖蜜酒精工业废水过程中COD和SO42-的去除效果,以及各隔室VFA、pH和S2-的分布规律。实验结果表明,反应器处理糖蜜酒精工业废水,在30 d内达到稳定,COD和SO42-负荷分别为4.8 kg/(m3.d)和0.32 kg/(m3.d),COD和SO42-的去除率分别为83%和98%。反应器内各隔室挥发性脂肪酸(VFA)浓度变化规律与pH值变化规律一致,各隔室硫化物(S2-)浓度较低,其中第4、5隔室的S2-浓度低于40 mg/L。反应器内微生物菌群仍能保持处理模拟废水时形成的多相(产酸硫酸盐还原相和生成硫单质产甲烷相)分离特征,保证了ABR对实际工业废水的处理效率。     

玉米发酵酒精废水厌氧处理产沼气发电研究

以河南某酒精生产企业为例,研究玉米发酵酒精废水厌氧处理产沼气发电系统工艺可行性和环境经济效益。结果表明:经"两级厌氧+好氧+深度处理"污水处理工艺处理后,COD浓度从40 607 mg/L可降到100mg/L以下,出水能够满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)酒精废水二级标准及《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)回用水水质的要求;厌氧产生沼气净化后,采用内燃式发电机组燃烧发电,日均发电量为45.1万kwh,经济收益明显;理论上沼气发电系统每年可节标煤53 578.8 t,减少40 719.9 t二氧化碳排放,节能减排效果显著。     

高浓度有机废水脱除燃煤烟气NOx的试验研究

为研发经济、高效的有机废物与烟气NO_x协同控制技术,分别采用丙烯酸钠、工业酒精和萘磺酸钠高浓度有机废水替代氨水、尿素等常用脱硝剂,在热态燃煤试验炉上,研究了T(烟气温度)、φ(O₂)、停留时间和废水与烟气混合方式等参数对烟气脱硝的影响. 结果表明:在烟气温度为1 190 K时,丙烯酸钠、酒精和萘磺酸钠高浓度有机废水的脱硝效率分别为12.7%、14.2%和9.1%;烟气温度为1 360 K时,三者的脱硝效率分别达到37.6%、39.8%和35.9%;烟气温度高于 1360 K后,脱硝效率下降. φ(O₂)从4.1%增至5.2%时,脱硝效率降低了约21.5%、13.1%和15.7%;而φ(O₂)升至6.8%时,脱硝效率降至11.2%~13.6%. 丙烯酸钠废水喷射入温度分别为1 185和1 303 K的烟气时,逆向喷入比正向喷入的脱硝效率分别提高30.4%和19.3%;停留时间从0.67 s升至0.82 s时,3类废水脱硝效率分别提高16.0%、18.8%和16.6%.      

用高效优势菌强化升流式厌氧污泥床的废水处理性能

针对酒精废水中难生物降解的有机物,从氧化塘污泥中筛选分离出高适应能力和降解能力的高效优势菌群,将其投加到升流式厌氧污泥床反应器中进行中试。运行结果表明:利用高效优势菌群培养高活性的颗粒污泥,可大大强化UASB反应器的废水处理性能,35d即可完成系统的启动;反应器容积负荷从2.0kg/(m3.d)提高到39.0kg/(m3.d),COD去除率保持在90%左右,最高达到96%。     

酒精废水消化液生物硝化和脱氮试验

酒精糟液厌氧消化液CODCr浓度为3500～4300mgL,BOD5浓度为1500～2100mgL,TN浓度为400～700mgL,NH3N浓度为300～600mgL。采用SBR反应器对该消化液进行生物脱氮试验,对反应器的有机负荷、氨氮负荷、脱氮效果、脱氮过程中氮形态的变化以及碳源提供等进行了研究分析。试验结果表明,当消化液碳源充足,SBR充水比λ=0.35,缺氧时间3h以及BOD5污泥负荷0.26～0.32kgkg·d条件下,SBR处理出水CODCr598～632mgL,BOD560～100mgL,氨氮6～9mgL,总氮200～216mgL,总氮去除率为60%左右。该处理系统中缺氧段反应时间仅为3h,却承担70%～75%的CODCr总去除负荷,显著提高了该系统的有机负荷和氨氮负荷。在消化液碳源不足的条件下,可投加乙酸钠作为生物脱氮的外碳源,投加量宜为500mgL。     

酒精行业循环经济模式研究

分析了发酵类酒精行业各工段的特点,根据循环经济"3R"原则,提出了一种新型的循环经济模式,包括酒糟废液厌氧发酵产生的沼气的回收利用、利用发酵沼渣制取生态复合肥、收集利用酒精发酵产生的二氧化碳和杂醇油副产物、工艺产出热能的热泵回收利用等.该循环经济模式提高了酒精行业的资源和能源的利用率,降低了各种副产物的排放量,在一定范围内实现了资源的循环利用,为社会和企业带来了巨大的生态和经济效益.     

酒精蒸气/烟草粉尘两相混合体系最小点火能试验研究

在烟草加工的加香工序,挥发的酒精和搅拌混料产生的烟草粉尘形成气粉混合体系,其燃爆特性相较于单相烟草粉尘有较大变化。对20 L爆炸球进行了部分改造,可完成20℃～80℃环境温度、100%LEL以下酒精蒸气浓度、最大2 J电火花能量组合的气粉混合物的最小点火能测试。选用烘丝和加香烟草粉尘做对比,探究了环境温度和酒精蒸气浓度对酒精蒸气/烟草粉尘两相混合体系点火能的影响规律。结果表明：相同环境温度下,加香烟草粉尘的最小点火能比烘丝烟草粉尘低;加香粉尘、烘丝粉尘及混合体系的最小点火能随环境温度变化的趋势一致,均随温度的升高而降低;加入10%LEL的酒精蒸气后,相同温度下气粉混合体系的最小点火能低于单相烟草粉尘。随着环境温度的升高,二者的差值逐渐减小,酒精蒸气诱导烟草粉尘最小点火能降低的能力逐步减小甚至消失;在电点火条件下,当酒精蒸气浓度低于50%LEL时,气粉混合体系较难被点燃,当酒精蒸气浓度高于75%LEL时,混合体系较易被点燃。     

玉米酒精生产过程COD产污系数计算模型的建立

基于玉米酒精生产工艺流程,采用实测和物料衡算结合的方法,分析玉米酒精生产关联物料,并建立关联物质量平衡方程。实验测得绝干全玉米的COD负荷值为1611 mg/g,在此基础上推导出玉米酒精生产工艺的COD产污系数与淀粉出酒率、玉米淀粉含量、胚芽收率、玉米油收率、杂醇油收率和干玉米酒糟收率的量化模型。采用国内行业相关参数值代入模型进行核算,并与《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》和《清洁生产标准酒精制造业》(HJ 581—2010)中的相关系数进行对比。结果表明:手册值在模型计算范围内;模型计算值略大于标准指标,与标准中一级COD产污指标基本一致。