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.     

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。     

酒精污泥干燥特性及数学模型

用红外干燥方法对酒精污泥进行干燥实验,研究了干燥温度和污泥厚度对水分蒸发速率、干燥速率及体积变化率的影响。实验表明,恒速干燥段的干燥速率仅与干燥温度有关;临界湿含量随污泥厚度增加而升高,随干燥温度的升高而下降;污泥体积在恒速干燥段收缩速度较快,在降速干燥段仍有微小的变化。对污泥干燥特性曲线进行分析,建立了恒速干燥段及降速干燥段的干燥模型,并将模型预测与实验结果进行了对比,误差较小。     

环境因素对聚乙烯醇降解菌系降解效果的影响研究

针对在前期研究中已筛选到的一种聚乙烯醇(PVA)降解混合菌系,考察了种龄、菌悬液接种量、培养基装液量、培养温度、初始pH、渗透压及光照等外部环境因素对其PVA降解能力的影响.结果表明,种龄对混合菌系降解PVA的能力影响较小,实际运用中保持种龄为24～48 h较佳;菌悬液接种量过多时,会影响其正常生长,最佳的接种量为4～...     

气相色谱法测定工业废气中的异丙醇

用活性炭吸附管采集吸附工业废气中的异丙醇,经二硫化碳解析后由自动进样器送入气相色谱仪中分离并由FID检测器检测。2 mL二硫化碳解吸溶剂中异丙醇的绝对量为1.57~6.28 mg时,测定结果的相对标准偏差为2.4%~7.6%(n=5);当样品采集量为10 L时,方法检出限为0.3 mg/m³。所用活性炭采样管对异丙醇的吸附效果良好,100 mg活性炭对异丙醇的穿透容量大于15 mg;二硫化碳溶剂对吸附在活性炭中的异丙醇解吸效果较好,异丙醇加标量为3.92~15.70 mg时,解吸效率为93.9%~100.5%。     

聚乙烯醇降解酶产生菌发酵培养基响应面法优化研究

为了提高假单胞菌Pseudomonas.sp XT11-Z90S产聚乙烯醇降解酶的能力,用Plackett-Buman实验和响应面分析实验对影响产聚乙烯醇降解酶的9个因素,即发酵培养基的9种组成成分进行了研究,并探讨了影响产酶的主要因素和培养基的最佳组成.结果表明,影响产聚乙烯醇降解酶的3个重要组成为葡萄糖、酵母膏和硫酸铵,其最适浓度分别为0.64、0.22和1.45g.L-1.在最佳浓度和组成条件下,聚乙烯醇降解酶最高酶活为13.5U.mL-1,与优化前的12.1U.mL-1相比,提高了11.6%,且其降解率6h时可达到35.5%.     

酒精废水部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的可行性

采用一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器研究了酒精废水脱氮的可行性.结果表明,在pH 7.8±0.5,温度30~35℃,好氧区ORP值120~150 mV的条件下,历时40 d成功地启动了一体式PN-ANAMMOX反应器,总氮去除速率由0.125kg·(m~3·d)~(-1)上升至0.75 kg·(m~3·d)~(-1)左右,说明接种成熟的亚硝化生物膜和厌氧氨氧化颗粒污泥可达到快速启动的效果;在酒精废水处理的研究中表明,酒精废水对PN-ANAMMOX反应器的影响主要是由其中可生物降解的TOC导致,短期内可生物降解TOC的加入,ANAMMOX反应区首先受到影响;酒精废水中100 mg·L~(-1)可生物降解TOC浓度可以使总氮去除速率由0.75 kg·(m~3·d)~(-1)降低至0.25 kg·(m~3·d)~(-1)左右,降低约66%,这种抑制是可以恢复的;采用不同浓度梯度酒精废水驯化PN-ANAMMOX反应器内功能菌群,随着进水浓度梯度的增加,总氮去除速率均出现了先下降再上升的趋势,通过延长HRT和适当提高PN阶段的溶解氧的方式,有利于反应器整体脱氮效能的提高,完全以酒精废水作为进水时,总氮去除速率稳定在0.65 kg·(m~3·d)~(-1)左右,脱氮效果较好,说明一体式PN-ANAMMOX可用于回用酒精废水的处理.     

好氧与电絮凝组合工艺处理糖蜜酒精厌氧出水研究

采用好氧与电絮凝联合工艺处理糖蜜酒精厌氧出水,考察COD和色度的去除效果.首先,采用SBR工艺去除废水中的易降解污染物.结果表明:采用SBR法处理稀释10倍的糖蜜酒精厌氧出水,适宜的水力停留时间为10 h;COD去除率为42％,脱色效果不明显,BOD5/COD由0.54下降到0.09,好氧出水难以生化降解.进一步采用电絮凝法处理好氧出水,并考察了极板间距、初始pH值、电流密度和电解时间等因素对COD去除及脱色效果的影响.结果表明,在极板间距为3 cm、废水pH=7.83(无须调节,最佳pH=6～8)、电流密度为10 mA/cm2、电解时间为30 min的条件下进行电絮凝处理,与稀释10倍的糖蜜酒精厌氧出水相比,COD总去除率可达86％,脱色率达95％.     

厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)在高浓度工业废水处理中的应用

介绍了一种新型的用于高浓度有机废水处理的EGSB反应器 ,该反应器的工艺特点包括反应器内部的生物相的分层 ,颗粒污泥的变速膨胀 ,以及高效的三相分离装置等。该反应器最高CODCr容积负荷可达到 2 5kg m3·d以上 ,最高进水CODCr浓度可达 30 0 0 0mg L以上。并介绍了几个应用该工艺的具有代表性的工程实例。     

表层沉积物中6:2氟调醇生物降解对细菌群落结构的影响

6∶2氟调醇(6∶2 FTOH)是一种多氟烷基物质,近年被广泛用于工业和消费品中,对环境有潜在威胁,但目前关于6∶2FTOH及其降解产物对沉积物中微生物群落结构的影响还不清楚.本研究的目的是通过基因分析方法探索6∶2 FTOH生物降解对表层沉积物中细菌群落结构的影响.从天津海河采集表层沉积物和河水,在实验室进行微宇宙实验,通过LC-MS/MS测定6∶2 FTOH及其降解产物的浓度,通过变性梯度凝胶电泳和高通量测序分析细菌的群落结构.结果表明,6∶2 FTOH在微生物的作用下可发生降解(半衰期小于3 d),生成6∶2 FTCA、6∶2 FTUCA等中间产物和5∶2 FT Ketone、5∶2 s FTOH、PFHx A、PFPe A、PFBA、5∶3 Acid等稳定产物,该过程对沉积物细菌群落结构产生明显影响,引起细菌群落丰富度和多样性的变化.在6∶2 FTOH降解的不同阶段,细菌的变化和优势菌群略有不同.根据100 d的实验结果,从门的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起绿弯菌门丰度大幅上升(+24.8%)、变形菌门和厚壁菌门丰度大幅下降(-17.8%和-15.9%).从纲的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起丰度上升较大的有厌氧绳菌纲(+19.6%)和δ-变形菌纲(+4.3%),引起丰度下降较大的有ε-变形菌纲(-20.0%)、梭菌纲(-10.1%)、芽孢杆菌纲(-5.8%)和γ-变形菌纲(-4.2%).从属的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起丰度上升较大的有Anaerolineaceae_uncultured(+19.1%)和硫碱球菌属(+13.3%),引起丰度下降较大的有弧菌属(-14.1%)、硫单胞菌属(-13.2%)、芽孢杆菌属(-5.1%)、Sulfurovum(-4.2%)和Fusibacter(-4.1%).这些结果有助于预测环境中细菌对多氟烷基物质污染的响应及筛选可降解多氟烷基物质的细菌.