超声/碱预处理对青霉素菌渣厌氧消化的影响研究

为了提高菌渣厌氧消化生产沼气的效率,最终实现菌渣的资源化和减量化,采用超声/碱预处理方法处理青霉素菌渣,考察了pH值、超声声能密度、含水率和反应时间对预处理效果的影响,并通过生化产甲烷潜力(BMP)试验考察了菌渣的可生化性。正交试验结果表明:超声/碱预处理可强化菌渣破壁效果,促进胞内有机物溶出,其最佳预处理条件:pH值为10,声能密度为2.0 W/mL,含水率为97%,反应时间为5 min,COD溶出率最高能达到84.69%,是单独超声预处理的2.08倍。BMP试验表明,预处理各因素对菌渣沼气产率的影响程度为含水率>声能密度>反应时间>pH值。按照甲烷产率确定最佳预处理条件:pH值为9,声能密度为0.5 W/mL,含水率为96%,反应时间为30min,其甲烷产率最高可达335mL/g,是未处理菌渣甲烷产率的2.2倍。

微波-碱预处理对土霉素菌渣减量化效果研究

为了对土霉素菌渣进行减量化处理,采用微波-碱联合作用的方法,通过正交试验和单因素试验,考察了NaOH投加量、微波功率和含水率对悬浮固体(SS)去除率的影响。试验结果表明,最佳反应条件为NaOH投加量0.09g/g(质量分数),微波功率700 W和含水率96%,这时SS去除率达56%以上。通过扫描电镜对溶胞效果进行分析可知,该研究的土霉素菌渣减量化效果较好,可为抗生素菌渣减量化提供技术参考。

碱性预处理对酸水解后玉米芯残渣酶解性能及木素结构变化的影响

玉米芯经稀酸水解后的残渣(以下简称残渣)富含有纤维素,可以作为生产生物乙醇的优良原料。我国是玉米种植大国,并且玉米播种面积持续上升,而大量的残渣都是经过焚烧来处理的,这样既浪费资源,又污染环境。本文主要研究以残渣作为原料,碱性预处理前后酶解糖化中纤维素酶的可及度和酶解率的变化情况。通过成分分析发现在碱处理过程中,有部分半纤维素、灰分、抽出物和木素溶解在预处理液中,尤其是木素,脱除率高达40.48%。用贝克曼法提取处理前后残渣中磨木木素(MWL),通过红外谱图对其进行分析,结果表明残渣中提取的木素是GSH型,在碱性预处理过程中,GSH降解程度大小关系为G>S>H。经过GPC测分子量可以得出,木素部分溶于预处理液中,使得质均分子量降低,分散度降低。

碱渣处理装置的现状与展望

碱渣处理一直是困扰炼厂环境保护的一大难题。碱渣处理装置成为炼厂的主要恶臭污染源，亟需处理。为此，我们通过国内外技术交流，在文献调研基础上，提出了碱渣空气氧化预处理脱臭治理方案。该工艺成熟、简单、可靠，已用于国外一些炼厂，并可大大改善大气污染，提高回收副产品的质量。

碱热预处理对青霉素菌渣厌氧发酵产沼气效率的影响

为提高青霉素菌渣厌氧发酵效率,试验应用响应面法对其碱热预处理工艺进行优化。采用Design-Expert8.0.6的Box-Benhken设计,以SCOD为响应值Y,研究温度、时间和碱度3个因素对青霉素菌渣预处理的影响,建立SCOD数学模型,对模型进行优化降维分析,并进一步通过批式厌氧发酵试验进行验证。结果表明,青霉素菌渣碱热预处理最佳条件为:温度60℃,时间1.25 h,碱度6%。模型预测值和试验值之间的误差为0.8%,模型的修正决定系数为0.9994,拟合性好。厌氧发酵试验结果表明,预处理菌渣沼气产率为256.3 m L·g^(-1)TS,比对照组产气效率提高了31.4%;甲烷产率为126.7 m L·g^(-1)TS,比对照组提高了28.8%。

碱性过氧化氢预处理对醋渣厌氧消化性能的影响

利用单因素法研究了碱性过氧化氢预处理过程中的H2O2浓度、预处理温度以及预处理时间3个因素对醋渣厌氧消化性能的影响,结果表明,H2O2浓度、预处理温度和预处理时间的最优条件分别为4%、40℃和12 h。经实验验证,在最佳联合预处理条件下醋渣厌氧消化累积甲烷产量(基于挥发性固体含量)达302.0 mL/g,生物降解率为70.0%,较未预处理醋渣提升了54.4%。

糠醛渣的预处理、酶解优化及同步糖化发酵

以碱性过氧化氢(AHP)预处理的糠醛渣为原料进行酶解,有效地提高糖转化率。结果表明,在10%底物浓度下,24h葡萄糖的转化率达到了96.46%,比未预处理组提高了37.44%。通过Mixture设计,确定了酶解的最优加酶量,即纤维素酶96%、半纤维素酶2%、果胶酶2%。对AHP预处理过的糠醛渣进行水洗能有效去除酶活抑制物,较未水洗组,24h葡萄糖转化率提升了18.23%。通过正交试验优化糠醛渣同步糖化发酵(SSF)生成乙醇的条件为:反应温度38℃,pH4.6,加酶量30mg酶蛋白/g葡聚糖,酵母接种量10%。在此最佳条件下,糠醛渣同步糖化发酵96h生成乙醇为理论转化率的88.64%。

热碱解-水解预处理剩余污泥的效果研究

热碱解-水解联合工艺预处理剩余污泥,可以实现污泥快速破胞,释放污泥细胞中的有机物,促进水解过程物质的转化,也有利于回收剩余污泥中的碳源.基于此优点,本研究考察了温度、p H、反应时间对剩余污泥热碱解破胞效果的影响,以确定适宜的热碱解条件.比较了不同水力停留时间(HRT=0～120 h)下污泥水解过程中SCOD、挥发性脂肪酸(VFAs)、氮、磷、蛋白质和糖类的质量浓度的变化,分析了水解过程中物质的转化情况.结果表明:较高的p H(p H>11.0)、较高的温度和延长反应时间均有利于提高污泥破胞效果.适宜的热碱解条件为:热碱解破胞温度为70℃、初始p H=11.0,反应时间1.0 h.在该条件下,SCOD的质量浓度可超过10 500 mg/L,污泥溶胞率为44.0%.在水力停留时间为24 h时,VFAs和SCOD的质量浓度分别高于2 400 mg/L和5 800 mg/L.研究发现热碱解-水解反应约120 h达到平衡,此时蛋白质和糖类的质量浓度稳定在130 mg/L和190 mg/L左右,其中,氮、磷主要以NH4+-N和PO34-形式存在.热碱解-水解联合工艺通过加速污泥破胞,释放胞内有机物,能显著促进污泥的水解,为剩余污泥热碱解-水解预处理的应用提供了技术支撑和理论依据.

碱/超声预处理对头孢菌素菌渣破壁效果的影响

为提高头孢菌素菌渣的厌氧消化利用率,采用碱解与超声波破碎联合处理方法对头孢菌素菌渣进行细胞破壁,并通过正交实验和单因素实验研究pH值、含水率、声能密度和反应时间对破壁效果的影响。结果表明,最佳处理条件为:pH值为11.5、含水率为94%、声能密度为2 W/mL、反应时间为30 min,处理后SCOD溶解率为265.26%,总氮溶解率为155.28%,破壁效果明显。

稀碱预处理棕榈残渣制备纤维乙醇

以棕榈残渣(Empty fruit bunch,EFB)为原料,通过预处理、酶解、发酵等过程制备纤维乙醇。首先对比了碱、碱/过氧化氢等预处理条件对棕榈残渣组成及酶解的影响,结果表明稀碱预处理效果较好。适宜的稀碱预处理条件为:NaOH浓度为1%,固液比为1∶10,在40℃浸泡24 h后于121℃下保温30 min,在该条件下,EFB的固体回收率为74.09%,纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为44.08%、25.74%和13.89%。对该条件下预处理后的固体样品,以底物浓度5%、酶载量30 FPU/g底物酶解72 h,纤维素和半纤维素的酶解率分别达到84.44%和89.28%。进一步考察了酶载量和底物浓度对酶解的影响以及乙醇批式同步糖化发酵,当酶载量为30 FPU/g底物,底物浓度由5%增加至25%时,利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae(接种量为5%,V/V)发酵72 h后乙醇的浓度分别为9.76 g/L和35.25 g/L,可分别达到理论得率的79.09%和56.96%。

碱性过氧化氢预处理条件对木薯渣酶解作用效果的研究

为了探究不同碱性过氧化氢预处理条件对酶解的作用效果,对于不同预处理条件的木薯渣测定了木素去除率并且进行X-射线双晶衍射。采用Design-Expert.V.8.0.6.1分析软件对碱性过氧化氢预处理过程中的反应温度、反应时间、过氧化氢用量3个因素及各自的3个水平,以酶水解液中还原糖提取率为评价指标,进行实验设计及分析。结果表明:最佳预处理条件为:固液比1:20、反应pH 11.5、反应温度42℃、反应时间274 min、过氧化氢用量5.4%。在此条件下预处理的木薯渣进行酶解,酶解条件为:液比1:30,p H 4.5,纤维素酶用量400 U·g^(-1)(对绝干原料),多糖水解酶用量120 FXUs·g^(-1)(对绝干原料),摇床转速150 r·min^(-1),50℃恒温,酶解时间36 h。酶水解液中还原糖的溶出率最高,为85.93%。木薯渣的结晶指数:最佳预处理条件下,降低了46.51%,双酶解后降低了67.87%。