氢型阳离子交换树脂在酒精_沼气双发酵耦联工艺中的应用_王柯

氢型阳离子交换树脂在酒精_沼气双发酵耦联工艺中的应用_王柯食品与发酵工业FOODANDFEＲMENTATIONINDUSTＲIES542015Vol.41No.12(Total336)DOI:10．13995/j．cnki．11－1802/ts．201512010氢型阳离子交换树脂在酒精-沼气双发酵耦联工艺中的应用*王柯1，2，张建华1，2，毛忠贵1，21(江南大学，工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡，214122)2(江南大学生物工程学院，江苏无锡，214122)摘要酒精-沼气双发酵耦联工艺可以有效解决酒精生产过程中能耗大、耗水量多和废水处理成本高的问题。但是在该工艺中，厌氧消化出水回用配料时，需要用H2SO4将料液的pH值调节至6.0。而H2SO4的引入会对耦联工艺产生负面影响。为了消除该影响，选用了5种氢型阳离子交换树脂(型号分别为001×7，002×7，D072，D151和D113)来处理厌氧消化出水，以降低其碱度，从而减少耦联工艺中硫酸的使用。结果表明，001×7型强酸性氢型阳离子交换树脂具有最佳的处理效果。当湿树脂与厌氧消化出水的体积比为1∶35时，可去除碱度为3000mgCaCO3/L的厌氧消化出水中75%的阳离子，降低其pH值至6.0，并且该树脂具有良好的再生效果。另外离子交换处理还可消除厌氧消化出水对酒精发酵的抑制作用。关键词酒精发酵;厌氧消化;氢型阳离子交换树脂;碱度;耦联工艺第一作者:博士研究生，讲师(本文通讯作者，E-mail:kewang@jiangnan．edu．cn)。*苏州市科技支撑项目(SS201412);江南大学自主科研计划青年基金(1012050205150710);国家自然科学基金青年基金(21506075)收稿日期:2015－09－16，改回日期:2015－10－20在传统的木薯酒精生产过程(图1a)中，酒糟的处理工艺为“厌氧消化-好氧消化-深度处理-排放”，该工艺存在投资大，运行成本高，浪费水资源，难以达标等缺陷［1］。为此，我们提出木薯酒精-沼气双发酵耦联工艺来解决酒糟的处理问题(图1b)［2－3］。在该工艺中，酒糟经厌氧消化处理和资源化处理后，回用于酒精发酵过程，从而降低了能耗和水耗，并消除了废水的排放。由于厌氧消化出水的pH为8.0左右，且具有较强的缓冲能力(即较高的碱度)，将其回用配料时，需要添加H2SO4调节