吉林工商学院本科毕业论文吉林工商学院毕业论文题目:燃料酒精实施清洁生产的有效措施作者:学号:学院(系):生物工程专业:生物工程指导教师:目录中文摘要 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
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1. 酒精行业存在的问题 (1)1.1.国外酒精行业现状……… .................................................... 错误!未定义书签。
1.2.国内酒精生产情况……… .................................................... 错误!未定义书签。
1.3.小结 (2)2. 我国酒精行业存在的问题......................................................... 错误!未定义书签。
2.1.酒精行业环境污染严重……… .......................................... 错误!未定义书签。
2.2.酒精行业存在的问题与对策......... .. (4)2.2.1.解决生产所排放的酒精糟液对环境的污染问题...... (4)2.2.2.1全干燥法...... (4)2.2.2.2培养菌体蛋白法 (4)2.2.2.3厌氧-好氧方法 (4)2.2.2.4酒精糟处理液回用 (4)2.3解决酒精生产原料问题 (5)2.4解决酒精生产成本偏高的问题 (5)2.5酒精企业清洁生产方法有待改进 (5)3. 传统酒精生产方法 (7)3.1.淀粉质原料酒精生产过程...... . (7)3.2.糖蜜原料酒精生产过程...... .. (8)3.2.1.酒精糟液处理...... . (9)3.2.2.1糖蜜原料酒精糟液的处理...... . (9)4.酒精企业的清洁生产 (10)4.1清洁生产的概念及内涵 (10)4.2清洁生产的审计 (10)4.3国内酒精企业的清洁生产审计 (11)4.4清洁生产参考方案 (12)5 感想 (12)参考文献 (14)1.酒精行业现状分析工业生产中环境问题日益突出的同时,工业环境管理思想也在不断发展,而酒精行业是一种传统产业,在工业进程中占有重要地位,其环境问题也倍受关注。
下面就酒精行业现状的初步分析,也是本文研究的前提和背景之一。
1.1国外酒精行业现状目前为止,从生产方式来看,世界上绝大多数酒精产品(90%以上)为发酵法生产。
其原料来源十分广泛:包括谷物、糖蜜、果汁、葡萄酒、乳清、纤维素和其它原料。
其中,使用糖蜜作原料生产的酒精产量较大,占世界酒精总产量的45%左右,如巴西、巴基斯坦、澳大利亚、墨西哥等国家全部采用糖蜜作原料生产酒精。
使用淀粉质原料经发酵法生产的酒精比例不大,仅占世界酒精总产量的16%左右。
此外,一些森林资源丰富,造纸工业发达的国家,如瑞典、挪威、芬兰、奥地利、加拿大等,纸浆废液酒精占很大比例。
由于化学合成法生产的酒精逐渐增多,使发酵酒精的比例下降,例如美国、英国、日本、俄罗斯、德国、法国等工业化国家,其合成酒精的产量在国内已占很大比重。
目前世界合成酒精的产量占酒精总产量的20%左右,超过了淀粉酒精的产量。
但是由于合成酒精往往夹杂有异构化高级醇类,对于人的高级神经中枢有麻痹作用,不适于作饮料、食品、医药和香料等用途,所以迄今为止,合成酒精尚不能完全取代发酵酒精。
1.2国内酒精生产情况我国酒精生产也以发酵法为主,但80%左右的酒精都用淀粉质原料生产,其中65~70%的工厂采取薯干为原料,但在广东、广西、福建、四川、台湾等省主要以甘蔗糖蜜发酵生产酒精;华北、东北、西北地区则以甜菜糖蜜发酵生产酒精者较多,采用糖蜜为原料生产酒精约有巧%的厂家。
其他尚有以亚硫酸盐纸浆废液和木屑酸水解液为原料生产酒精,产量约占酒精总产量的1.5%;我国合成酒精的生产才开始起步,产量还较小,约占酒精总产量的3.5%。
近年来,随着引进设备及工艺的应用及农作物结构的变化,用谷物(主要是玉米)原料制酒精的工厂发展速度较快,特别在东北地区最为明。
.1.3 小结从以上介绍的内容我们可以看出,尽管目前世界的酒精产业以发酵法为生产工艺占了绝大多数比例,然而由于发酵法的原料不同,在这方面我国酒精生产方式与国外存在较大差异。
因此我们需要研究适合国内情况的酒精行业清洁生产模式。
本文的研究工作即是以此为背景之一开展的。
2.我国酒精行业存在的问题2.1环境污染严重我国酒精行业年排放废水总量超过3X10SM3,其中酒精糟废液的年排放超过4XLO7M,,年排BOD5约L.15XLO6T,COD约2.2XLO6T,分别占全国工业废水BOB5;总量的18%和COD排放总量的12.5%,是我国有机污染物排放量高、造成环境污染严重的行业之一[1]。
表 1.1[2]列出了我国酒精行业主要污染物的排放浓度与国内外排放标准的对比。
从中可以看出,我国酒精行业各项污染物排放浓度均大大超过国家《污水综合排放标准(GB8978一1996)》1998年1月1日后建企业的二级排放标准,其中薯类酒精企业COD、BOD5、SS的平均排放浓度分别是二级排放标准的17倍、16倍和6.5倍,玉米酒精企业COD、BOD5、SS的平均排放浓度分别是二级排放标准的12倍、13倍和4.8倍,污染之严重可谓触目惊心。
2.2 酒精生产存在问题与对策我国酒精生产以生物发酵法为主,原料以淀粉质原料为主。
淀粉质原料生产酒精虽有逾百年的历史,但时至今日尚有3大问题必须解决。
这3大问题分别是:1生产所排放的酒精糟液对环境的污染问题;2酒精生产的原料问题;3酒精生产成本偏高的问题。
一旦这些问题得到解决,淀粉质原料生产酒精的前途将十分光明。
现将有关对策归纳如下。
2.2.1解决生产所排放的酒精糟液对环境的污染问题淀粉质原料每生产1t酒精排放12到15t酒精糟液。
酒精糟液色泽深、酸度高,其直接排放不仅导致接纳水体富营养化,造成水体缺氧,引起水生动植物死亡,还促使沉积于水底的有机物进行厌氧发酵,产生臭气污染环境,严重破坏生态平衡,污染生活、生产用水资源。
历经几十年的研究探索,酒精糟液的智力取得了可喜的进步。
归纳起来,目前酒精糟液治理技术有:全干燥法(DDGS的法)、培养菌体蛋白法(SCP法)、厌氧-好氧法和酒精清洁生产法(酒精糟液处理回用)。
2.2.1.1全干燥法(DDGS)处理以玉米为原料的酒精糟液可制得良好的饲料,治理糟液也较为彻底。
但该方法投资大、能耗高,且仅适用于以玉米为原料的酒精糟液的处理,对国内大多数酒精厂来说难以推广,从已引进应用此处理方法的工厂运行实际来看,经济效益也不够理想。
2.2.1.2培养菌体蛋白法(SCP法)国内外研究取得了一定的成果,但此法工业化尚存在投资大、运行费用高、产品收得率低、二次废液对环境污染仍很严重等问题。
国内外应用此方法的工厂基本上全都下马。
2.2.1.3 厌氧-好氧方法该方法优点是能部分回收生物能——甲烷。
但在对废水进一步处理的好氧过程中所支出的费用近乎厌氧过程所得到的甲烷的价值,加上污泥处理的支出,综合经济效益不够理想。
另一方面,有雨厌氧-好氧速度慢,受季节影响波动大,因此投资大。
占地面积大、处理效果不稳定。
此方法国内虽有应用,但经济效益和环境效益都不理想。
2.2.1.4酒精糟液处理液回用该方法是将酒精糟液固液分离,虑渣做饲料,滤液经处理后回用于酒精生产过程,做到生产无废糟液排放。
该方法国内首先由江南大学提出,在工业化过程中,江苏省如皋市净化工业发酵与污染防治研究所的工程技术人员积极探索实践,攻克了糟液分离、滤液处理、水量平衡等诸多难题,提高完善了滤液回用技术,从理论和实践上解决了滤液回用可能发生的诸多困难,现已在全国以木薯、薯干、红高粱、玉米等为原料的数十家酒精工厂应用获得成功,做到了生产无废糟液排放,通过了所在地环境主管部门的检测验收。
该方法投资较少、上马快、处理效果好、运行费用低,应用此方法可取的经济效益和环境效益的同步提高。
可以说,解决酒精生产所排糟液对环境污染问题的首选方案理应为酒精糟液处理液回用技术。
2.3解决酒精生产原料问题发酵法生产酒精原料主要为淀粉质原料——薯干、玉米、木薯等。
我国人多地少,大量淀粉质原料用于酒精生产,势必造成酒精工业与食品工业、酒精工业与饲料工业争粮争地的矛盾。
根本解决酒精生产原料的出路是以纤维素原料生产酒精。
但是由于纤维素原料生产酒精技术上还存在纤维素酶活力不高、纤维素转化率低、转化成本高等问题,因此目前纤维素原料生产酒精仅能是纸上谈兵。
从国情出发,我国究竟工业应走酒精联产饲料之路。
所谓的酒精联产饲料是将酒精生产与饲料生产结合起来,充分利用原料资源。
每年我国用于生产饲料的玉米多达30 000kt,锦衣其中的30%用于酒精联产饲料,就可得到2700kt,饲料3240kt。
应用这种方法可协调酒精工业与饲料工业争粮的矛盾,提高原料的利用率。
2.4解决酒精生产成本偏高的问题发酵法酒精生产由于耗能多、发酵强度低等原因造成生产成本偏高。
为降低生产消耗、节能方面正在研究实践无蒸煮技术和技能蒸馏技术;菌种方面正在选育优良的酒精生产微生物;发酵强度方面高强度酒精发酵工业化也取得了突破性的进展。
上述诸方面工业化进程的加快,必将大大降低酒精生产成本,提高和增强发酵法酒精的竞争力,促进酒精工业的快速发展。
2.5酒精企业清洁生产方法有待改进酒精生产作为一种传统工业,从环境保护的角度来说,其发展也经历了如前所述的三种污染治理模式,即自由排放一末端治理一污染预防。
我国的酒精工业也不例外。
污染预防,即清洁生产理念,是一种污染的源头控制方法,是将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少人类健康及环境的风险[3]。
实施清洁生产,是企业环境管理的一大成功,是20世纪80年代以来全球环境污染物排放量增速减缓的重要手段[4]。
清洁生产审计是清洁生产理论的核心,清洁生产方案的制定和实施也都是建立在清洁生产审计对于企业管理和生产工艺分析的基础上;同时,清洁生产审计也是目前清洁生产的主要工具。
因此,目前国内很多酒精企业己经进行了清洁生产审计的工作,这为清洁工艺的采用,进一步实施企业清洁生产打下了很好的基础。
然而,随着企业环境管理实践的丰富和理论的深入,清洁生产理论及方法有待进一步改进。