发酵工业废物、废水处理和资源化技术.ppt

发酵工业废物、废水处理和资源化技术 三、发酵纤维质废物生产酒精 （二）半纤维素发酵生产酒精 (三) 纤维质发酵生产酒精前景展望 在我国，每生产l t酒精需要2.7 t粮食。利用纤维素类物质代替粮食生产酒精是一项利国利民的工程。利用纤维素生产酒精的纤维素酶成本太高，酶用量偏大，利用纤维素生产酒精工业化仍然面临诸多挑战:1)对纤维素原料预处理技术仍没有一种经济、节能、环保的工业化技术可应用，特别是对纤维素原料的综合利用;2)降低纤维素酶工业化规模生产的成本仍然有待解决;3)基因工程技术与原生质融合技术离工业化仍有一段距离，因此，还需加强技术研究,如:1、以基因工程手段选育高产纤维素酶、木质素酶菌种;2、研究固体发酵技术，解决污染率高和成本高的问题;3、进一步研究纤维质原料的预处理、酶水解及水解液发酵生产酒精等技术，有效地降低生产成本。 发酵废物酒精发酵是一个有巨大潜力的新领域，可以实现废物的无害化、减量化和资源化。 发酵工业废物、废水处理和资源化技术 （一）概述 1·生物能源定义及特点 生物质(biomass)是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动植物并能再生的物质。 生物能源(bioenergy)则是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内的能量。 生物质能源的特点是:1）可再生性:每年都可再生，且产量大;2）低污染性:燃烧过程中产生的硫氧化物、氮氧化物都较低;3）广泛的分布性。 四、其他生物能源开发 发酵工业废物、废水处理和资源化技术 四、其他生物能源开发 （一）概述 2·生物能源开发利用的现状和意义 现状：目前人类所利用的能源主要来自煤、石油、天然气等化石燃料，它们是在极其漫长的地质历史中，在特殊的自然环境下形成的，储量有限，不能再生。可再生能源如生物能的研究与开发已成为世界上重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场计划和巴西的酒精能源计划等。日本政府公布了一项名为全面开发生物能源的计划，意即通过回收食物垃圾、家畜粪便等生物废物来生产燃料，从而减少和逐步替代现有的机动车燃料。该计划的目的是:减少温室效应，防止全球变暖。 发酵工业废物、废水处理和资源化技术 （一）概述 2·生物能源开发利用的现状和意义 意义： 1）解决能源危机:能源短缺是21世纪面临的重大课题之一，能源对国家经济和安全非常重要。目前石油、天然气和煤炭仍是我国主要的能源。专家预测2015年我国石油进口依赖度将达到25%左右。我国是一个经济迅速发展，人口众多的国家，21世纪将面临经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物能源，对建立可持续的能源系统，促迸国民经济发展和缓解能源危机具有重大意义。 2）改善生态环境:首先，由于利用生物能源所产生的CO2，可被新生长的植物所固定，所以只要及时植树造林，使生物质的消耗量与生长量持平，从理论上讲，利用生物能将不会导致大气中CO2，的增加，有利于减缓地球气候变暖的趋势。其次，用焚烧、热分解、填埋等物理化学方法处理工农业及民用废弃物，会对大气、地下水造成二次污染，采用生物处理方法，既可以避免和防止污染，又可以获得生物能，可谓一举两得。第三，当今常规能源 煤和石油在燃烧后，都会产生对人体有害的一氧化碳、氧化氮以及含硫、铅等有毒物质的化合物。而生物能源 酒精和沼气等在燃烧后不会产生这样多的有毒化合物。 四、其他生物能源开发 发酵工业废物、废水处理和资源化技术 （一）概述 2 生物能源开发利用的现状和意义 意义： 3）促迸农村经济的可持续发展:生物能源的开发利用不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。 四、其他生物能源开发 发酵工业废物、废水处理和资源化技术 （一）概述 3·生物能源的主要应用方式 1）直接燃烧或通过汽化生成热量用以加热或蒸汽发电;快速热解提供液体燃料，取代通用的矿物燃料。 2）气化法:即在高温下使气化剂与生物质反应;从而得到气体燃料。气化剂可以是空气、空气-蒸汽或氧气等，相对应的产品也分为煤气、水煤气和氧气煤气等不同类型，但都含有CO2、CO、H2、N2等为主要成分，这些气体燃料的热值一般仅为天然气的10%~15%。 3）干馏法:即对生物质隔绝空气加热使其分解，从而得到多种产品。根据不同目的可以使生物质炭化，从而得到热值较高的固体燃料，也可以使生物质转化为液体燃料，如甲醇，可用作交通工具中汽油的替代品。同时可得到水煤气、乙酸等副产品。 四、其他生物能源开发 发酵工业废物、废水处理和资源化技术 （一）概述 3·生物能源的主要应用方式