张成明,董保成,张建华,刘晓玲,白耀博,杨英歌,刘洁,李十中

1(徐州生物工程职业技术学院,徐州市生物制药与废弃物综合利用工程中心,江苏 徐州,221006) 2(清华大学 核能与新能源技术研究院,中美生物燃料联合研究中心,北京,100084) 3(农业农村部农业生态与资源保护总站,北京,100125) 4(天津大学 化工学院,天津,300350) 5(江南大学 生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室,江苏 无锡,214122) 6(中国环境科学研究院,北京,100012)

使用清洁、可再生能源替代化石能源可以达到改善能源结构、降低碳排放、改善空气质量等目的。燃料乙醇和生物质天然气是2种具有大规模替代汽油消耗潜力的可再生能源,并且已经得到广泛应用。对于这2种生物质能源来说,其主要的生产方式都可归为液态深层发酵技术(通常固形物含量<15%),都面临着污水生产量大、污水处理成本高的难题。提高反应物浓度、增加废水循环量,是解决污水问题的有效方法。针对木薯酒精生产,有学者提出了“乙醇-沼气双发酵耦联工艺”,率先实现了沼液在酒精发酵系统的回用,降低了污水处理成本[1-2]。在耦联工艺中,设置了一个沼液资源化操作单元,设置该单元的目的在于确保沼液性质的稳定以及整个工艺的运行稳定[3-4]。

前期实验发现,在沼液资源化操作单元对沼液直接进行空气吹脱即可实现对其中氨氮进行有效去除,并且这一实验现象在对不同来源的沼液中均得以证实。这与典型的含氨氮废水的空气吹脱法十分相似,但又有显著不同(图1)。在典型空气吹脱法中,需要通过添加石灰乳来调节进水pH至碱性,以增加进水氨氮中NH3的比例。然后在空气吹脱作用下,利用NH3在气液两相间的平衡进行NH3的脱除。2种空气吹脱法最大的区别在于是否需要添加碱试剂。为了区分这2种方法,根据是否需要加碱试剂将2种方法分别称为直接空气吹脱法(不加碱)和典型空气吹脱法(加碱)。尚未见有学者对直接空气吹脱法的实验现象和原理进行阐述。……