微生物絮凝剂
微生物絮凝剂
生物絮凝剂不仅可以替代传统絮凝剂用于给水处理，还可以去除
废水中的SS、COD、BOD，而且在高浓度难降解废水的除浊、除 重金属、脱色和除油及医药、食品加工和发酵等行业的固液分离 等方面也表现出相当的优势。另外，生物絮凝剂可以改善传统活 性污泥工艺运行中出现的污泥膨胀现像。
絮凝过程比较复杂，单架一桥 的某一机理并不 能解释所有的现象，很多研究发现，絮凝 过程卷是扫多作种用 机理的协同作用。
协同作用
电中和
氢键、离 子键
微生物絮凝剂的优势
效率高、用量少、范围广 无毒性、可消除二次污染
脱色效果优异，可脱去一些高 分子絮凝剂不能脱去的色素
生物絮凝剂的应用
生物絮凝剂作为一类新型絮凝剂,其广谱的絮凝活性，可生物 降污解泥性膨及胀应指污用泥安结全构性极显度松示散了，它体在积水增大处、理上和浮发，酵难于工沉业降等分方离面影响的出应水水 用质胀前的 不景现但象发。生基率本高上，目发前生各 普种遍类，型而的且活一性旦污发泥生工难艺以都控会制发，生通污常泥都膨需胀要。很污长泥的膨时
微生物细胞 基因工程菌 生物絮凝剂 的代谢产物
絮凝剂絮凝过程
未絮凝高岭土
絮凝后高岭土
微作 用
化 学 反 应
桥联作用
电荷中和作用
卷扫作用
化学反应机理
高分子微生物絮凝剂中存在着一定数量 的活性基团，该基团在微生物絮凝过程中扮 演着重要的角色。研究显示：微生物絮凝剂 中的某些活性基团可与胶体表面上相应基团 产生化学反应，进而凝聚成体积较大的颗粒 物质，最终从水中沉淀分离出来。另有研究 显示：通过对微生物絮凝剂进行一定的改性、 处理，使其添加、减少或是改变某些活性基 团，絮凝效果将会出现很大程度的变化。
微生物絮凝剂简介
微生物絮凝剂的制备方法及其应用、以及相关菌种在制备微生物絮凝剂上的应用
微生物絮凝剂的制备方法及其应用、以及相关菌种在制备微生
物絮凝剂上的应用
制备方法：
1.悬浮液制备：将微生物悬浮液加入胶体剂，搅拌均匀，加入絮凝剂，搅拌均匀即可得到微生物絮凝剂。
2.干燥制备：将微生物细胞粉碎成粉末，加入絮凝剂，搅拌均匀，然后经过烘干或冷冻干燥，即可得到微生物絮凝剂。
应用：
微生物絮凝剂可以用于污水处理，石油生产，食品加工，药物分离等领域。
相关菌种在制备微生物絮凝剂上的应用：
1.大肠杆菌：可用于制备氨基酸类微生物絮凝剂。
2.链霉菌：可用于制备多糖类微生物絮凝剂。
3.枯草芽孢杆菌：可用于制备多糖类微生物絮凝剂。
4.细菌：可用于制备蛋白质类微生物絮凝剂。
微生物絮凝剂介绍
微生物絮凝剂
简介：
絮凝剂的品种繁多，从低分子到高分子，从单一型到复合型，总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。
无机絮凝剂价格便宜，但对人类健康和生态环境会产生不利影响；有机高分子絮凝剂虽然用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变)，因而使其应用范围受到限制。
微生物絮凝剂因不存在二次污染，使用方便，应用前景诱人。
微生物絮凝剂将可能在未来取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。
微生物絮凝剂是利用生物技术，从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效，且能自然降解的新型水处理剂。
微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷，最终实现无污染排放。
优点：
应用范围广泛、高效、无毒、无二次污染
缺点：
成本高
应用：
处理城市生活污水——合成污水，300mg/LCOD、150mg/LBOD5去除率达到100%（需要曝气20min，细胞浓度20mg/mL），浊度去除率93.5% 处理电镀废水——铬含量44mg/L下降到5mg/L
对印染废水进行脱色——脱色效率超过90%
处理畜产废水——处理10分钟，总有机碳和总氮的去除率为70%和40%，浊度去除率94.5%（15.7变为0.86），出水基本无色澄清
改善活性污泥性能——消除污泥膨胀，SVI从290很快降到50，恢复污泥的沉降能力
对污泥脱水性能的影响——污泥含水率从82.4%降到76.4%。
微生物絮凝
微生物絮凝剂在水处理中的应用摘要：微生物絮凝剂法广泛应用于水处理中。
本文主要论述了微生物絮凝剂的分类，絮凝机理，影响絮凝活性的因素及在水处理中的应用。
关键词：微生物絮凝剂；水处理；应用1 前言随着水处理技术的发展,絮凝剂的研究和应用越来越受到重视。
微生物絮凝剂是某些微生物在特定的培养条件下，生长到一定阶段而产生的有絮凝活性的次生代谢物质，可作为一种新型水处理剂，具有安全、高效、易生物降解等特性[1]。
微生物絮凝剂多数相对分子质量较大(104~106)，分离纯化的微生物絮凝剂主要有多聚糖、糖蛋白、糖脂、脂蛋白、DNA、RNA、纤维素等，其中以多聚糖和糖蛋白类物质占绝大多数[2]。
2 微生物絮凝剂的分类1) 直接利用微生物细胞的絮凝剂，如某些细菌。
其中霉菌、放线菌和酵母，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。
2) 利用微生物细胞提取物的絮凝剂，如酵母细胞壁的葡聚菌、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酸葡萄糖胶等成分均可以作为絮凝剂。
3) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂，微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物，主要有细菌的荚膜和粘液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及复合物，其中多糖在某种程度上可作为絮凝剂[3]。
3 微生物絮凝剂的絮凝机理微生物絮凝剂在液体介质中主要通过其电荷性质和高分子特性使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。
研究工作者已经提出多种絮凝机理，其中以“桥联作用”机理最为人们所接受。
3.1 “桥联作用”机理该学说认为微生物絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力，同时吸附多个胶体颗粒,在颗粒间产生“架桥”现象，并形成一种网状的三维结构而沉淀下来。
Lee等以吸附等温线和ζ电位测定表明，环圈项圈藻PCC-6720所产生的絮凝剂对膨润土絮凝过程是以“桥联作用”机理为基础的。
电镜照片显示细菌之间有胞外聚合物搭桥相连，正是这些桥使细胞丧失了胶体的稳定性而紧密聚合并在液体中沉淀下来。
3.2 “电性中和”机理胶体粒子的表面一般带有负电荷，当带有一定正电荷的链状生物大分子或水解产物靠近胶粒表面时，将会中和胶粒表面的一部分负电荷，减少静电斥力，从而使胶粒间因发生碰撞而凝聚。
微生物絮凝剂
微生物絮凝剂摘要：生物絮凝剂(MBF) 是一种高效、无毒、无二次污染、能自行降解,使用范围广泛的新一代絮凝剂。
本文从絮凝剂的来源和分子组成两方面对生物絮凝剂进行了系统分类, 综述了生物絮凝剂产生菌的筛选模型以及生物絮凝剂在水处理和发酵工业中的应用, 详细阐述了目前国内外提出的几种不同的生物絮凝剂絮凝机理, 进而在此基础上剖析了目前生物絮凝剂研究工作中仍然存在的问题, 并提出生物絮凝剂今后的主要研究方向。
关键词:微生物絮凝剂, 絮凝机理，水处理, 应用引言： 絮凝剂是用来使溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质。
被广泛应用于化工、矿业、环保等领域,在固液分离和水处理过程中,用以提高微细固体物的沉降和滤效果等 。
随着工业的发展,水污染的情况日益严重,水的净化处理就显得越来越重要。
尽管水处理的方法有许多种,如生化、离子交换、吸附、化学氧化、电渗析等,但目前“絮凝沉淀法”被普遍认为是一种较为有效的预处理方法。
随着科学技术的蓬勃发展,絮凝剂的种类也日益丰富,根据化学成分的不同,可分为无机、有机和微生物絮凝剂。
本文主要论述微生物絮凝剂。
微生物絮凝剂作为一种新型絮凝剂与传统的絮凝剂相比有安全无毒无二次污染而且等特在目前快速发展的絮凝剂市场中有着广阔的发展情景。
它是通过直接利用微生物细胞,或细胞提取物,或代谢产物,发酵提取精制而得到的有絮凝活性的物质。
由于微生物絮凝剂可以克服无剂本身固有的成本高,絮凝效果有限,存在二次污染且对人体有害的缺陷。
目前,国内有不少大学和研究机构纷纷把新型微生物絮凝剂的研发作为今后科研的一个重点方向。
本文主要从生物絮凝剂产生菌的筛选、生物絮凝剂的分子组成、性质、絮凝机理以及应用等方面对国内外已经和正在研究的生物絮凝剂进行系统全面综述, 并在此基础上对目前生物絮凝剂研究中仍然存在的问题进行了分析论证, 提出可能的解决方案①★★。
1.微生物絮凝剂的特点与传统的无机和有机合成高分子絮凝剂相比, 具有很多独特的性质和优点①高效性②无毒无害,安全性高③易被微生物降解,无二次污染④ 应用范围广,脱色效果好⑤ 易于固液分离,形成的沉淀物少⑥有的MBF 还具有不受 PH条件影响,稳定性强,用量少等特点⑦ 产生絮凝剂的微生物绝大多数来自土壤中,资源极其丰富,获得的方法也较简单,成本低廉2微生物絮凝剂的主要成分和类型MBF 的主要成分有:蛋白质、多糖、脂质和 等大分子物质。
微生物絮凝剂与污水处理
（ ） 除污 水 中 的 悬 浮物 二 去 如 向 焦 化 废 水 中 添 加 ２ 的 协 腹 产 ％ 杆 菌培 养物 和 适 量 的钙 离 子后 ， 水 悬 该
浮 物 去 除 率 达 ７ ％ 而 用 聚 合 硫 酸 铁 处 ８ ， 理 同样 废 水 去 除率 为 ４ ％ ７。 （ ） 于 污 水 脱 色 三 用 用微生物絮凝剂 Ｎ Ｃ １ 墨水 、 Ｏ一 对 糖
生 活 生产 废 水 等 ， 其 他 絮 凝 剂 则 由 于 而
各 自 的 特 性 而 在 具 体 应 用 领 域 受 到 一 定ＢＯ。 Ｉ Ｕ Ｊ
水 ， 加量为 １ ／ ，ｄ 臭 味消失 ，ｄ 添 ｔ３ 生物絮凝剂 的絮凝机 理
Ｍ Ｆ 絮 凝机 理主要 有 以下 ２ 。 Ｂ的 种 其 中 以桥 联 机 理 学说 人 们 最 为认 同 。
意义。
一
与 碳 源 、 源 、 度 和 ｐ 值 以及 阳 离 子 氮 温 Ｈ 有 关 。 如 Ｃ 、 ａ 、 Ｆ 明 显促 进 菌 Ｎ Ｋ、ｅ ａ 株Ｗ － ０ 的絮凝作用 。 Ｊ １Ｏ
、
何 谓微 生物 絮 凝剂
微 生 物 絮 凝 剂 （ Ｂ ） 利 用 现 代 ＭＦ是 生 物 技 术 ，通 过 微 生 物 发 酵 、提 取 、 精
一
蜜 废 水 、 纸 废 水 和 染 料 废 水 等 进 行 试 造 验 处 理 后 ，上 清 液 变 为 无 色 透 明 。 用
Ｐ １ ｋ １ ｅ ｅ ８ ２ 菌 株 产 生 的 絮 ａ ］ ａ ｑ ｎ ｓ ７ ４ １ 凝 剂 在 实 验 室 对 纸 浆 黑 液 和 氯 霉 素 等 颜 色 较 深 的 废 水 进 行 脱 色 处 理 ， 脱 色 其 率分别达９ ％ ９ ％ ５ 和 ８ 以上 。
微生物絮凝剂的筛选
微生物絮凝剂（microbial flocculants,MBF）是微生物在生长发酵过程中产生的具有絮凝能力的高分子有机物，主要成分是粘多糖，蛋白质，纤维素等。
不光具有絮凝剂特性外，其生物降解性良好并且无二次污染等特性引起广泛关注。
国内外学者筛选的几十种产絮凝剂微生物中，最具有代表性的是Kurane利用红平红球菌（Rhodococcus erythropolis）研制的微生物絮凝剂NOC-1，对河水、粉煤灰水、纸浆废水、泥浆水等均有很好的絮凝和脱色效果，也是目前唯一工业化应用的微生物絮凝剂。
而新型微生物絮凝剂产生菌的筛选、培养条件的优化、絮凝率的提高及用量的降低都是当前微生物絮凝剂研究面临的主要问题。
本研究从新疆达坂城盐湖采集了5份土样进行筛选，将获得的2株产高活性絮凝剂的芽孢杆菌XN-1 XN-2，通过单因素实验设计和均匀实验设计确定碳源、氮源、温度、摇菌时间、接种量、摇床转速等因素来确定该微生物产絮凝剂的适宜条件，以期提高微生物絮凝剂絮凝率并且降低培养成本，为微生物絮凝剂工业化的生产提供参考。
1实验1.1主要设备1.2材料1.2.1菌种来源取自新疆达坂城盐湖底泥及周边林带土壤中筛选出来2株能够产微生物絮凝剂的细菌1.2.2实验所用培养基(1)富集分离培养基蛋白胨10g，酵母浸粉5g，NaCl 5g，蒸馏水1L，pH7.0-7.2，灭菌（121℃, 30min）。
(2)发酵培养基葡萄糖20g，K2HPO45g ，KH2PO42g，NaCl 0.1g，MgSO4·7H2O 0.2g ，(NH4)2SO4 0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，蒸馏水1L，pH 7.5～8.5，灭菌121℃20min。
1.2.3高磷土悬浊液：取高岭土4g到1L烧杯中，加1000ml蒸馏水，搅拌均匀。
1.3实验方法1.3.1菌株的筛选将土样用无菌水制作成土壤悬液，采用平板划线分离并纯化菌种，获得纯化菌株，将纯化的菌株接至250ml装液量为50ml的发酵培养基中，放入摇床设定温度30℃、转速150r/min条件下摇培72h。
微生物絮凝剂综述
微生物絮凝剂综述摘要：微生物絮凝剂作为一种安全、高效、无二次污染的新型天然高分子絮凝剂，代表了水处理试剂的新的发展方向。
本文着重介绍了微生物絮凝剂的絮凝机理，进而对絮凝的一些影响因素进行了阐述；并且分析了在给水处理方面的应用及其开发研究的方向及前景。
关键词：微生物絮凝剂；絮凝机理；给水处理；开发前景；一、微生物絮凝剂的特点及絮凝机理微生物絮凝剂（MBF）是某些种类的微生物在特定培养条件下，其生长代谢至一定阶段产生的具有絮凝活性的代谢产物。
一般来说，微生物絮凝剂的生产是以单纯的碳水化合物为原料，经特殊微生物代谢，催化合成的具有絮凝功能的碳水化合物多聚物，是一种取之不尽的自然资源[1]。
1.1 微生物絮凝剂的特点微生物的絮凝作用最先由法国的 Louis Pas2teur 在 1876 年研究酵母菌 Levure casseeuse 时发现。
此后的研究发现能够产生絮凝剂的微生物种类很多 ,广泛分布于细菌、真菌和藻类中 ,有文献报道的絮凝微生物种类已达 50 多种[2] 。
按照来源不同 ,微生物絮凝剂主要可分为 3类[3] : ①直接利用微生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母；②利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂。
如丝状真菌的细胞壁含有一种重要的多糖———几丁质 ,几丁质经碱水解后产生带正电荷、高效无毒的脱乙酰几丁质 ,对许多微生物菌体及其他带负电荷的粒子有极强的絮凝能力。
目前用作絮凝剂的褐藻酸也是某些褐藻细胞壁的成分; ③利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。
微生物细胞产生的具有絮凝活性的代谢产物有的储藏在细胞内作为内源代谢物 ,有的则分泌到细胞外或者粘附在菌细胞表面 ,或者脱离菌体 ,游离于发酵液中。
微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物主要是细菌的荚膜和粘液质 ,除水分外 ,其主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物 ,可用作絮凝剂的主要是多糖[4]。
目前国内外研究的微生物絮凝剂大多为游离于发酵液中的絮凝物质。
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CIRCOX(封闭式空气提升好氧)反应器
双层立式筒体(外层为下降筒体,内层为上升筒 体),水由底部进入反应器,与压缩空气一起从内 层筒体(也称上升管)向上流,使进水与微生物充 分接触,微生物粘附在载体(细砂类物质)表面,形 成生物膜,使活性污泥有良好的沉降性能,不易 被出水带离反应器而在系统内循环,筒体的上部 做成“帽状”(直径放大约1/3左右),气、水和 污泥的混合液进入反应器上部“帽状”的三相 分离区分离;气体从上面离开反应器,澄清水从 出水口流出,污泥经过沉降区返回到反应器底部。
占地面积小 无臭气排放 剩余污泥少 处理效率高
上海富仕达酿酒公司(荷兰),华润啤酒有限公 司,多年来运行平稳,出水水质全部达标。
湖南大学环境科学与工程系
D 处理工艺IV :水解酸化、SBR
啤酒废水
格栅
调节池
泵 水解酸化池
污泥脱水
反应池
泥饼外运
污泥 浓缩池
SBR池 达标排放
湖南大学环境科学与工程系
处理工艺IV特点
发展异常迅速。万吨；1994年的酿酒总 量为2233万吨；其中啤酒为1414万吨。
o 目前，我国白酒产量居世界之首，啤酒
产量也位居世界前三位。
湖南大学环境科学与工程系
一、酿造业废水特点 1 啤酒废水特点：
o 啤酒废水属中等浓度有机废水, o 生产1吨啤酒可排出废水15～30吨， o 啤酒废水的ＣＯＤ约为1000～2500mg/L o ＢＯＤ５:450～600mg/L o 啤酒水生化性好，可用生化技术处理
湖南大学环境科学与工程系
CIRCOX反应器
外筒 出水
沼气 三相分离器 出水 内筒 反应区
湖南大学环境科学与工程系
IC-CIRCOX工艺特点
反应器为立式结构,故占地面积小,同时沼气收集
也方便，生物气纯度高,可以作为燃料加以利用。
有机负荷高,水力停留时间短 剩余污泥产生量小,污泥密度大,含水率低,且易脱
行稳定,出水水质全部达标,并且低于设计 水质标准 。
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Hale Waihona Puke C 处理工艺 III: IC-CIRCOX工艺
啤酒废水
沼气
旋转滤网 缓冲槽
预酸化槽
IC 反应器
回用 出水池 达标排放
斜管沉淀池
CIRCOX 反应器
污泥 脱水
泥饼外运
湖南大学环境科学与工程系
ＩＣ反应器ＩＣ(ＩｎｔｅｒｎａｌＣｙｃｌｅ)
啤酒废水
格栅
调节池 泵
污泥回流泵 CASS反应池
泥饼外运
污泥脱水
污泥 浓缩池
达标排放
湖南大学环境科学与工程系
CASS(Cyclic Activated Sludge System))
三个阶段: 进水、曝气、回流阶段; 沉淀(进水)阶段; 滗水、排泥阶段.
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CASS工艺工艺特点
可达80-90%,而一般沉淀池仅为40%左右;
o 气浮池的HRT约为30min，其他沉淀池的HRT
为1.2-2.0ｈ,因此,气浮池占地面积小;
o 该工艺设备投资相对较大,操作管理复杂。
应用实例:河南开封啤酒厂、青岛湖岛啤酒厂、厦门冷
冻厂啤酒厂等, 运行稳定,废水处理均达标排放。
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水处理
系统依靠沼气提升产生循环,不需要动力,因此,节
省运行费用
出水为碱性,当进水酸度较高时,可以通过回流和
进水,减少了药剂的使用量
耐冲击负荷能力强,处理效率高
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IC-CIRCOX工艺特点
ＩＣ反应器适合于高浓度有机废水的处理,ＣＩ ＲＣＯＸ则适用于低浓度啤酒废水和城市污水 的处理,二者串联起来是优化的组合,能够体现
B 处理工艺II :水解酸化、接触氧化、汽浮
高浓度废水
格栅
沉砂池
调节池
UASB
汽浮池 接触氧化池 水解池
调节池
达标排放
污泥 浓缩池
污泥 脱水
低浓度废水 泥饼外运
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处理工艺II特点
➢利用ＵＡＳＢ对高浓度有机废水进行单
独处理,能够回收能源,减轻运行费用。
➢ 山东三孔啤酒厂采用该工艺,整个系统运
ＣＡＳＳ反应池可分为三个区:生物选择 区、预反应区、主反应区。在生物选择 区不曝气,回流污泥中的微生物大量吸附 水中的有机物;预反应区采取半限制性曝 气,溶解氧保持在0.5ｍｇ/ｌ左右,使该区 存在反消化的可能;主反应区进行强制性 曝气,使有机物和氨氮进行氧化和硝化。
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CASS工艺工艺特点
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二、啤酒废水处理工艺及特点
1 处理工艺
A处理工艺 I: 水解酸化、接触氧化、汽浮
格栅
调节池
酸化池
加氨氮
污泥 脱水
污泥 浓缩池
汽浮池
接触氧化池
泥饼外运
达标排放
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❖ 处理工艺I特点
o 不设初沉池,利用细格栅起初步固液分离作用; o 酸化池中不加填料; o 选用加药反应气浮池,对悬浮物的去除效率高,
即内循环反应器,出现于
80年代中期,由上下两个 UASB反应器组成,下部为
高负荷区,上部为低负荷 区,利用沼气上升带动污 泥循环,引进IC反应器,其 COD去除率稳定在80% 进水 左右,启动周期仅需65d. 耐高COD负荷,VFA冲击后
能很快恢复.
沼气 出水
气体上山管 泥水下降管
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o 构筑物简单、省去沉淀池 o 沉淀水环境条件好,近似理想沉淀池 o 避免了污泥的膨胀问题,整个工艺经历了
厌氧、好氧、缺氧三个过程,对丝状菌的 生长有抑制作用,同时对水中Ｎ、Ｐ的去 除有明显的作用
o 系统运行稳定,污染物去除效率高 o 系统的耐冲击负荷能力强。
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E 处理工艺V :CASS工艺循环式活性污泥法
电话：13807311454 8822424
Email:xmli@
酿造业高浓度有机废水处理工艺
李小明
湖南大学环境科学与工程系 二00二年八月
湖南大学环境科学与工程系
内容
酿造业废水特点 啤酒废水处理工艺 白酒废水处理工艺
湖南大学环境科学与工程系
o 我国是世界闻名的酿酒大国，酿酒业的
湖南大学环境科学与工程系
2 酿造业中的酒精废水
o 属高浓度有机废水 o 每生产1吨酒精将排放废液13～16吨(以玉米或
薯干为原料)
o COD为40000～50000mg/L
1990年全国酒精生产厂家600家,每年排放ＣＯ Ｄ总量达70万吨，ＢＯＤ总量在40万吨以上， 一个厂便可以污染一条河，污染情况十分严重。