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【中文名】乙醇
【英文名】Ethyl alcohol, ethanol
【CA登录号】64-17-5
【分子式】C2H6O
【分子量】46.07
【化学结构式】
C2H5OH
【外观】无色流动性液体,具有愉快的酒香,具有灼烧感,
【物化常数】熔点-114.1℃ 沸点:78.3℃,蒸气压 59.3 mmHg/25℃,相对密度(水=1)0.79,相对密度(空气=1)1.59,与水、醚、氯仿及甘油等溶剂互溶,辛醇/水分配系数log Kow= -0.31,嗅觉阈10 ppm或 50ppm。
COD 2.08g/g BOD 1.82g/g,生态毒性 LC50 Palaemonetes >250 mg/L/96hr/21℃,Pimephales promelas (fathead minnows) 15.3 g/L/96 hr。
在土壤中,它可以进行挥发,生物降解,或渗析至地下水中去。
在水体中,它可以进行挥发及生物降解,生物降解可以先转化成醋酸及甲醛,不易吸附在悬浮固体及沉积物上,并不易进行生物富集。在水体中的生物降解是非常快的。
在大气中,它可以很快地进行光降反应,其半衰期为1小时至6天左右,取决于空气污染发问,对城市污染空气,半衰期约为1小时,也可因下雨等进行淋洗去除,产生光化学烟雾的能力较弱。BOD值测定,五天值一般为理论值的37% - 86%,厌氧降解过程也是非常容易进行,在54℃温度时,5mL 5%的乙醇溶液可以产气 1L/g乙醇。
【毒性】乙醇可以通过吸入,食入或皮肤吸收而进入人体,系中枢神经系统抑制剂,先引起兴奋,随后发生抑制。主要以食入引起伤害为主。急性中毒一般发生在饮入,会产生醉意、麻醉、昏迷、呼吸衰竭,还可发生体温下降、血压下降、心动过速、血糖过低、酸毒症、电解质失衡,对肝、肾及心脏有损害作用。量大时可发生兴奋、抑制、麻醉、窒息。严重时意识不清、瞳孔放大、体克,最后因心力循环衰竭,呼吸停止而死亡。慢性中毒常见于酗酒,可引起慢性胃炎,脂肪肝,肝硬化,心肌损害等。未被列为人类致癌物质。LD50小鼠 经口 3450 mg/kg,腹腔注射 528 mg/kg,皮下8285 mg/kg,静脉注射 1973 mg/kg,大鼠 经口 9000 mg/kg,7060mg/kg,或 13.7 ml/kg,静脉注射 1440 mg/kg,LC50 小鼠 39g/m3/4hr,大鼠 20000ppm/10hr。
【安全性质】爆炸极限3.3~19%。闪点 13℃(闭杯),自燃点363℃。
【接触极限及其它】原苏联车间空气中有害物质的最高容许浓度1000mg/m3, 原苏联(1977)大气质量标准5.0mg/m3, 美国NIOSH, ACGIH, OSHA TWA 1000 ppm (1900 mg/m3)。
废水中的乙醇可以用回收的方法进行处理,例如中药生产的废水[1],阿维菌素废水中的乙醇和甲苯可用恒沸精馏法进行回收[2],TMP生产废水中的乙醇和甲醇可以用蒸馏的方法进行回收[3]。
糖厂废水中的乙醇可用汽提法去除, 其汽提效率与汽液比、废水的组份、乙醇的含量及冷凝液的温度等因素均有关系[4]。
最常用的吸附剂为活性炭, 工业级的活性炭可在 20℃下从废水中去除微量的甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇及正已醇[5][6][7]。
生产乙醇及乙苯的废水, 其COD值在 800~4000毫克/升, BOD 为 100~200毫克/升, 通过发电厂飞灰吸附, 可使 COD值减少76%。吸附处理后的水可再用活性污泥法处理[8]。
可以采用聚偏氟乙烯微孔膜,用减压膜蒸馏分离茶多酚-乙醇-废水溶液中的乙醇,当冷侧压力0.013 MPa,料液温度65 ℃,料液流量55 L/h,料液中乙醇质量分数25%,在此条件下膜具有良好的分离性能,此时馏出液乙醇体积分数34.02%,茶多酚截留率99.6%[9][10]。
含醇类的废水, 如甲醇、乙醇等可用反渗透技术处理, 使用较多的是醋酸纤维素膜(CA 膜) [11][12][13]。
乙醇可以用等温平推流反应器进行超临界水氧化反应进行处理,当反应温度475-550℃、压力22-30MPa、停留时间0.6-63.7s、氧气与乙醇摩尔浓度比4.56-9.09,一氧化碳和二氧化碳分别是反应中间产物和最终产物。随停留时间增大、温度升高,乙醇去除率增大,压力和气浓度变化对过程无显著影响[14][15][16]。
在间歇式超临界水氧化装置中进行处理乙醇废水,随着温度的升高及停留时间的增加,乙醇废水的去除率随之提高,当压力为30MPa、温度为600℃及停留时间30s。乙醇废水的最终产物为二氧化碳[17]。
用微波辐射法制备的γ-Al2O3为载体,制备的CuO/MnO2/γ-Al2O3复合催化剂,在亚临界水氧化的条件下对酒精废水进行处理,当进水COD为10000mg/L时,适宜的氧气供应量为理论需氧量的3.5~4.7倍,催化剂的投加量以10g/L为佳,在360℃下反应10min,出水可达到国家一级排放标准[18]。
废水中的乙醇及甘油还可因紫外光照的催化下, 加速臭氧化反应的进行[19]。例如在含乙醇废水用臭氧处理时, 其处理效果是较差的, 而在紫外光照的催化下, 其分解速率得到了大大的增加[20]。
乙醇废水可以用电解的方法进行处理[21]。
在用活性污泥法处理含醇废水时, 醇的易降解程度, 常按下列次序递减∶ 甲醇、乙醇、正丁醇、正戊醇、正丙醇、异丙醇。
可用 Pseudomonas hyphomicrobium culture (NRRLB 12569-73) 有效地去除甲醇及乙醇[22][23]。
乙醇大部份产 生于饮料工业以及一些以乙醇作溶剂或原料的化学工业中。乙醇也较易用生化法处理[24]。 例如由啤酒厂或生产酵母及乙醇的废水中, 含有一定量的乙醇, 可用生物转盘、生物滤池或其它生物装置处理之。 生物转盘用铝或聚乙烯制成, 厚度为 3~5 毫米, 这样可以有效地增加有效面积, 负荷为 50克BOD/米2.天), 对啤酒厂及酒精生产厂, 其BOD去除率可达 98%, 而酵母生产废水一般只能达到 86%[25]。
乙醇生产废水COD较高,约在 50000mg/L左右,可用固液分离、厌氧发酵、气浮、生化处理的系统处理,固液分离的COD去除率可达20%,厌氧段为80%,气浮段为66%,曝气池为 67%,出水COD 值可达 100mg/L[26]。
薯干酒糟废液可用罐式厌氧接触发酵工艺进行处理并生产沼气,再用推流式活性污泥曝气好氧工艺处理消化液,经综合治理可达到国家排放标准[27]。
木薯酒精废水可采用高负荷UASB工艺处理,当在中温(37℃±1℃)环境下,UASB有机负荷25kg/(m3·d)时,CODcr去除率在85%以上,运行稳定[28]。
酒精废水中经蛋白质提取DDG饲料后,可采用中温MIC厌氧反应器和卡鲁塞尔氧化沟的两级厌氧和两级好氧工艺进行处理,当MIC反应器在厌氧温度控制在35-39℃,pH为4~5,COD去除率可达88%以上,MIC反应器运行稳定,出水可达到国家二级排放标准[29][30]。
酒精废水可采用厌氧-气浮-UASB-SBR工艺进行处理,COD和SS总去除效率分别可达到99.6%和99.8%以上,并可以回收大量的沼气和部分废水回用于生产过程中[31]。
酒精废水可采用UASB-CASS工艺进行处理,出水可达到国家排放标准[32][33][34],COD去除率可达99.6%。
糖蜜酒精废水可采用厌氧生物脱硫-UASB厌氧处理一混凝工艺进行处理,对COD为17400mg/L、SO42-为1400mg/L、色度2048倍的进水,经处理后COD去除率为94.24%,SO42-的去除率为86.50%,色度去除率为98%[35]。
高浓度酒精废水可采用升流式厌氧污泥床-接触氧化工艺进行处理,当进水COD18000~21000mg/L,BOO,10500~12000mg/L,SS16000~18500mg/L时,出水可达到国家二级排放标准[36]。
利用折板式厌氧滤池反应器(ABFR)在高温(53~55℃)下处理酒精糟液高浓度有机废水,容积负荷高,COD去除率维持在85%以上,SS去除率维持在99%以上,产气率高[37]。
薯干酒精废水可用双株耐酸性假丝酵母,在培养温度32~33℃、培养时间8~9 h,pH值4,适当添加营养盐和通风供氧情况下,干酵母平均得率为11.26 g/L,废水CODcr平均去除率为62.74%,pH值平均由3.8升至6.3,经处理后的废水可重复用于酒精生产,所产干酵母蛋白质含量51.3%,是一种优良的饲料添加剂[38]。
糖厂的酒精废水,可以进行白地霉培养,当初始pH值调整为4.5,接种量为10%,28℃-30℃,在这条件下,可得到了0.6~0.7%的干物质发酵产率[39][40]。
玉米酒精糟液可用9501和9502菌种混和培养进行处理并生产生物饲料蛋白,经约40h培养后糟液COD由50890mg/L降为5124mg/L,酒糟滤液COD由33450mg/L降为5124mg/L,降解率达84.7~89.9%,所得微生物蛋白与通常的DDGS产品相比在品质上有显著提高,氨基酸总量提高达11.86%,其中蛋氨酸和赖氨酸分别提高117%和160%,同时还含有大量的维生素[41]。
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