工业葡萄糖

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葡萄糖作为人体的基本元素和基本的医药原料，其作用和用途十分广泛。尤其是随着广大人民生活水平的提高，葡萄糖作为蔗糖的替代用糖应用于食品行业，为葡萄糖的应用开拓了更广阔的领域。 (一)发酵工业 在发酵工业中葡萄糖作为基础的营养基，是发酵培养基的主料，如抗生素、味精、维生素、氨基酸、有机酸、酶制剂等都需大量使用葡萄糖，同时也可用作微生物多聚糖和有机溶剂的原料。 (二)食品工业 随着生活水平的提高和食品行业科技的不断发展，葡萄糖在食品行业的应用越来越广泛。 1、传统的糖果业：葡萄糖已经由开始的只做添加剂转为主要原料，既提高了糖果的口味，又符合营养保健的要求。 2、发展中的糕点、冷饮业：葡萄糖作为一种全新的食品添加剂，应用于各种糕点、冷饮的生产制作，用来提高产品的风味、口感、色泽，尤其是能提高产品质量档次，已被业内人士大力推崇。具体应用有以下几方面：各种酒添加料、烘烤食品加味增色、软饮料、糕饼、布丁、各种罐头、奶制品添加料、咖啡、可可用料、冷饮、冰激淋、肉制品、灌肠、鱼类食品、各种面食、方便食品、口香糖等食品 3、新兴的蔬菜加工业：随着国际市场的需求加大和蔬菜加工技术的不断进步，葡萄糖作为一种营养剂和保鲜剂，在保鲜、脱水蔬菜加工地位无可替代。 (三)化学工业 葡萄糖在工业上应用极广，如胶粘剂、烧铸制品、塑料制品、印染、制革、电镀、钻探、油漆、肥皂、杀虫剂、火柴、 等。 (四)合成和转化 葡萄糖还可氢化、氧化、异构、碱性降解、酯化、乙缩醛化反应等，合成或转化为其他产品。如氢化制山梨醇;氧化制葡萄糖醛酸、二酸等，并可进一步制成酸钙、酸钠、酸锌以及葡萄糖酸&内酯;异构化为F42、F55、F90果葡糖浆和结晶果糖;也可异构化为甘露糖(生产甘露糖醇原料)，其中山梨醇可进一步生成维生素C，被广泛应用于临床治疗，而且甘露醇15%在临床作为一种有效的降低颅内压药物，来治疗脑水肿和青光眼。 (五)医药工业 葡萄糖是一种能直接吸收利用，补充热能的碳水化合物，是人体所需能量的主要来源，在体内被氧化成二氧化碳和水，并同时供给能量，转化成糖源或脂肪的形式贮存，葡萄糖能促进肝脏的解毒功能，对肝脏有保护作用。主要用于补充热能和体液，用于各种原因引起的进食不足或大量体液丢失，用于身体虚弱、营养不良等补助营养。其医药上的主要用途可分为口服和注射两种，口服葡萄糖可单独服用或制成多维葡萄糖服用。

污水处理厂碳源葡萄糖投加对脱氮除磷效果实验与分析 碳源是影响生化过程脱氮除磷能力与效率的主要因素。以葡萄糖为外加碳源条件下活性污泥处理系统总氮的去除效率从52%提高到73%，总磷的去除效果从80%提高到92%。从污水处理厂运行稳定性和经济性考虑，碳源投加量在40mg/L的情况下能够稳定实现对总氮和总磷的出水要求。 市政污水处理中，存在碳源不足的情况，影响生化池的脱氮除磷的效果，对总体出水水质的稳定达标不利，进而影响处理后水排入的环境水体。本文以污水处理厂碳源不足为背景，将葡萄糖作为碳源进行了对应的除污净化效果研究，对于整个污水处理厂的净化能力而言，具有借鉴意义。 1污水处理厂碳源投加对脱氮除磷的重要性分析 碳源不足导致生化处理单元的脱氮除磷效果不能达到理想状态，从而影响出水水质的稳定。生物脱氮，是反硝化细菌利用亚硝化细菌和硝化细菌联合作用生成的硝酸盐混合液，在缺氧条件下分解碳源产生的能量，将硝酸盐转换成氮气；生物除磷，是聚磷菌在厌氧条件下分解进水中的碳源等营养物质合成自身的能量同时释放体内的磷，再在好氧条件下利用合成的能量超量吸收磷，通过排除剩余污泥，达到除磷的效果。生物脱氮除磷过程中都需要使用碳源等营养物质实现能量的生成，而进水碳源的不足，将影响脱氮除磷比较好效果的实现。所以在整个污水处理厂净化处理中，碳源的选择和投加对于整个污水处理厂净化处理效果是很有必要的，只有保障了碳源选择正确和有效投加，才能将整体的污水处理净化效果。 2碳源投加选择 2.1外加碳源 常用的外加碳源有甲醇、乙酸、酒业废水、乙酸盐、淀粉、葡萄糖和食品加工废水等。表1所示常见的外加碳源的对比效果： 由表1中的对比结果可以看出，不同的外加碳源在反应性能以及反应条件的应用上都存在差别，要想保障整体的碳源投加效果，应选择合适的碳源，确定且经济合理的投加量。 2.2内加碳源 内加碳源指的是在污水处理净化中直接借助污水处理中的自身性元素进行污水处理净化，常见的污水处理内加碳源净化选择有污水水解和污泥水解两种。两种不同的内加碳源在实验对比中，其对应的实验处理效果是不同的。污水水解中，对应的水解时间控制在2～4h内；而污泥水解时间也较长，通常情况下，水解时间控制在12～48h时，整个实验中的污泥净化效果会得到明显的，但内加碳源需要的构筑物占地面积较大。 2.3碳源选择 碳源的选择对于整个污水处理厂净化效果具有重要影响。本文以葡萄糖为外加碳源进行污水处理净化效果研究。 3实验方法与结果 3.1检测方法选择 按照此次实验净化处理需求，将对应的实验检测方法归纳如表2： 3.2进水水质分析 通过对进水水质的检测，了解进水中碳源等有机物的含量，从而分析进水碳源对生物脱氮除磷的基本影响，为后续碳源的投加提供初步参考。 图1是浙江某污水处理厂的2017年进水水质。通过分析，全年进水COD平均值为240mg/L，进水BOD为111mg/L，进水总氮为43mg/L，总磷为5.78mg/L。来水中BOD/COD=0.46/0.45，通过可生化性分析，该进水属于易生化废水。碳氮比分析中，BOD/TN=2.58；而在日常分析中，碳氮比低至2.0～2.1；相关研究表明，碳氮比在4～5时，才能有较好的脱氮除磷效果。通过以上分析，本厂的进水虽然易生化，但是碳氮比较低，特别是在进水碳源较低的情况下，低碳源对于出水稳定达标造成一定的风险，因此需要外加碳源作为进水碳源的补充。 本文实验研究中的进水水质检测如下表3所示： 3.3实验方法 按照此次污水处理厂净化处理需求，在实验开展中，选定工业葡萄糖作为外加碳源（固体含量≥95.0%）。反应容器采用5000mL塑料量筒，高度26.5cm，底部直径18cm。来水采用上述浙江某污水处理厂的细格栅后污水，污泥采用二沉池回流污泥，反应器内污泥浓度控制在3000mg/L左右。一个实验周期为4h，分别为进水、好氧2h、缺氧和厌氧1.5h、沉淀0.5h、排水，其中进水和排水时间忽略。好氧、缺氧和厌氧阶段采用不锈钢搅拌叶式搅拌器；好氧期间采用空气曝气，溶解氧浓度控制在1.5～2.5mg/L之间。实验装置共计设置4组。 3.4葡萄糖投加 实际生产运行中，采用葡萄糖溶解为液体后，采用加药泵投加。本实验中，葡萄糖干燥后，采用固态投加方式投加，避免投加溶解态葡萄糖对实验容器水量产生影响。4组实验装置中，葡萄糖起始投加浓度分别为0mg/L、20mg/L、40mg/L、80mg/L。 3.5外加碳源实验结果分析 如图2表示，葡萄糖作为外加碳源，在投加量分别为0、20mg/L、40mg/L和80mg/L情况下，总氮随时间的变化值。总氮随反应时间的延长，浓度逐渐降低，**终出水浓度分别为21mg/L、18mg/L、15mg/L和12mg/L。在投加碳源后，系统对脱氮的效果有所，对总氮的去除率分别为52%、59%、66%和73%。投加碳源达到20mg/L后出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准，而且随着投加量的增加，系统对总氮的处理效果增强。实验表明：碳源的投加，保证了硝化细菌，特别是异养型反硝化细菌对碳源的需求，提高的脱氮的效果。 如图3表示，葡萄糖作为外加碳源，在投加量分别为0、20mg/L、40mg/L和80mg/L情况下，总磷随时间的变化值。总磷随反应时间的延长，浓度逐渐降低，**终出水浓度分别为1.2mg/L、1.0mg/L、0.6mg/L和0.5mg/L。在投加碳源后，系统对除磷的效果有所，对总磷的去除率分别为80%、83%、90%和92%。投加碳源达到20mg/L后，出水均满足一级B标准，而且随着投加量的增加，系统对总磷的处理效果增强。 4结语 对于碳源较低的污水，葡萄糖作为外加补充碳源能够提高生物脱氮除磷的效果。葡萄糖的投加量分别为0、20mg/L、40mg/L和80mg/L情况，总氮的去除效率从52%提高到73%，总磷的去除效果从80%提高到92%。从污水处理厂运行稳定和经济合理的情况下考虑，碳源投加量在40mg/L的情况下能够稳定实现出水一级B的标准。综上所述，在开展污水处理中，借助碳源投加能够将污水处理生化处理单元的脱氮除磷效果上来，对于污水处理稳定达标，具有一定的保障性。 污水处理氨氮超标中常见的3种原因分析 1、有机物导致的氨氮超标 运营过CN比小于3的高氨氮污水，因脱氮工艺要求CN比在4~6，所以需要投加碳源来提高反硝化的完全性。当时投加的碳源是甲醇，因为某些原因甲醇储罐出口阀门脱落，大量甲醇进入A池，导致曝气池泡沫很多，出水COD、氨氮飙升，系统崩溃。 分析：大量碳源进入A池，反硝化利用不了，进入曝气池，因为底物充足，异养菌有氧代谢，大量消耗氧气和微量元素，因为硝化细菌是自养菌，代谢能力差，氧气被争夺，形成不了优势菌种，所以硝化反应受限制，氨氮升高。 解决办法： 1、立即停止进水进行闷曝、内外回流连续开启； 2、停止压泥保证污泥浓度； 3、如果有机物已经引起非丝状菌膨胀可以投加PAC来增加污泥絮性、投加消泡剂来冲击泡沫。 2、内回流导致的氨氮超标 目前遇到的内回流导致的氨氮超标有两方面原因：内回流泵有电气故障（现场跳停仍有运行信号）、机械故障（叶轮脱落）和人为原因（内回流泵未试正反转，现场为反转状态）。 分析：内回流导致的氨氮超标也可以归到有机物冲击中，因为没有硝化液的回流，导致A池中只有少量外回流携带的硝态氮，总体成厌氧环境，碳源只会水解酸化而不会完全代谢成二氧化碳逸出。所以大量有机物进入曝气池，导致了氨氮的升高。 解决办法： 内回流的问题很好发现，可以通过数据及趋势来判断是否是内回流导致的问题：初期O池出口硝态氮升高，A池硝态氮降低直至0，pH降低等，所以解决办法分三种情况： 1、及时发现问题，检修内回流泵就可以了； 2、内回流已经导致氨氮升高，检修内回流泵，停止或者减少进水进行闷曝； 3、硝化系统已经崩溃，停止进水闷曝，如果有条件、情况比较紧迫可以投加相似脱氮系统的生化污泥，加快系统恢复。 3、pH过低导致的氨氮超标 目前遇到的pH过低导致的氨氮超标有三种情况： 1、内回流太大或者内回流处曝气开太大，导致携带大量的氧进入A池，破坏缺氧环境，反硝化细菌有氧代谢，部分有机物被有氧代谢掉，严重影响了反硝化的完整性，因为反硝化可以补偿硝化反应代谢掉碱度的一半，所以因为缺氧环境的破坏导致碱度产生减少，pH降低，低于硝化细菌适宜的pH之后硝化反应受抑制，氨氮升高。这种情况可能有些同行会遇到，但是从来没从这方面找原因。 2、进水CN比不足，原因也是反硝化不完整，产生的碱度少，导致的pH下降。 3、进水碱度降低导致的pH连续下降。 分析：pH降低导致的氨氮超标，实际中发生的概率比较低，因为pH的连续下降是一个过程，一般运营人员在没找到问题的时候就开始加碱去调节pH了 解决办法： 1、pH过低这种问题其实很简单，就是发现pH连续下降就要开始投加碱来维持pH，然后再通过分析去查找原因。 2、如果pH过低已经导致了系统的崩溃，目前笔者接触过pH在5.8~6的时候，硝化系统还没有崩溃的情况，但是及时将pH补充上来，首先要把系统的pH补充上来，然后闷曝或者投加同类型的污泥。

本品主要成份及其化学名称为：葡萄糖 分子式：C6H12O6·H2O 分子量：198.17 本品为无色或几乎无色的澄明液体；味甜。 葡萄糖是人体主要的热量来源之一，每1克葡萄糖可产生4大卡（16.7KJ）热能，故被用来补充热量，治疗低糖血症。当葡萄糖与胰岛素一起静脉滴注，糖原的合成需利用钾离子，从而钾离子进入细胞内，血钾浓度下降，故被用来治疗高钾血症。葡萄糖是维持和调节腹膜透析液渗透压的主要物质。 静脉注射葡萄糖直接进入血液循环。葡萄糖在体内完全氧化生成CO2和水，经肺和肾排出体外，同时产生能量，也可转化成糖原和脂肪贮存。一般正常人体每分钟利用葡萄糖的能力为6mg/Kg。 【适应症】 1、补充热能和体液，用于各种原因引起的进食不足或大量体液丢失（如呕吐、腹泻等），饥饿性酮症； 2、低血糖症； 3、高钾血症； 4、配制腹膜透析液； 【用法用量】 1、补充热能：患者因某些原因进食减少或不能进食时，一般可予10%葡萄糖注射液静脉滴注，并同时补充体液。葡萄糖用量根据所需热能计算。 2、低糖血症：轻者口服。严重者可用葡萄糖注射液静脉滴注。 3、饥饿性酮症：轻者口服。严重者则应用葡萄糖注射液静脉滴注，每日100g葡萄糖可基本控制病情。 4、失水：等渗性失水予5%葡萄糖注射液静脉滴注。 5、高钾血症：应用10%注射液，每2~4g葡萄糖加1单位正规胰岛素输注，可降低血清钾浓度。但此疗法仅使细胞外钾离子进入细胞内，体内总钾含量不变。如不采取排钾措施，仍有再次出现高钾血症的可能。

不同碳源利弊分析 1、储存、运输等条件的综合对比： 甲醇是易燃易爆危险品，长期接触甲醇可使人致盲。企业使用甲醇须取得危险品使用许可证，且使用甲醇要求设备须是防爆设备，因此固定资产投资大，后期运维成本高。使用甲醇的企业VOC也很难达标，受政府部门监管成本高。而乙酸钠和葡萄糖则没有上述缺点。 2、降氮效果以及速率的对比： 通过模拟水厂厌氧、缺氧条件，在污水中加入同等COD值的不同碳源，搅拌两小时，每半小时分别取样，测定总氮的变化数据 可以得出乙酸钠是反应迅速的碳源，同时对总氮的降低程度也是的，甲醇和葡萄糖基本相当。甲醇和葡萄糖生物利用率低，次生成本高，虽然甲醇单价便宜，但由于生物利用速率低，过多的甲醇没有被利用，浪费严重，不仅如此，这些过量甲醇进入下一步工艺会滋生大量菌泥，推高水厂处理菌泥的成本。而乙酸钠因其性则会缩短污水处理周期，从而提高生产效率，了污水日处理量。 3、对比碳源对污泥驯化时间的影响 通过查阅各种资料得知，甲醇需要经过29天的驯化污泥才会达到稳定的反硝化效果，葡萄糖需要23天，而乙酸钠投加之内就可以达到稳定的效果。 4、各种碳源在污泥中的被利用的模式： 甲醇需要先变成甲醛，在变成甲酸才能被污泥中的反硝化细菌利用；葡萄糖为六个碳的有机物，不能被微生物利用，需要在水中先分解为三个碳的有机物才能被利用；而乙酸钠可直接被微生物利用，在三种碳源中快速的被利用。 综上所述： 葡萄糖的利用率，降氮速率更不能和醋酸钠相比；考虑到运输，储存以及价格乙酸钠和甲醇综合经济性相差无几，甚至比甲醇更合适，所以乙酸钠是到目前为止，所发现的碳源中，效，环保，生物利用率的碳源。

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