“酒精沼气双发酵耦联循环”工艺的提出基本实现了生物乙醇产业废水零排放的目标。目前中温厌氧出水回用工艺已取得成功,但由于中温厌氧出水碱度大,拌料后pH较高,需消耗大量硫酸将料液的pH调至6.0左右,所以研究室在中温厌氧出水回用的基础上,提出部分蒸馏废液协同回用技术,目前工艺已在进入产业化阶段,但是在产业化过程中由于工艺在时间和空间上的放大,生产过程也暴露出酒精发酵总糖残余浓度较高、易染菌等问题,本文围绕“总糖残余量高”、“酸化”等现象开展研究,明确原因,同时提出解决方案。针对酒精发酵总糖残余浓度较高问题,研究发现,蒸馏废液对木薯淀粉液化过程的抑制导致较多的淀粉残余,从而使酒精发酵总糖残余浓度普遍升高,蒸馏废液中的抑制因素包括不溶性固形物和部分金属离子,其中金属离子是最主要的抑制因素。实验结果表明,Fe3+、Al3+和Li+对耐高温α-淀粉酶酶活力有一定的抑制作用,其中Fe3+是主要的抑制因素,1.40 mmol·L-1 Fe3+使耐高温α-淀粉酶二级结构中α-螺旋含量下降24.40%,酶活力下降19.18%。研究发现,Mg2+可以提高耐高温α-淀粉酶酶活力,在蒸馏废液中加入16 mmol·L-1Mg2+可以使木薯淀粉的液化效果恢复至自来水配料的液化水平,降低发酵液中残余淀粉的含量,使酒精发酵总糖残余浓度下降10.29 g·L-1,应用可行性最佳。另外增加60%的耐高温α-淀粉酶使用量,液化过程还原糖生成量增加8.03 g·L-1,每吨乙醇的生产成本增加15.66元,成本增加较大;延长液化时间至130 min也可以改善木薯淀粉液化效果,液化过程还原糖生成量增加7.13 g·L-1,但是长时间液化可能会导致焦糖的出现,从而造成碳源浪费。针对酒精发酵染菌酸化问题,研究发现,中温厌氧出水和蒸馏废液混合后,中温厌氧出水中携带的产酸细菌利用蒸馏废液中的营养物质快速繁殖并生成大量的小分子有机酸,在28 h内挥发性有机酸的合成速率达到了116.50 mg·L-1·h-1,丁酸含量占80%以上,浓度高达2648 mg·L-1。当丁酸浓度达到3000 mg·L-1时,酒精发酵酵母细胞数下降了48.20%,酵母失去优势菌群的地位,增大发酵染菌几率。研究发现,将中温厌氧出水经管式超滤膜处理后,在28 h内挥发性有机酸合成速率控制在8.35 mg·L-1·h-1,可以很好的解决酒精发酵染菌酸化问题,同时利用物理方式进行处理,不会向循环体系中引入新物质,能够很好地维持循环发酵的稳定性。另外在生产过程中发现长期使用青霉素、克菌灵等化学药物会使产酸细菌逐渐产生抗药性;将混合水经115℃处理10-15 min后,在28 h内挥发性有机酸的合成速率控制在7.25 mg·L-1·h-1,也可避免酸化现象的产生,但是可能会导致混合水结垢现象。