[发明专利]一种好氧消化出水回用于酒精发酵的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种好氧消化出水回用于酒精发酵的工艺，属于废水处理及酒精发酵工业技术领域。

背景技术

目前，酒精生产主要以淀粉质作物如木薯、玉米、小麦等作为原料。酒精发酵水平一般为10-20％(v/v)，发酵液蒸馏后会产生大量的蒸馏废醪液。据统计，每生产1吨酒精会产生10-20吨蒸馏废醪液，其COD浓度高达40,000-50,000mg/L。如将这些废水直接排放会造成严重的环境污染，而处理达标后排放又给企业带来了巨大的经济负担。所以，废水问题一直是制约酒精行业可持续发展的共性难题。

目前酒精工业上主要采用“厌氧消化-好氧消化-城市污水处理系统深度处理-达标排放”的工艺过程处理蒸馏废醪液。厌氧消化工艺具有容积负荷高、处理效果稳定、产生剩余污泥量少、能耗低等优点，且可以回收能量。因此在该工艺中，首先利用厌氧消化处理高浓度的蒸馏废醪液，将废水中的大部分有机物降解，降低废水COD并产生沼气。沼气可以供给锅炉作为燃料，通过“热电联产”技术获得电力和蒸汽，这些电力和蒸汽又可供酒精生产中使用。这样，既去除了酒糟中的有机物又产生了能量，具有良好的经济效益。然而厌氧消化液中仍含有一定量的有机物以及磷酸盐、氨氮等无机盐类，不能满足排放要求。因此需要采用好氧消化工艺来进一步降解沼液中大部分的有机物，并实现脱氨除磷的目的。但是好氧消化出水仍然不能满足国家排放标准，需要经过城市污水处理系统进一步处理才符合排放要求。对于酒精生产企业来说，不仅浪费了大量水资源，同时还需向城市污水处理系统支付高昂的水处理费用(费用为2～8元/吨水)，严重影响了企业的经济利润。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，本发明的第一个目的是提供一种高效节能、降低酒精发酵用水工业成本的方法，即采用好氧消化出水回用于酒精发酵。

在本发明的一种实施方式中，所述方法是采用阴离子交换树脂处理酒精好氧消化后的废水，再将处理后的水回用于酒精发酵。

在本发明的一种实施方式中，所述阴离子交换树脂处理是采用氯型阴离子交换树脂，处理方式为动态吸附，进样流速为每小时1～30倍树脂床体积，进样温度为20～45℃。

在本发明的一种实施方式中，所述阴离子交换树脂包括氯型阴离子交换树脂D213、氯型阴离子交换树脂D215、氯型阴离子交换树脂D213、氯型阴离子交换树脂D201、氯型阴离子交换树脂717

在本发明的一种实施方式中，所述阴离子交换树脂处理是采用氯型阴离子交换树脂D213处理好氧消化出水，好氧消化出水以每小时5倍树脂床体积的流速通过交换柱，吸附温度为30℃。将处理后的好氧消化出水回用于下一批次酒精发酵。

本发明的第二个目的是提供一种酒精发酵的环形工艺，按顺序包括如下步骤：酒精发酵、发酵废液的厌氧消化、好氧消化、阴离子交换树脂处理、新一轮的酒精发酵；所述阴离子交换树脂处理是采用氯型阴离子交换树脂，处理方式为动态吸附，进样流速为每小时1～30倍树脂床体积，进样温度为20～45℃。

在本发明的一种实施方式中，所述工艺包括如下步骤：

(1)将粉碎后的淀粉质原料与回用水和补加其他拌料水混合，料水比为1:2.0～3.4；

(2)加入液化酶后加热液化，液化结束后降温，加入糖化酶糖化，糖化后降温，接入酵母种子液启动发酵；发酵结束后，经过蒸馏获得酒精和蒸馏废液；

(3)蒸馏废液进入厌氧消化处理产生沼气；

(4)厌氧消化出水经过固液分离回收污泥和清液，清液进入后续好氧消化处理工续；

(5)好氧消化出水经过固液分离后，用阴离子交换树脂处理清液，处理后的清液作为回用水回至下一批酒精发酵，再按照(1)～(5)的步骤依次无限循环。

在本发明的一种实施方式中，所述的淀粉质原料为木薯、玉米、小麦等中的一种或多种混合原料。

在本发明的一种实施方式中，所述的其他拌料水为自来水、清洁地表水、精馏塔余馏水、洗罐水等。

在本发明的一种实施方式中，所述好氧消化出水固液分离方式为超滤膜过滤、离心、絮凝等。

本发明还提供所述方法在食品、医药、化工领域的应用。

在本发明的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的发酵饮品。

在本发明的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的医药产品。

在本发明的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的化工产品。