一种好氧消化出水回用于酒精发酵的工艺制造技术

本发明专利技术公开了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。本发明专利技术通过阴离子交换树脂处理好氧消化出水，并将处理后的水回用于酒精发酵，实现了经济、高效的酒精生产环化工艺。降低了新鲜水资源的消耗及好氧消化出水进一步处理费用(2～8元/吨水)，显著减少了企业生产成本，并使该方法下制备的酒精的平均酒精度达到10.76～13.02％，与采用自来水进行发酵的酒精度相当。

A process for aerobic digestion of effluent effluent for alcoholic fermentation

The invention discloses a process for aerobic digestion and effluent for alcohol fermentation, which belongs to the technical field of wastewater treatment and alcohol fermentation. The invention uses the anion exchange resin to process the aerobic digestion water, and the treated water is reused in the alcohol fermentation to realize the economic and high-efficiency cyclization process of alcohol production. Reduce the fresh water consumption and water treatment costs further aerobic digestion (2 ~ 8 yuan / tons of water), significantly reduced the production cost, and make the preparation method of average alcohol alcohol degree reached 10.76 ~ 13.02%, and the tap water for fermentation alcohol as.

【技术实现步骤摘要】
一种好氧消化出水回用于酒精发酵的工艺
本专利技术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

技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足之处，本专利技术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。在本专利技术的一种实施方式中，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。在本专利技术的一种实施方式中，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℃。在本专利技术的一种实施方式中，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在本专利技术的一种实施方式中，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。本专利技术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℃。在本专利技术的一种实施方式中，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。在本专利技术的一种实施方式中，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。在本专利技术的一种实施方式中，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。在本专利技术的一种实施方式中，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。本专利技术还提供所述方法在食品、医药、化工领域的应用。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的发酵饮品。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的医药产品。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的化工产品。有益效果：(1)本专利技术实现了好氧消化出水的回用，降低了新鲜水资源的消耗及好氧消化出水进一步处理费用(2～8元/吨水)，显著减少了企业生产成本；(2)经本专利技术的方法处理后的好氧消化出水可以以任意比例与其它拌料水混合，直接回用于酒精发酵，节省了发酵过程的原料成本(0.4～2元/吨水)；(3)采用本专利技术的方法生产的酒精，平均酒精度达10.76～13.02％，与采用自来水进行发酵的酒精酒精度相当，解决了“如何实现酒精废水回用”这一人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。具体实施方式下面本专利技术将结合附图中的实施例作进一步描述：实施例1本专利技术一种阴离子交换树脂处理好氧消化出水后回用于酒精发酵的工艺采用以下工艺步骤：将木薯粉与好氧消化出水和补加的自来水混合，料水比为1:3，加入耐高温α-淀粉酶(10U/g淀粉)，搅拌均匀后加热至90℃并维持100min；降温至60℃，加入糖化酶(180U/g淀粉)，搅拌均匀后保温糖化30min。糖化结束后降温至30℃，接入15％(v/v)酵母种子液启动发酵。发酵结束后，经蒸馏精馏等过程获得酒精、酒糟废水。酒糟进入厌氧消化反应器处理，处理过程收集沼气。将厌氧消化出水离心处理，得到的清液进入好氧消化反应器处理。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，以此连续循环9批。9批酒精发酵的发酵周期平均为48h，平均酒精度10.98％(v/v)，与自来水配料的酒精发酵的发酵周期(48h)及酒精度(11.01％v/v)持平，表明出水能够达到自来水用水的标准。实施例2本专利技术一种阴离子交换树脂处理好氧消化出水后回用于酒精发酵的工艺采用以下工艺步骤：将玉米粉与好氧消化出水和补加的新鲜地表水混合，料水比为1:2.4，加入耐高温α-淀粉酶(17U/g淀粉)，搅拌均匀后加热至100℃并维持120min；降温至60℃，加入糖化酶(200U/g淀粉)，搅拌均匀后保温糖化20min。糖化结束后降温至30℃，接入10％(v/v)酵母种子液启动发酵。发酵结束后，经蒸馏精馏等过程获得酒精、酒糟废水。酒糟进入厌氧消化反应器处理，处理过程收集沼气。将厌氧消化出水离心处理，得到的清液进入好氧消化反应器处理。采用氯型阴离子交换树脂D201处理好氧消化出水，好氧消化出水以每小时12倍树脂床体积的流速通过交换柱，吸附温度为40℃。将处理后的好氧消化出水回用于下一批次酒精发酵，以此连续循环15批。15批酒精发酵的发酵周期平均为52h，平均酒精度13.02％(v/v)，与自来水配料的酒精发酵的发酵周期(52h)及酒精度(13.00％v/v)持平。实施例3本专利技术一种阴离子交换树脂处理好氧消化出水后回用于酒精发酵的工艺采用以下工艺步骤：将木薯粉、小麦粉和玉米粉与好氧消化出水和补加的自来水及洗罐水混合，料水比为1:3，加入耐高温α-淀粉酶(15U/g淀粉)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形工艺生产酒精的方法，其特征在于，采用阴离子交换树脂处理酒精好氧消化后的废水，再将阴离子交换树脂处理后的水回用于酒精生产过程。

【技术特征摘要】
1.一种环形工艺生产酒精的方法，其特征在于，采用阴离子交换树脂处理酒精好氧消化后的废水，再将阴离子交换树脂处理后的水回用于酒精生产过程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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好氧消化出水、新一轮的酒精发酵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进样温度为20～45℃。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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或氯型阴离子交换树脂717。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将粉碎后的淀粉质原料与水混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柯，张建华，毛忠贵，张宏建，唐蕾，陈旭升，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32