一种沼液回用实现沼液资源化的方法技术

本发明专利技术涉及一种沼液回用实现沼液资源化的方法，特征是包含以下步骤：经或未经固液分离的提取废液进入厌氧沼气发酵罐进行沼气发酵，沼液再经微氧化、脱色和固体酸处理等步骤，处理后的沼液达到工艺用水要求回用作为拌料用水，再经液化、糖化、发酵和提取等常规生产工艺获得发酵产品，提取废液进入下一批次的循环。本发明专利技术的优点是沼液可无限循环回用，不仅消除了传统发酵产品生产工艺中的废水污染，而且沼液实现资源化，节约了大量宝贵的水资源，也淘汰的曝气好养处理工艺，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体地说是指对生物发酵产业中产生的提取废液经过厌氧沼气发酵，沼液(即厌氧出水)再经过微氧化处理、脱色处理、 固体酸吸附处理后，再循环回用作为产品生产的工艺用水，实现沼液资源化的目的，从而削减生产性废水的污染，同时大幅度降低水资源的消耗，降低生产成本。本专利技术属于生物发酵工业

技术介绍
生物发酵产业涉及食品、医药、化工等领域，在国民经济中占有重要地位，其发展速度和规模受人瞩目。如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸等发酵产品，产量均居世界前列，且每年平均增幅在10%以上。然而，传统的生物发酵产业也是一个高污染的产业。以发酵法生产酒精为例，每生产一吨产品要排放10 15吨高浓度废水。对于多数发酵法抗生素而言，由于发酵液中产物浓度低，产品提取后排放的废水量更大。发酵工业废水含有丰富的蛋白质、糖类和多种微量元素，废水COD高达40000-100000mg/L。废水污染问题已制约我国生物发酵产业的健康可持续发展。同时，我国也是水资源严重缺乏的国家之一，在长三角等经济发达地区，政府不仅限制生物发酵企业的废水排放总量，对用水总量也已开始出台相关的限制政策。因此，对于国内生物发酵企业，如何降低新鲜水的消耗与减排有着同样重要的眉、ο目前，传统发酵工业废水的处理方法仍主要采用生物法处理即废水先经过厌氧发酵产沼气，沼液再通过曝气等好氧处理，然后排放。该方法中，厌氧发酵获得的沼气可作为能源替代部分煤炭，因而具有良好的经济效益。但后续的曝气等好氧处理，则占地大、动力消耗多，尤其是沼液经过曝气等好氧处理后仍然难以达标排放，还需要经过深度处理，从而增加成本，成为企业的负担。即使好氧处理后达标排放，也会造成水资源的浪费。专利申请(2010105764117)提出了一种以厌氧出水为配料水的酒精生产方法，该方法通过对厌氧出水短时间氧化处理后回用于生产作为配料用水，在消除废水污染的同时节约了大量新鲜水资源。我们的进一步研究结果发现，随着沼液回用循环批次的增加，仍然会有少数物质出现积累现象。如在原料杂质含量较高的酒精和柠檬酸生产中，沼液中无机离子的浓度随着循环批次增加而逐渐积累，在青霉素发酵生产过程中，沼液中糠醛类色素物质也有缓慢累积的趋势。尽管在我们已实施的32批次沼液循环回用的酒精发酵试验中， 还没有发现上述无机离子、色素等物质的累积对发酵的影响，但可以预见，沼液无限循环可能被迫中断的风险依然存在。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足之处，消除沼液循环回用生产过程中可能累积的成份，从而提供一种沼液能够无限制循环回用于生产实现沼液资源化的方法，实现废水的零排放及水资源的循环利用，并淘汰传统的好氧装置，降低运行成本和占地面积。如图1所示，按照本专利技术提供的技术方案，， 主要包括以下工艺步骤步骤101 发酵液经过各种提取工艺得到提取废液和产品；本步骤所谓的提取工艺，是指针对不同产品的发酵液所对应的不同提取手段，如蒸馏、等电结晶、离子交换、沉淀方法、溶剂萃取等行业中常规提取方法，采用其它提取方法也不影响本专利技术的实施；本步骤所谓的提取废液，是指酒精、氨基酸、有机酸、抗生素等发酵液经过各种提取工序获得发酵产品后排放的废水。步骤102 提取废液经过固液分离得到的滤液；本步骤中的固液分离非必须操作步骤，提取废液中固体可以和提取废液一并进入厌氧发酵以增加沼气产量。步骤102可以根据实际需要选择是否执行；步骤103 步骤101产生的提取废液直接进入厌氧发酵，或步骤101产生的提取废液经过步骤102处理得到的滤液进入厌氧发酵，厌氧发酵产生沼气和沼液；本步骤所述的厌氧发酵，是生物法废水处理中常用方法，厌氧发酵方式及工艺条件不受限制。本专利技术最优的厌氧发酵方式采用两级厌氧发酵，第一级为高温厌氧发酵，温度 50 70°C，水力停留时间4-10天，第二级采用中温厌氧发酵，温度25 45°C，水力停留时间2-8天。厌氧发酵后出水的pH在7. 0 8. 5、总COD在1000 2500mg/L之间。步骤104 步骤103产生的沼液经过固液分离得到的滤液；本步骤中的固液分离非必须操作步骤，沼液中含有少量活性污泥，但并不影响微氧化操作及微氧化的效果，步骤104可以根据实际需要选择是否执行；步骤105 步骤103获得的沼液，直接进行微氧化处理，或沼液先进行步骤104固液分离得到的滤液进行微氧化处理；本步骤中所述的微氧化处理，是指采用空气、纯氧、双氧水、臭氧等中的一种或多种组合，对沼液进行氧化处理；当采用空气氧化处理时，向厌氧出水中通入空气，通风比为0.05 8L/L.min，温度为20 80°C，处理时间20min 12h ；当采用纯氧氧化处理时，向厌氧出水中通入纯氧，通风比为0. 1 4L/L.min，控制温度20 80°C，处理时间6min IOh ；当采用双氧水处理时，双氧水的体积百分比添加量为0.001 0.5%，处理时间 3min 8h，处理温度在20 80°C ；当采用臭氧处理时，通风比为0. 1 1. 8L/L.min，控制温度20 80°C，处理时间 5min 9h。步骤106 对步骤105处理后的沼液进行脱色处理；本步骤中的脱色处理并非每批沼液循环必须操作步骤，可根据实际需要选择是否执行；如在沼液循环的前几批甚至前几十批，沼液中色素含量较低，对发酵无抑制作用，沼液无需进行脱色处理。最优的操作是采用“多次少量”的脱色处理方法，即每批沼液循环过程中均脱色，但每次脱色处理时仅添加少量脱色剂，控制色素的积累。本步骤中所述的脱色处理，是指用活性炭、硅藻土、活性氧化铝等常用的脱色剂中的一种或多种组合，对微氧化后的沼液进行脱色处理。当采用活性炭脱色处理时，活性炭添加的量为0. 1 30g/L，处理时间30 50min，处理温度在50 70°C ；当采用硅藻土脱色处理时，硅藻土添加的量10 100g/L，处理时间20 60min， 处理温度在50 70°C ；当采用活性氧化铝脱色处理时，活性氧化铝添加的量为1 50g/L，处理时间20 60min，处理温度在20 70°C ；步骤107 由步骤105处理后直接进入该步骤进行固液分离，或由步骤105处理后再经过步骤106脱色处理后再进行该步骤固液分离得到的滤液；步骤108 由步骤105处理后直接进入该步骤进行固体酸处理，或由步骤105处理后经过步骤107处理的滤液再进入该步骤进行固体酸处理，或由步骤105经过步骤106处理再经过步骤107处理后的滤液进入该步骤进行固体酸处理；本步骤中所述的固体酸处理，是指采用分子筛、树脂、硅胶等中的一种或多种组合，对微氧化或脱色处理后的沼液进行处理。当采用树脂处理时，树脂添加的量为100 400g/L，处理时间5 40min，处理温度在20 80°C ；当采用分子筛处理时，分子筛添加的量80 350g/L，处理时间5min lh，处理温度在20 80°C ；当采用硅胶处理时，硅胶添加的量为10 100g/L，处理时间20min 2h，处理温度在20 80°C ；步骤109 经过步骤108固体酸处理后的沼液(资源化后的沼液)与淀粉质原料按照一定比例混合拌料，资源化后的沼液不足部分用自来水补足。资源化后的沼液与淀粉质原料的具体比例，由该产品的生产工艺决定；步骤11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

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