专利名称：：一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法
技术领域：
：本发明是关于一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法
背景技术：
：木薯是世界三大薯类作物之一，是生产生物乙醇的首选原料。截至2005年，我国木薯种植面积己达657万亩，全国已有木薯淀粉和酒精加工厂200多家，年生产淀粉50万吨、木薯乙醇25万吨。由于木薯发酵制备乙醇的废液含有高浓度的有机物，目前绝大部分乙醇厂排放的废液没有经过有效处理直接向外排放，对当地和下游的水环境造成严重影响。目前，木薯发酵制备乙醇的废液的处理方法有1、焚烧法，即将废液浓縮后进行焚烧，该方法的缺点为焚烧后容易造成二次污染；2、用废液发酵制备沼气，该方法的缺点为投资大和控制技术要求高。因此，目前通常采用回收木薯发酵制备乙醇的废液中的固体残渣作为词料来处理废液的方法，该方法包括将废液过滤去水，得到滤饼；之后对滤饼进行烘干。该方法是一种投资少、容易操作并且对环境友好的木薯发酵制备乙醇的废液的处理方法，但是，采用该方法的能耗较大，并且该方法过滤去除的水中杂质较多对压搾设备的磨损严重，增加了维护成本，并且去除的水中化学需氧量值(COD值)较高，环境压力很大。
发明内容本发明的目的是为了克服现有的从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法存在能耗大的缺点，提供一种能耗小的从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法。本发明的发明人对现有的从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法进行了细致的研究，发现现有的方法中，废液除水后得到的滤饼的含水量通常高达75重量％以上，并且现有的方法也无法进一步降低滤饼的含水量；从而使后续烘干过程中所需的能耗较高。本发明提供了一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法，该方法包括去除废液中的水，得到滤饼；之后对滤饼进行烘干，得到固体残渣，其中，以滤饼的总重量为基准，滤饼的含水量小于60重量％。本发明中，通过在大幅度的降低了得到的滤饼的含水量，从而显著的降低了后续烘干过程中所需的能耗。例如，本发明实施例1-3得到的滤饼Al-A3的含水量分别为60重量％、50重量％和55重量％，而对比例1得到的参比滤饼CA1的含水量则高达78重量％，说明通过本发明提供的方法对木薯发酵制备乙醇的废液进行过滤并压榨得到的滤饼的含水量显著的降低，并且实施例1-3与对比例1相比，烘干所需的能耗大幅度的减少，说明通过本发明提供的方法能够大幅度的降低回收固体残渣所需的能耗。具体实施例方式本发明提供了一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法，该方法包括去除废液中的水，得到滤饼；之后对滤饼进行烘干，得到固体残渣，其中，以滤饼的总重量为基准，滤饼的含水量小于60重量％。根据本发明，所述含水量小于60重量％的滤饼可以通过各种方式得到，例如可以通过对所述废液进行过滤和压榨得到的。本发明的发明人对现有的从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法进行了细致的研究，发现现有技术中通常使用普通的压滤机对木薯发酵制备乙醇的废液进行过滤，在过滤时废液进入压滤机的普通滤板之间，固体颗粒被滤板的过滤介质截留在滤板之间的空间内，液体则通过过滤介质，由出孔排出压滤机外，随着过滤过程的延续，滤饼的厚度逐渐增加，脱水的阻力随之成倍增大，从而导致处理量的急剧下降，并且由于普通滤板本身性质的限制，过滤压力无法进一步的提高(一般在lMPa以下)，从而无法进一步降低得到滤饼的含水量。根据本发明，可以使用各种设备对所述废液进行过滤和压榨，优选情况下，可以使用隔膜压滤机来实现，隔膜压滤机即具有与普通隔膜压滤机相同的过滤功能，又具有对滤饼进行压榨而使其再次脱水的功能，在隔膜压滤机中，普通滤板与隔膜滤板间隔排列，所述隔膜滤板的中间芯板与两侧隔膜压紧形成两个密封夹层，所述隔膜滤板的过滤功能与普通滤板相同，但增加了压搾功能，即，在过滤结束后将挤压介质从中间芯板入孔注入到密封层中，由于隔膜的弹性作用，能够对过滤后的滤饼进行鼓涨压榨，使滤饼再次脱水。所述隔膜压滤机中普通滤板和隔膜滤板的数量可以根据废液的浓度进行调整，优选情况下，普通滤板的数量为50-60个，所述普通滤板可以通过商购得到，例如景津压滤机集团有限公司生产的厢式滤板；隔膜滤板的数量为50-60个，所述隔膜滤板可以通过商购得到，例如景津压滤机集团有限公司生产的1250型隔膜滤板；普通滤板与隔膜滤板间隔排列并且普通滤板的数量与隔膜滤板的数量之比为1:1;符合上述要求的隔膜压滤机可以通过商购得到，例如，景津压滤机集团有限公司生产的XMAZG600/1500X2000UBK型号的隔膜压滤机。本发明人发现，使用隔膜压滤机不但能够显著的降低压搾得到的滤饼的含水量，还能够大幅度的降低压榨去除的水中杂质的含量，减少了杂质对设备的磨损，降低了维护成本；并且去除的水中COD值也较低，减轻了环境压力。本发明中，所述木薯发酵制备乙醇的废液是指通过木薯发酵来制备乙醇时，蒸馏出得到的乙醇以后，残留的固液混合物。本发明中，所述过滤的条件没有特别的限制，优选情况下，所述过滤的条件包括过滤的压力为0.4-lMPa，过滤的时间为2-8小时；进一步优选为，所述过滤的条件包括过滤的压力为0.5-0.8MPa，过滤时间为4-6小时。根据本发明，所述压搾的条件没有特别的限制，优选情况下，所述压榨的条件包括压榨的压力为10-25MPa，压榨的时间为0.2-2小时；进一步优选为，所述压榨的条件包括压榨的压力为15-20MPa，压榨的时间为0.5-1小时。本发明中，所述压榨压力可以通过在隔膜压滤机中充入挤压介质来实现，所述挤压介质可以为隔膜压滤机常用的各种挤压介质，例如，所述挤压介质可以为压縮空气和/或水。根据本发明，所述烘干的设备可以为各种常规的烘干设备，例如，沈阳远大公司生产的HZG系列烘干机和北京益民工贸有限公司生产的WJI-900B沸腾干燥机与XLS-100型闪蒸干燥机组合型烘干机。本发明中，所述烘干的条件为本领域技术人员所公知，例如，所述烘干的条件包括烘干温度为100-200°C，烘干时间为0.2-2小时；进一步优选为，烘干温度为120-150°C，烘干时间为0.5-1小时。下面将通过具体实施例对本发明做进一步的具体描述。实施例1将含水量为95重量％的木薯发酵制备乙醇的废液(1吨)加入到隔膜压滤机(景津压滤机集团有限公司，XMAZG600/1500X2000UBK)中进行过滤，所述隔膜压滤机中普通滤板(景津压滤机集团有限公司，厢式滤板)的数量为50个，隔膜滤板(景津压滤机集团有限公司，1250型)的数量为50个，并且普通滤板与隔膜滤板间隔排列；所述过滤的条件包括过滤的压力为0.8MPa，过滤的时间为2小时，得到滤饼；之后在隔膜滤板中充入挤压介质空气，对过滤后的滤饼进行压搾，所述压搾的压力为10MPa，压搾的时间为2小时，得到的滤饼A1。通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测滤饼A1的含水量，结果如表l所示。将得到的滤饼Al放入到气流滚筒型烘干机中(郑州万谷机械有限公司，JB/T10279-2001)进行烘干，烘干的温度为120°C，烘干的时间为1.5小时，得到固体残渣D1，通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测固体残渣Dl的含水量，固体残渣Dl的含水量和烘干的能耗如表1所示。所述能耗是指烘干除去1千克的水所消耗的煤，单位为千克/千克。对比例1根据与实施例1相同的方法对木薯发酵制备乙醇的废液进行过滤，不同的是将隔膜滤板(景津压滤机集团有限公司，1250型)替换为普通滤板(景津压滤机集团有限公司，厢式滤板)，所述过滤的条件包括过滤的压力为0.8MPa，过滤的时间为2小时，得到参比滤饼CA1。通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测参比滤饼CA1的含水量，结果如表1所示。将得到的参比滤饼CA1放入到气流滚筒型烘干机中(郑州万谷机械有限公司，JB/T10279-2001)进行烘干，烘干的温度为120°C，烘干的时间为1.5小时，得到固体残渣CD1，通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测参比固体残渣CD1的含水量，参比固体残渣CD1的含水量和烘干的能耗如表1所示。所述能耗是指烘干除去1千克的水所消耗的煤，单位为千克/千克。实施例2将含水量为95重量％的木薯发酵制备乙醇的废液(1吨)加入到隔膜压滤机(景津压滤机集团有限公司，XMAZG600/1500X2000U\)中进行过滤，所述隔膜压滤机中普通滤板(景津压滤机集团有限公司，厢式滤板)的数量为60个，隔膜滤板(景津压滤机集团有限公司，1250型)的数量为60个，并且普通滤板与隔膜滤板间隔排列；所述过滤的条件包括过滤的压力为0.4MPa，过滤的时间为8小时，得到滤饼；之后在隔膜滤板中充入挤压介质空气，对过滤后的滤饼进行压搾，所述压榨的压力为25MPa，压榨的时间为0.2小时，得到的滤饼A2。通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测滤饼A2的含水量，结果如表l所示。将得到的滤饼A2放入到气流滚筒型烘干机中(郑州万谷机械有限公司，JB/T10279-2001)进行烘干，烘干的温度为180°C，烘干的时间为0.5小时，得到固体残渣D2，通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测固体残渣D2的含水量，固体残渣D2的含水量和烘干的能耗如表1所示。所述能耗是指烘干除去1千克的水所消耗的煤，单位为千克/千克。实施例3将含水量为95重量％的木薯发酵制备乙醇的废液(1吨)加入到隔膜压滤机(景津压滤机集团有限公司，XMAZG600/1500X2000U\)中进行过滤，所述隔膜压滤机中普通滤板(景津压滤机集团有限公司，厢式滤板)的数量为55个，隔膜滤板(景津压滤机集团有限公司，1250型)的数量为55个，并且普通滤板与隔膜滤板间隔排列；所述过滤的条件包括过滤的压力为0.5MPa，过滤的时间为6小时，得到滤饼；之后在隔膜滤板中充入挤压介质空气，对过滤后的滤饼进行压搾，所述压榨的压力为20MPa，压榨的时间为0.5小时，得到的滤饼A3。通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测滤饼A3的含水量，结果如表l所示。将得到的滤饼A3放入到气流滚筒型烘干机中(郑州万谷机械有限公司，JB/T10279-2001)进行烘干，烘干的温度为12(TC，烘干的时间为0.5小时，得到固体残渣D3，通过水份测定仪(上海精密科学仪器有限公司，SH-10A)检测固体残渣D3的含水量，固体残渣D3的含水量和烘干的能耗如表1所示。所述能耗是指烘干除去1千克的水所消耗的煤，单位为千克/千克。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>从上表可以看出，本发明实施例1-3得到的滤饼Al-A3的含水量分别为60重量％、50重量％和55重量％，而对比例1得到的参比滤饼CA1的含水量则高达78重量％，说明通过本发明提供的方法对废液进行压搾得到的滤饼的含水量显著的降低，并且实施例1-3与对比例1相比，烘干所需的能耗大幅度的减少，说明通过本发明提供的方法能够大幅度的降低回收固体残渣所需的能耗。实施例4-6通过以下方法分别检测实施例1-3中压榨去除的水的杂质含量和COD值杂质含量的检测分别将实施例l-3压榨去除的水进行搅拌均匀，形成悬浮液；然后取悬浮液1000克，静置24小时，除去上清溶液，并称取沉淀物的重量，得到压榨去除的水中杂质的含量，结果如表2所示。COD值的检测通过国家标准GB11914-89水质—化学需氧量测定一重铬酸钾法分别检测实施例1-3处理得到的废水的COD值，结果如表2所示。对比例2通过与实施例4-6相同的方法，检测对比例1处理得到的废水中的杂质含量和COD值，结果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>从表2可以看出，与对比例1压搾去除的水相比，本发明实施例1-3压榨去除的水的杂质含量和COD值的杂质含量和COD值显著的降低，说明通过本发明提供的方法不但能够大幅度的降低回收固体残渣所需的能耗，还能够显著的降低压搾去除的水的杂质含量和COD值，从而见减少了杂质对设备的磨损，降低了维护成本；同时也降低了环境压力。权利要求1、一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法，该方法包括去除废液中的水，得到滤饼；之后对滤饼进行烘干，得到固体残渣，其特征在于，以滤饼的总重量为基准，滤饼的含水量小于60重量％。2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述含水量小于60重量％的滤饼是通过对所述废液进行过滤和压榨得到的。3、根据权利要求2所述的方法，其中，所述过滤的条件包括过滤的压力为0.4-lMPa，过滤的时间为2-8小时。4、根据权利要求3所述的方法，其中，所述过滤的条件包括过滤的压力为0.5-0.8MPa，过滤时间为4-6小时。5、根据权利要求2所述的方法，其中，所述压搾的条件包括压榨的压力为10-25MPa，压榨的时间为0.2-2小时。6、根据权利要求5所述的方法，其中，所述压榨的条件包括压榨的压力为15-20MPa，压榨的时间为0.5-1小时。7、根据权利要求1所述的方法，其中，所述烘干的条件包括烘干温度为100-20(TC，烘干时间为0.2-2小时。8、根据权利要求2所述的方法，其中，所述过滤和压搾是通过隔膜压滤机实现的。全文摘要本发明提供了一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法，该方法包括去除废液中的水，得到滤饼；之后对滤饼进行烘干，得到固体残渣，其中，以滤饼的总重量为基准，滤饼的含水量小于60重量％。通过本发明提供的方法不但能够大幅度的降低回收固体残渣所需的能耗，还能够显著的降低压榨去除的水的杂质含量和COD值，从而见减少了杂质对设备的磨损，降低了维护成本；同时也降低了环境压力。文档编号B01D25/168GK101288438SQ20071030435公开日2008年10月22日申请日期2007年12月27日优先权日2007年12月27日发明者任连彬,刘志民,刘晓峰,张永新,林海龙,邓立康,郝小明申请人:中粮集团有限公司