专利名称：糖蜜酒精废液净化回用的方法
技术领域：
本发明涉及一种生物工程的高浓度有机废水净化回用的环境保护技术领域，尤其是一种糖蜜酒精废液的净化回用方法领域。
背景技术：
生物工程的生产过程会生成一定量的高浓度有机废水，这种废水的特点是有机物含量高，COD浓度高，SS浓度高。废液中的有机物除了含有生化过程残余的营养物质外，还含有生化过程生成的生物菌体、有机色素、有机酸、生物细胞残体、原料带入和生产时加入的无机元素等物质。生物工程高浓度有机废水如不经处理或处理不达标而排放，会对环境产生很大的危害。例如，一座20t/d的糖蜜酒精厂需排放300M3/d的废液，原废液COD浓度高达80000-150000mg/L，其COD的排放总量相当于一座中小型城市生活污水的排放量，因此生物工程高浓度有机废水在排放前必需进行有效的处理。
近年来，糖蜜酒精废液治理技术的研究和应用提出了很多方法。目前能实际应用的治理方法大致可分为两大类一类是通过生化、化学、物理等手段削减污染物，直至污染物的浓度达标排放。此类方法削减污染物的过程流程长，操作难度大，而且废水还难以达标排放；一些企业将废液的COD部分削减后回用于酒精发酵生产中，但回用代替稀释清水重量一般为25％以下。另一类是将废液浓缩焚烧或浓缩制产品的方法。这类方法资源回收的技术比较简单粗放，回收的产品是有机物的混合物，一般只能作堆肥，价值较低而能耗大。这两类处理技术都因为投资大，运行费用高(能产生的效益低于运行成本)，而难以推广应用。生物工程生产过程所产生的高浓度有机废液的治理，特别是糖蜜酒精废液的治理，已成为国内外环境处理的老大难问题。迫切需要高效、资源化而运行费用低的治理技术。
本发明的申请人经多年研究及实践，认为要彻底解决糖蜜酒精废液的污染问题，不仅要考虑所采用的技术手段的效果，还要考虑整个治理过程的经济和社会效益。如果废液治理过程无经济效益或经济效益过少，则实施治理难以为继。废液再回用于糖蜜酒精生产中是治理废液的一种较理想的方案。但申请人发现，废液中存在着的水不溶物、水溶性大分子物、钾、钙等离子和混合酸等，它们既妨碍了废液的进一步处理、净化和回用，同时又是废液中的主要有价物质。因此申请人认为只要通过一些化学、物理或物化等方法将上述妨碍废液净化回用的物质(如COD、K、Ca等)浓度控制在一定范围内，再对余液进一步处理，就有可能做到糖蜜酒精废液大比例、甚至达100％地回用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可实现将糖蜜酒精废液大比例回用于糖蜜酒精生产的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题将已分离了废液中水不溶物、水溶性大分子物、钾、钙等离子和混合酸的余液，经氧化处理降解残余的大分子有机物为小分子有机物后回用于糖蜜酒精生产中。
对余液氧化处理降解大分子有机物的方法可以采用化学氧化法或物理化学法。
化学氧化法可以用臭氧氧化；物理化学法可用微电场氧化。
使用本发明所述方法处理糖蜜酒精废液，不仅能将废液中的水回收利用于糖蜜酒精生产中，环境得到彻底治理，且有助于回收其他有价物质，大大降低治理成本，极有利于这种技术方案的推广使用。
具体实施例方式
本发明的方法是将已分离了含蛋白质等水不溶物、水溶性大分子物、钾、钙等离子和混合酸后的糖蜜酒精废液的余液，经氧化处理降解残余的大分子有机物为小分子有机物，得到净化废液，该净化废液中含有不少酵母可以利用的营养物质，同时使酵母和生化菌不易同化的物质大大减少，该净化废液可大比例回用于糖蜜酒精生产中。而从废液原液中分离含蛋白质等水不溶物可以用常规的固液分离方法；分离水溶性大分子物、钾、钙等离子和混合酸可以用常规的膜分离、树脂吸附分离、电渗析、液膜分离等方法；本发明人已就用超滤膜分离系统分离水溶性大分子物、就用化学法分离钾、钙等离子和混合酸分别申请了中国专利(申请号分别为02128101.7和02128100.9)。
要对已分离了含蛋白质的水不溶物、水溶性大分子物(特别是色素类物质)、钾、钙等离子和混合酸之后的余液实施降解大分子有机物，可以采用化学氧化法、微电场物理化学法等方法，把残余的大分子有机物进一步转化成可供酵母生产酒精所利用的较小分子的物质。微电场法处理的工艺条件是常温至85℃、pH＝4-10、适当鼓入空气、微电场氧化处理1-16小时；臭氧氧化处理的工艺条件是常温至70℃、pH＝2-l0。
回收利用经上述处理后的糖蜜酒精废液，其途径主要是将含有大量氨基酸等营养物质的净化废液用来代替稀释糖蜜的清水，实现废液不排放。如余液无需回用于替代清水稀释糖蜜，则可经常规生化处理达标排放。
实施例一糖蜜酒精废液(COD浓度150000mg/L)经离心分离机分离得干水不溶物重量为6.8g/L废液，余液经超滤分离水溶性大分子物，经双极膜电渗析分离钾、钙等离子和混合酸，得到余液COD浓度为100000mg/L，此余液每升在常温、pH＝9、氧流量0.14m3/h的条件下，经臭氧氧化30分钟后，回用于酒精生产中代替清水稀释糖蜜，净化废液代替稀释清水量为75％。回用的工艺流程为①糖蜜(70-90°Bx)→澄清罐(加净化废液、营养盐)→约55°Bx糖液→供②③作原料；②55°Bx糖液→#1稀释罐(加净化废液、水)→20-24°Bx稀糖蜜→酒母罐(加种母)→酒母→供③；③55°Bx糖液→#2稀释罐(加净化废液、水)→40-48°Bx稀糖蜜→发酵罐(加酒母)→成熟醪→蒸馏→酒精、废醪液。
实施例二糖蜜酒精废液(COD浓度95000mg/L)经离心分离机分离得干水不溶物重量为2.6g/L废液，余液经超滤分离水溶性大分子物，经化学法用酒石酸反应分离酒石酸氢钾(见专利申请号02128100.9)，得到净化废液COD浓度为65000mg/L，此余液在80℃、pH＝4.5、适当鼓入空气的条件下，经锰铁碳微电场氧化处理2小时后，回用于酒精生产中代替清水稀释糖蜜。回用的工艺流程同实施例一，净化废液代替稀释清水量为95％。
实施例四糖蜜酒精废液(COD浓度130000mg/L)经离心分离机分离得干水不溶物重量为4.5g/L废液，余液经超滤分离水溶性大分子物，经化学法用酒石酸反应分离酒石酸氢钾，得到余液COD浓度为85000mg/L，此余液每升在70℃、pH＝3.5、氧流量0.08m3/h的条件下，经臭氧氧化60分钟后，回用于酒精生产中代替清水稀释糖蜜。回用的工艺流程同实施例一，净化废液代替稀释清水量为85％。
实施例五糖蜜酒精废液(COD浓度120000mg/L)经离心分离机分离得干水不溶物重量为3.4g/L废液，余液经超滤分离水溶性大分子物，经双极膜电渗析分离钾、钙等离子和混合酸，得到余液COD浓度为80000mg/L，此余液在常温、pH＝9、适当鼓入空气的条件下，经锰铁碳微电场氧化处理8小时后，回用于酒精生产中代替清水稀释糖蜜。回用的工艺流程同实施例一，净化废液代替稀释清水量为80％。
实施例六糖蜜酒精废液(COD浓度80000mg/L)经膜系统分离得干水不溶物重量为2.8g/L废液，余液经超滤分离水溶性大分子物，经双极膜电渗析分离钾、钙等离子和混合酸，得到余液COD浓度为60000mg/L，此余液每升在50℃、pH＝7、氧流量0.02m3/h的条件下，经臭氧氧化20分钟后，回用于酒精生产中代替清水稀释糖蜜。回用的工艺流程同实施例一，净化废液代替稀释清水量为95％。
权利要求
1.一种糖蜜酒精废液净化回用的方法，其特征是将已分离了水不溶物、水溶性大分子物、钾、钙等离子和混合酸的糖蜜酒精废液的余液，经氧化处理降解残余的大分子有机物为小分子有机物后回用于糖蜜酒精生产中。
2.如权利要求1所述的糖蜜酒精废液净化回用的方法，其特征在于对余液氧化处理降解大分子有机物采用化学氧化法。
3.如权利要求2所述的糖蜜酒精废液净化回用的方法，其特征是用臭氧氧化降解大分子有机物的工艺条件是常温至70℃、pH＝2-10。
4.如权利要求1所述的糖蜜酒精废液净化回用的方法，其特征在于对余液氧化处理降解大分子有机物采用微电场物化法。
5.如权利要求4所述的糖蜜酒精废液净化回用的方法，其特征是用微电场物化法降解大分子有机物的工艺条件是常温至85℃、pH＝4-10，适当鼓入空气。
全文摘要
本发明是一种糖蜜酒精废液净化回用的方法。废液将已分离了水不溶物、水溶性大分子物、钾、钙等离子和混合酸的余液，经氧化处理降解残余的大分子有机物为小分子有机物，该废液中含有不少酵母可以利用的营养物质，将其回用于糖蜜酒精发酵生产中代替清水稀释糖蜜。本专利的方法可以使糖蜜酒精废液这一高浓度有机废水中的各种有价物质得到恰当的回收利用，彻底解决废液排放对环境的污染问题。
文档编号C02F1/72GK1562796SQ20041001293
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月27日 优先权日2004年3月27日
发明者刘慧霞, 扈胜禄, 李坚斌, 孙伟, 王进, 周文红, 黄天勇, 徐文炘, 张生炎, 黄伟, 王玉宾 申请人:广西大学, 桂林矿产地质研究院