专利名称：一种以粮食及纤维素类物质为原料的乙醇生产废水处理方法
技术领域：
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种以粮食、非粮作物及木质 纤维素类物质为原料的乙醇生产废水处理及循环利用技术。
背景技术：
乙醇废水是一种高浓度、高温度、高悬浮物、泥沙多、粘度大的有机 废水,一般呈酸性，COD高达(50 70) g/L ,是乙醇行业最主要的污染 源。其直接排放会对水体造成极大的污染。目前，生物乙醇废水的处理方 法，有UASB工艺，膜过滤法，DDGS工艺等。
UASB (上流式厌氧污泥床)具有容积负荷高，运行成本低,占地面积小, 污泥量少,设备简单等优点,是高浓度有机废水前处理的有效处理方法。并 且UASB已经在传统形式的基础上进行改造,形成了多种更高效、方便的 厌氧发生器。如荷兰帕克公司的IC反应器，采用沼气自动提升,双层UASB , 大大地提高了容积负荷，节省了占地面积和建设投资,并在哈尔滨啤酒厂污 水处理工程中得到应用，现处于调试阶段。(王志华，周本忠.啤酒厂污水 节能处理工艺[J].酿酒科技，2003 (6) : 80.)由于高效UASB处理系 统必须满足的条件之一是能够保持大量的活性厌氧污泥，而高悬浮性 CODCr的存在使得UASB中活性污泥浓度较低，从而导致污泥龄降低， 限制了厌氧UASB反应器的效率的发挥。处理薯干乙醇糟液时由于蛋白含 量较低并且吸水困难，难度较大，且UASB装置占地面积太大，不适合小 范围内的酒精废水处理。
应用膜过滤技术能去除乙醇糟液中主要的抑制性副产物,但存在着膜 的污染问题，膜通量的稳定问题及膜的使用寿命问题。(方亚叶，石贵阳.酒 糟废糟液的综合处理[J].酿酒，2003， 30 (1) : 74-77.)
乙醇废水处理方法中，最先进的是美国的DDGS (Dry distilled grain soluble)工艺，由美国专利US5260089介绍该工艺是将乙醇酒糟进行固 液分离后的滤液浓縮，然后与滤渣混合后干燥，生产高价干酒糟，即商品 蛋白饲料。DDGS的蛋白含量可达27% 30%，营养价值与大豆相当，便 于存放和运输，是十分畅销的精饲料，尤为重要的是较彻底地消除了乙醇
酒糟的严重污染。该工艺目前已被国内大型企业采用。DDGS (玉米干酒 糟)是用玉米生产乙醇的过程中，通过微生物发酵后，经蒸馏、蒸发、干 燥后形成的高蛋白饲料，该饲料具有良好的营养特征，不仅含有丰富的蛋 白质，而且含有丰富的氨基酸，维生素和有利于动物生长的矿物质，适合 喂养家禽，家畜，水产品以及特种动物。然而，DDGS工艺用全部烘干酒 糟及废液的方法来解决污染环境的弊病，为此所付出的代价很大，即在生 产能源的同时又消耗了大量的能源，蒸发装置投资大，运行过程能耗高。
以上处理方法均不能做到废水循环利用和零排放，且对以木质纤维素 类物质为原料的乙醇生产废水处理不适用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一种以粮食、非粮作物及木质纤维素类物质 为原料的乙醇生产废水处理及循环利用技术，废水处理后出水全部回用，废 水处理费用低，且能够实现废水零排放。所使用的电催化法环境友好，所使 用的生物絮凝剂聚天冬氨酸是一种绿色水处理剂，无毒无公害，可生物降解。
为了实现上述目的，本发明采取下面的技术方案以粮食、非粮作物及 木质纤维素类物质为原料的乙醇生产酒糟经过压滤后，先通过电催化反应器 处理，然后添加生物絮凝剂例如聚天冬氨酸，絮凝后，用普通过滤使得固液 分离，出水完全回用于乙醇生产。电催化反应器的工作参数为槽电压2 10v， 电流密度1 200mA/cm2，处理时间为2 60min。聚天冬氨酸的用量为0.01 0.1g/100mL,絮凝时间10 40min。
具体实施例方式
实施例1
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度100mA/ci^的电催化反应器处理20min，然后添加0.15g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉 米30.0200g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初 馏出64mL酒精度为19°的水和乙醇混合液。
实施例2
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压10v，电 流密度100mA/cm2的电催化反应器处理20min，然后添加0.15g的生物絮凝剂 聚天冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入
玉米30.0340g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初 馏出64ml酒精度为18。的混合液。 实施例3
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压2v，电流 密度100mA/cm2的电催化反应器处理20min,然后添加0.15g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉 米30.0002g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初 馏出52mL酒精度为3。的水和乙醇混合液。
实施例4
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度200mA/ci^的电催化反应器处理20min，然后添加0.15g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL,加入玉 米30.0200g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初馏 出60ml酒精度为17。的混合液。
实施例5
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度lmA/cii^的电催化反应器处理20min，然后添加0.15g的生物絮凝剂聚天 冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉米 30.0340g ，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初馏出 50ml酒精度为3。的混合液。
实施例6
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度100mA/cm2的电催化反应器处理60min，然后添加0.15g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉 米30.0450g,拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初馏 出62ml酒精度为17。的混合液。
实施例7
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度100mA/cm2的电催化反应器处理2min，然后添加0.15g的生物絮凝剂聚天
冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉米 30.0220g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初馏出 54mL酒精度为10。的水和乙醇混合液。
实施例8
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度100mA/cm2的电催化反应器处理20min，然后添加0.25g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉 米30.0210g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初 馏出61mL酒精度为16。的水和乙醇混合液。
实施例9
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度100mA/cm2的电催化反应器处理20min，然后添加0.025g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝20min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉 米30.0030g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初 馏出59mL酒精度为12。的水和乙醇混合液。
实施例10
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度100mA/cm2的电催化反应器处理20min，然后添加0.15g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝40min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉 米30.0033g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初 馏出60mL酒精度为16。的水和乙醇混合液。
实施例11
取150mL乙醇生产酒糟，压滤，滤液先通过工作参数为槽电压5v，电流 密度100mA/cm2的电催化反应器处理20min，然后添加(U5g的生物絮凝剂聚 天冬氨酸，絮凝10min后，用普通过滤使固液分离。取滤液125mL，加入玉 米30.0040g，拌料，再经过予煮，蒸煮，糖化，发酵，简单蒸馏过程后，初 馏出50mL酒精度为5。的水和乙醇混合液。
权利要求
1、一种以粮食、非粮作物及木质纤维素类物质为原料的乙醇生产废水处理及循环利用技术，其特征在于，酒糟经过压滤后，先通过电催化反应器处理，然后添加生物絮凝剂例如聚天冬氨酸，絮凝后，用普通过滤使得固液分离，出水完全回用于乙醇生产。
2. 如权利要求1所述的乙醇废水的电催化和生物絮凝处理法，其特征在于 电催化反应器的工作参数为槽电压2 10v，电流密度1 200mA/cm2，处理时 间为2 60min。
3. 如权利要求1所述的乙醇废水的电催化和生物絮凝处理法，其特征是聚 天冬氨酸的用量为0.01 0.1g/100mL，絮凝时间10 40min。
全文摘要
一种以粮食、非粮作物及木质纤维素类物质为原料的乙醇生产废水处理及循环利用技术，属于废水处理技术领域。本发明公开了一种用电催化技术和生物絮凝技术处理乙醇高浓度有机废水的方法，其特征是乙醇废水先经过压滤处理，滤液再经电催化处理，然后添加生物絮凝剂，絮凝、固液分离后，出水全部循环利用于乙醇生产过程。与其他废水处理方法如机械法、生物法、物化法相比，该方法具有节水、节能、无二次污染等特点，处理水完全回用，实现了乙醇废水零排放，同时为企业节省了用水开支、废水处理费用及排污费用。
文档编号C02F1/52GK101353211SQ20071011941
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者雯 张, 李艳华, 熊蓉春, 刚 魏 申请人:北京化工大学