1.本发明涉及一种废水回收利用方法，特别涉及一种利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法。
背景技术：
2.白酒酿造大多以高粱、小麦、玉米等作为原辅料，采用人工培养老窖、发酵、蒸馏、分级贮存、精心勾兑等基本工序酿制而成。白酒酿造过程产生的底锅水、黄水、粮食浸泡水等，其富含残留淀粉、蛋白质、糖类等有机物，污水可生化性好。
3.但是，现有技术中对于酿酒的废水缺乏很好的利用方式，一般都是经过微生物发酵处理分解有机物后，达到排放标准就直接排放。
4.实际上废水中的淀粉、蛋白质、糖类等有机物可以通过合理的方法来生产可降解塑料，但是目前缺乏有效的方法。
技术实现要素：
5.本发明要解决的技术问题是提供一种利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，从而可以合理利用酿酒废水中的大量有机物来生产生物降解塑料。
6.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:
7.一种利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，包括以下步骤：
8.(1)将酿酒废水过滤处理，分离滤渣以及滤液；
9.(2)滤液经过超滤膜设备分离水分，进行浓缩处理；
10.(3)将滤渣加入浓缩处理后的滤液中混合，之后分别集中排放至两个发酵池内；
11.(4)在两个发酵池内分别加入丁二酸发酵微生物以及丁二醇发酵微生物；
12.(5)分离发酵池内的丁二酸以及丁二醇；
13.(6)以丁二酸和丁二醇合成pbs。
14.进一步的，步骤4中的丁二醇发酵微生物包括克雷伯氏菌属、芽孢杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属和沙雷氏菌属。
15.进一步的，步骤4中的丁二醇发酵微生物采用琥珀酸放线杆菌。
16.进一步的，丁二酸的提纯包括以下步骤：
17.(1)将发酵液过滤、离心除去菌体细胞及不溶的固体颗粒杂质，取上清发酵液；
18.(2)上清液添加尿素，在6～25℃下共结晶析出丁二酸-尿素的加合物；
19.(3)将丁二酸-尿素加合物溶于醇中，加入naoh醇溶液，混合析出丁二酸钠，之后过滤、干燥得丁二酸钠；
20.(4)将丁二酸钠经强酸性阳离子交换树脂交换，收集ph 2～6的流出液体，减压蒸发干燥得丁二酸。
21.进一步的，尿素的添加量为发酵液中丁二酸质量的3～7倍，共结晶结晶时间5～18h。
22.进一步的，步骤5中将丁二醇的发酵液依次经过常规的脱盐、蒸馏和真空精馏步骤分离。
23.进一步的，丁二酸和丁二醇通过直接酯化法，酯交换法或者扩链法合成pbs。
24.本发明的有益之处在于：
25.本发明研究出了利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，通过微生物发酵法利用酿酒废水生产出了pbs的原料，然后再将其原料合成了pbs，不仅解决了大量的酿酒废水的处理问题，而且还能产生额外的经济效益。
具体实施方式
26.下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
27.pbs，中文名称：聚丁二酸丁二醇酯；别名：聚琥珀酸丁二酯；分子式：ho-(co-(ch2)2-co-o-(ch2)4-o)n-h；pbs为聚琥珀酸丁二酯，它由丁二酸和丁二醇经缩聚而成，属于脂肪族聚酯类生物降解塑料。pbs是目前世界公认的综合性能最好的降解塑料品种，产品可完全生物降解为二氧化碳和水，属新型环保材料。
28.而酿酒的废水中富含残留淀粉、蛋白质、糖类等有机物，而且废水量大，本发明研究出一种利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，从而不仅解决了废水处理的问题，还能产生额外的经济效益。
29.具体方案如下：
30.首先将酿酒废水进行过滤处理，分离滤渣以及滤液，分离滤渣主要是为了后续渗透分离做准备，分离之后将其中的滤液经过超滤膜设备分离水分，进行浓缩处理；超滤膜设备只允许水分通过，而有机物一般分子量较大，难以通过，依次完成滤液的浓缩。
31.接着将滤渣加入浓缩处理后的滤液中混合，之后分别集中排放至两个发酵池内，在两个发酵池内分别加入丁二酸发酵微生物以及丁二醇发酵微生物，从而进行丁二酸以及丁二醇的微生物发酵生产，其中丁二醇发酵微生物可采用克雷伯氏菌属、芽孢杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属和沙雷氏菌属等，这些细菌均能代谢出丁二醇，芽孢杆菌属具有产生淀粉酶和木聚糖酶的能力,因而可以直接利用淀粉类物质为底物，但其代谢副产物的量较大，目标产物转化率较低；克雷伯氏菌虽然缺乏直接糖化淀粉的能力，但其底物食谱范围也较宽，如葡萄糖、木糖、果糖、阿拉伯糖等都是良好的碳源，发酵也较为彻底，对底物利用率高，且副产品乙醇的量较少，丁二醇的产量较高，因此相对来讲克雷伯氏菌是更具有工业化生产丁二醇前景的菌种。
32.至于丁二酸的发酵微生物采用琥珀酸放线杆菌最为合适，丁二酸是许多严格厌氧菌和兼性厌氧菌代谢的重要中间产物。目前人们已经发现多种微生物可以通过发酵来生产丁二酸(别名：琥珀酸)，其中研究主要集中在产琥珀酸放线杆菌(actinobacillussuccinogenes)和大肠杆菌(e.coli)。此外，曼海姆产琥珀酸菌(mannheimiasucciniciproducens)，产琥珀酸厌氧螺菌(anaerobiospirillumsucciniciproducens)和一些乳酸菌、丙酸产生菌及真菌等也可以产生少量的丁二酸。在众多的产琥珀酸的微生物中，产琥珀酸放线杆菌能够利用多种碳源(葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖等)进
行发酵，并且可以耐受葡萄糖和丁二酸的浓度分别高达158g/l和104g/l。因此，该菌以丁二酸产量高、耐受性强等优点，成为目前丁二酸最具工业化潜力的生产菌株之一。
33.在发酵完成后分离发酵池内的丁二酸以及丁二醇，丁二酸可采用以下方法提纯：1)将发酵液过滤、离心除去菌体细胞及不溶的固体颗粒杂质，取上清发酵液；2)上清液添加尿素，在6～25℃下共结晶析出丁二酸-尿素的加合物，尿素的添加量为发酵液中丁二酸质量的3～7倍，共结晶结晶时间5～18h；3)将丁二酸-尿素加合物溶于醇中，加入naoh醇溶液，混合析出丁二酸钠，之后过滤、干燥得丁二酸钠；4)将丁二酸钠经强酸性阳离子交换树脂交换，收集ph 2～6的流出液体，减压蒸发干燥得丁二酸。
34.至于丁二醇，将丁二醇的发酵液依次经过常规的脱盐、蒸馏和真空精馏步骤分离即可，这些提存步骤是较为成熟的，就不再详述。
35.在丁二醇以及丁二酸分离提纯后，就可以按照现有的合成工艺，例如直接酯化法，酯交换法或者扩链法合成pbs。
36.以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将酿酒废水过滤处理，分离滤渣以及滤液；(2)滤液经过超滤膜设备分离水分，进行浓缩处理；(3)将滤渣加入浓缩处理后的滤液中混合，之后分别集中排放至两个发酵池内；(4)在两个发酵池内分别加入丁二酸发酵微生物以及丁二醇发酵微生物；(5)分离发酵池内的丁二酸以及丁二醇；(6)以丁二酸和丁二醇合成pbs。2.根据权利要求1所述的利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，其特征在于：步骤4中的丁二醇发酵微生物包括克雷伯氏菌属、芽孢杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属和沙雷氏菌属。3.根据权利要求1所述的利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，其特征在于：步骤4中的丁二酸发酵微生物采用琥珀酸放线杆菌。4.根据权利要求1所述的利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，其特征在于：丁二酸的提纯包括以下步骤：(1)将发酵液过滤、离心除去菌体细胞及不溶的固体颗粒杂质，取上清发酵液；(2)上清液添加尿素，在6～25℃下共结晶析出丁二酸-尿素的加合物；(3)将丁二酸-尿素加合物溶于醇中，加入naoh醇溶液，混合析出丁二酸钠，之后过滤、干燥得丁二酸钠；(4)将丁二酸钠经强酸性阳离子交换树脂交换，收集ph 2～6的流出液体，减压蒸发干燥得丁二酸。5.根据权利要求4所述的利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，其特征在于：尿素的添加量为发酵液中丁二酸质量的3～7倍，共结晶结晶时间5～18h。6.根据权利要求1所述的利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，其特征在于：步骤5中将丁二醇的发酵液依次经过常规的脱盐、蒸馏和真空精馏步骤分离。7.根据权利要求1所述的利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，其特征在于：所述丁二酸和丁二醇通过直接酯化法，酯交换法或者扩链法合成pbs。
技术总结
本发明公开了一种利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，包括以下步骤：1)将酿酒废水过滤处理，分离滤渣以及滤液；2)滤液经过超滤膜设备分离水分，进行浓缩处理；3)将滤渣加入浓缩处理后的滤液中混合，之后分别集中排放至两个发酵池内；4)在两个发酵池内分别加入丁二酸发酵微生物以及丁二醇发酵微生物；5)分离发酵池内的丁二酸以及丁二醇；6)以丁二酸和丁二醇合成PBS。本发明研究出了利用酿酒废水生产生物降解塑料的方法，通过微生物发酵法利用酿酒废水生产出了PBS的原料，然后再将其原料合成了PBS，不仅解决了大量的酿酒废水的处理问题，而且还能产生额外的经济效益。而且还能产生额外的经济效益。
技术研发人员：尚光兴 李彦澄
受保护的技术使用者：贵州明俊雅正生态环境科技有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/1/13