專利名稱：：一種從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法
技術領域：
：本發(fā)明是關于一種從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法
背景技術：
：木薯是世界三大薯類作物之一，是生產生物乙醇的首選原料。截至2005年，我國木薯種植面積己達657萬畝，全國已有木薯淀粉和酒精加工廠200多家，年生產淀粉50萬噸、木薯乙醇25萬噸。由于木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液含有高濃度的有機物，目前絕大部分乙醇廠排放的廢液沒有經過有效處理直接向外排放，對當地和下游的水環(huán)境造成嚴重影響。目前，木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液的處理方法有1、焚燒法，即將廢液濃縮后進行焚燒，該方法的缺點為焚燒后容易造成二次污染；2、用廢液發(fā)酵制備沼氣，該方法的缺點為投資大和控制技術要求高。因此，目前通常采用回收木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中的固體殘渣作為詞料來處理廢液的方法，該方法包括將廢液過濾去水，得到濾餅；之后對濾餅進行烘干。該方法是一種投資少、容易操作并且對環(huán)境友好的木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液的處理方法，但是，采用該方法的能耗較大，并且該方法過濾去除的水中雜質較多對壓搾設備的磨損嚴重，增加了維護成本，并且去除的水中化學需氧量值(COD值)較高，環(huán)境壓力很大。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法存在能耗大的缺點，提供一種能耗小的從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法。本發(fā)明的發(fā)明人對現(xiàn)有的從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法進行了細致的研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的方法中，廢液除水后得到的濾餅的含水量通常高達75重量％以上，并且現(xiàn)有的方法也無法進一步降低濾餅的含水量；從而使后續(xù)烘干過程中所需的能耗較高。本發(fā)明提供了一種從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法，該方法包括去除廢液中的水，得到濾餅；之后對濾餅進行烘干，得到固體殘渣，其中，以濾餅的總重量為基準，濾餅的含水量小于60重量％。本發(fā)明中，通過在大幅度的降低了得到的濾餅的含水量，從而顯著的降低了后續(xù)烘干過程中所需的能耗。例如，本發(fā)明實施例1-3得到的濾餅Al-A3的含水量分別為60重量％、50重量％和55重量％，而對比例1得到的參比濾餅CA1的含水量則高達78重量％，說明通過本發(fā)明提供的方法對木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液進行過濾并壓榨得到的濾餅的含水量顯著的降低，并且實施例1-3與對比例1相比，烘干所需的能耗大幅度的減少，說明通過本發(fā)明提供的方法能夠大幅度的降低回收固體殘渣所需的能耗。具體實施例方式本發(fā)明提供了一種從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法，該方法包括去除廢液中的水，得到濾餅；之后對濾餅進行烘干，得到固體殘渣，其中，以濾餅的總重量為基準，濾餅的含水量小于60重量％。根據本發(fā)明，所述含水量小于60重量％的濾餅可以通過各種方式得到，例如可以通過對所述廢液進行過濾和壓榨得到的。本發(fā)明的發(fā)明人對現(xiàn)有的從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法進行了細致的研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中通常使用普通的壓濾機對木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液進行過濾，在過濾時廢液進入壓濾機的普通濾板之間，固體顆粒被濾板的過濾介質截留在濾板之間的空間內，液體則通過過濾介質，由出孔排出壓濾機外，隨著過濾過程的延續(xù)，濾餅的厚度逐漸增加，脫水的阻力隨之成倍增大，從而導致處理量的急劇下降，并且由于普通濾板本身性質的限制，過濾壓力無法進一步的提高(一般在lMPa以下)，從而無法進一步降低得到濾餅的含水量。根據本發(fā)明，可以使用各種設備對所述廢液進行過濾和壓榨，優(yōu)選情況下，可以使用隔膜壓濾機來實現(xiàn)，隔膜壓濾機即具有與普通隔膜壓濾機相同的過濾功能，又具有對濾餅進行壓榨而使其再次脫水的功能，在隔膜壓濾機中，普通濾板與隔膜濾板間隔排列，所述隔膜濾板的中間芯板與兩側隔膜壓緊形成兩個密封夾層，所述隔膜濾板的過濾功能與普通濾板相同，但增加了壓搾功能，即，在過濾結束后將擠壓介質從中間芯板入孔注入到密封層中，由于隔膜的彈性作用，能夠對過濾后的濾餅進行鼓漲壓榨，使濾餅再次脫水。所述隔膜壓濾機中普通濾板和隔膜濾板的數量可以根據廢液的濃度進行調整，優(yōu)選情況下，普通濾板的數量為50-60個，所述普通濾板可以通過商購得到，例如景津壓濾機集團有限公司生產的廂式濾板；隔膜濾板的數量為50-60個，所述隔膜濾板可以通過商購得到，例如景津壓濾機集團有限公司生產的1250型隔膜濾板；普通濾板與隔膜濾板間隔排列并且普通濾板的數量與隔膜濾板的數量之比為1:1;符合上述要求的隔膜壓濾機可以通過商購得到，例如，景津壓濾機集團有限公司生產的XMAZG600/1500X2000UBK型號的隔膜壓濾機。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用隔膜壓濾機不但能夠顯著的降低壓搾得到的濾餅的含水量，還能夠大幅度的降低壓榨去除的水中雜質的含量，減少了雜質對設備的磨損，降低了維護成本；并且去除的水中COD值也較低，減輕了環(huán)境壓力。本發(fā)明中，所述木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液是指通過木薯發(fā)酵來制備乙醇時，蒸餾出得到的乙醇以后，殘留的固液混合物。本發(fā)明中，所述過濾的條件沒有特別的限制，優(yōu)選情況下，所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.4-lMPa，過濾的時間為2-8小時；進一步優(yōu)選為，所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.5-0.8MPa，過濾時間為4-6小時。根據本發(fā)明，所述壓搾的條件沒有特別的限制，優(yōu)選情況下，所述壓榨的條件包括壓榨的壓力為10-25MPa，壓榨的時間為0.2-2小時；進一步優(yōu)選為，所述壓榨的條件包括壓榨的壓力為15-20MPa，壓榨的時間為0.5-1小時。本發(fā)明中，所述壓榨壓力可以通過在隔膜壓濾機中充入擠壓介質來實現(xiàn)，所述擠壓介質可以為隔膜壓濾機常用的各種擠壓介質，例如，所述擠壓介質可以為壓縮空氣和/或水。根據本發(fā)明，所述烘干的設備可以為各種常規(guī)的烘干設備，例如，沈陽遠大公司生產的HZG系列烘干機和北京益民工貿有限公司生產的WJI-900B沸騰干燥機與XLS-100型閃蒸干燥機組合型烘干機。本發(fā)明中，所述烘干的條件為本領域技術人員所公知，例如，所述烘干的條件包括烘干溫度為100-200°C，烘干時間為0.2-2小時；進一步優(yōu)選為，烘干溫度為120-150°C，烘干時間為0.5-1小時。下面將通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的具體描述。實施例1將含水量為95重量％的木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液(1噸)加入到隔膜壓濾機(景津壓濾機集團有限公司，XMAZG600/1500X2000UBK)中進行過濾，所述隔膜壓濾機中普通濾板(景津壓濾機集團有限公司，廂式濾板)的數量為50個，隔膜濾板(景津壓濾機集團有限公司，1250型)的數量為50個，并且普通濾板與隔膜濾板間隔排列；所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.8MPa，過濾的時間為2小時，得到濾餅；之后在隔膜濾板中充入擠壓介質空氣，對過濾后的濾餅進行壓搾，所述壓搾的壓力為10MPa，壓搾的時間為2小時，得到的濾餅A1。通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測濾餅A1的含水量，結果如表l所示。將得到的濾餅Al放入到氣流滾筒型烘干機中(鄭州萬谷機械有限公司，JB/T10279-2001)進行烘干，烘干的溫度為120°C，烘干的時間為1.5小時，得到固體殘渣D1，通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測固體殘渣Dl的含水量，固體殘渣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，單位為千克/千克。對比例1根據與實施例1相同的方法對木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液進行過濾，不同的是將隔膜濾板(景津壓濾機集團有限公司，1250型)替換為普通濾板(景津壓濾機集團有限公司，廂式濾板)，所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.8MPa，過濾的時間為2小時，得到參比濾餅CA1。通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測參比濾餅CA1的含水量，結果如表1所示。將得到的參比濾餅CA1放入到氣流滾筒型烘干機中(鄭州萬谷機械有限公司，JB/T10279-2001)進行烘干，烘干的溫度為120°C，烘干的時間為1.5小時，得到固體殘渣CD1，通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測參比固體殘渣CD1的含水量，參比固體殘渣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，單位為千克/千克。實施例2將含水量為95重量％的木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液(1噸)加入到隔膜壓濾機(景津壓濾機集團有限公司，XMAZG600/1500X2000U\)中進行過濾，所述隔膜壓濾機中普通濾板(景津壓濾機集團有限公司，廂式濾板)的數量為60個，隔膜濾板(景津壓濾機集團有限公司，1250型)的數量為60個，并且普通濾板與隔膜濾板間隔排列；所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.4MPa，過濾的時間為8小時，得到濾餅；之后在隔膜濾板中充入擠壓介質空氣，對過濾后的濾餅進行壓搾，所述壓榨的壓力為25MPa，壓榨的時間為0.2小時，得到的濾餅A2。通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測濾餅A2的含水量，結果如表l所示。將得到的濾餅A2放入到氣流滾筒型烘干機中(鄭州萬谷機械有限公司，JB/T10279-2001)進行烘干，烘干的溫度為180°C，烘干的時間為0.5小時，得到固體殘渣D2，通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測固體殘渣D2的含水量，固體殘渣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，單位為千克/千克。實施例3將含水量為95重量％的木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液(1噸)加入到隔膜壓濾機(景津壓濾機集團有限公司，XMAZG600/1500X2000U\)中進行過濾，所述隔膜壓濾機中普通濾板(景津壓濾機集團有限公司，廂式濾板)的數量為55個，隔膜濾板(景津壓濾機集團有限公司，1250型)的數量為55個，并且普通濾板與隔膜濾板間隔排列；所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.5MPa，過濾的時間為6小時，得到濾餅；之后在隔膜濾板中充入擠壓介質空氣，對過濾后的濾餅進行壓搾，所述壓榨的壓力為20MPa，壓榨的時間為0.5小時，得到的濾餅A3。通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測濾餅A3的含水量，結果如表l所示。將得到的濾餅A3放入到氣流滾筒型烘干機中(鄭州萬谷機械有限公司，JB/T10279-2001)進行烘干，烘干的溫度為12(TC，烘干的時間為0.5小時，得到固體殘渣D3，通過水份測定儀(上海精密科學儀器有限公司，SH-10A)檢測固體殘渣D3的含水量，固體殘渣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，單位為千克/千克。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從上表可以看出，本發(fā)明實施例1-3得到的濾餅Al-A3的含水量分別為60重量％、50重量％和55重量％，而對比例1得到的參比濾餅CA1的含水量則高達78重量％，說明通過本發(fā)明提供的方法對廢液進行壓搾得到的濾餅的含水量顯著的降低，并且實施例1-3與對比例1相比，烘干所需的能耗大幅度的減少，說明通過本發(fā)明提供的方法能夠大幅度的降低回收固體殘渣所需的能耗。實施例4-6通過以下方法分別檢測實施例1-3中壓榨去除的水的雜質含量和COD值雜質含量的檢測分別將實施例l-3壓榨去除的水進行攪拌均勻，形成懸浮液；然后取懸浮液1000克，靜置24小時，除去上清溶液，并稱取沉淀物的重量，得到壓榨去除的水中雜質的含量，結果如表2所示。COD值的檢測通過國家標準GB11914-89水質—化學需氧量測定一重鉻酸鉀法分別檢測實施例1-3處理得到的廢水的COD值，結果如表2所示。對比例2通過與實施例4-6相同的方法，檢測對比例1處理得到的廢水中的雜質含量和COD值，結果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表2可以看出，與對比例1壓搾去除的水相比，本發(fā)明實施例1-3壓榨去除的水的雜質含量和COD值的雜質含量和COD值顯著的降低，說明通過本發(fā)明提供的方法不但能夠大幅度的降低回收固體殘渣所需的能耗，還能夠顯著的降低壓搾去除的水的雜質含量和COD值，從而見減少了雜質對設備的磨損，降低了維護成本；同時也降低了環(huán)境壓力。權利要求1、一種從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法，該方法包括去除廢液中的水，得到濾餅；之后對濾餅進行烘干，得到固體殘渣，其特征在于，以濾餅的總重量為基準，濾餅的含水量小于60重量％。2、根據權利要求1所述的方法，其中，所述含水量小于60重量％的濾餅是通過對所述廢液進行過濾和壓榨得到的。3、根據權利要求2所述的方法，其中，所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.4-lMPa，過濾的時間為2-8小時。4、根據權利要求3所述的方法，其中，所述過濾的條件包括過濾的壓力為0.5-0.8MPa，過濾時間為4-6小時。5、根據權利要求2所述的方法，其中，所述壓搾的條件包括壓榨的壓力為10-25MPa，壓榨的時間為0.2-2小時。6、根據權利要求5所述的方法，其中，所述壓榨的條件包括壓榨的壓力為15-20MPa，壓榨的時間為0.5-1小時。7、根據權利要求1所述的方法，其中，所述烘干的條件包括烘干溫度為100-20(TC，烘干時間為0.2-2小時。8、根據權利要求2所述的方法，其中，所述過濾和壓搾是通過隔膜壓濾機實現(xiàn)的。全文摘要本發(fā)明提供了一種從木薯發(fā)酵制備乙醇的廢液中回收固體殘渣的方法，該方法包括去除廢液中的水，得到濾餅；之后對濾餅進行烘干，得到固體殘渣，其中，以濾餅的總重量為基準，濾餅的含水量小于60重量％。通過本發(fā)明提供的方法不但能夠大幅度的降低回收固體殘渣所需的能耗，還能夠顯著的降低壓榨去除的水的雜質含量和COD值，從而見減少了雜質對設備的磨損，降低了維護成本；同時也降低了環(huán)境壓力。文檔編號B01D25/168GK101288438SQ20071030435公開日2008年10月22日申請日期2007年12月27日優(yōu)先權日2007年12月27日發(fā)明者任連彬,劉志民,劉曉峰,張永新,林海龍,鄧立康,郝小明申請人:中糧集團有限公司