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(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)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(shù)：
：木薯是世界三大薯類作物之一，是生產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)過有效處理直接向外排放，對當?shù)睾拖掠蔚乃h(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(shù)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(zhì)較多對壓搾設(shè)備的磨損嚴重，增加了維護成本，并且去除的水中化學(xué)需氧量值(COD值)較高，環(huán)境壓力很大。
發(fā)明內(nèi)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(jù)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(shù)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(zhì)截留在濾板之間的空間內(nèi)，液體則通過過濾介質(zhì)，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(dǎo)致處理量的急劇下降，并且由于普通濾板本身性質(zhì)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(jù)本發(fā)明，可以使用各種設(shè)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(cè)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(jié)束后將擠壓介質(zhì)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?qū)^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(shù)量可以根據(jù)廢液的濃度進行調(diào)整，優(yōu)選情況下，普通濾板的數(shù)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(chǎn)的廂式濾板；隔膜濾板的數(shù)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(chǎn)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(shù)量與隔膜濾板的數(shù)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(chǎn)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(zhì)的含量，減少了雜質(zhì)對設(shè)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(jù)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(zhì)來實現(xiàn)，所述擠壓介質(zhì)可以為隔膜壓濾機常用的各種擠壓介質(zhì)，例如，所述擠壓介質(zhì)可以為壓縮空氣和/或水。根據(jù)本發(fā)明，所述烘干的設(shè)備可以為各種常規(guī)的烘干設(shè)備，例如，沈陽遠大公司生產(chǎn)的HZG系列烘干機和北京益民工貿(mào)有限公司生產(chǎn)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(lǐng)域技術(shù)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(shù)量為50個，隔膜濾板(景津壓濾機集團有限公司，1250型)的數(shù)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(zhì)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(xué)儀器有限公司，SH-10A)檢測濾餅A1的含水量，結(jié)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(xué)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(jù)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(xué)儀器有限公司，SH-10A)檢測參比濾餅CA1的含水量，結(jié)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(xué)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(shù)量為60個，隔膜濾板(景津壓濾機集團有限公司，1250型)的數(shù)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(zhì)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(xué)儀器有限公司，SH-10A)檢測濾餅A2的含水量，結(jié)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(xué)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(shù)量為55個，隔膜濾板(景津壓濾機集團有限公司，1250型)的數(shù)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(zhì)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(xué)儀器有限公司，SH-10A)檢測濾餅A3的含水量，結(jié)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(xué)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(zhì)含量和COD值雜質(zhì)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(zhì)的含量，結(jié)果如表2所示。COD值的檢測通過國家標準GB11914-89水質(zhì)—化學(xué)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(jié)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(zhì)含量和COD值，結(jié)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(zhì)含量和COD值的雜質(zhì)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(zhì)含量和COD值，從而見減少了雜質(zhì)對設(shè)備的磨損，降低了維護成本；同時也降低了環(huán)境壓力。權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(zhì)含量和COD值，從而見減少了雜質(zhì)對設(shè)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(quán)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