申请日2016.01.04
公开(公告)日2016.06.08
IPC分类号C02F9/14; C02F1/04
摘要
本发明公开了一种生物发酵法制燃料乙醇所产生废水的回用方法及设备，回用方法为将污水系统中水和蒸馏系统废水用于发酵系统配制培养基;回用设备：污水系统中水出水装置通过灭菌装置与缓冲罐Ⅰ进水口连接，缓冲罐Ⅰ出水口连接回用水罐进水口，回用水罐出水口与培养基罐连接;粗馏余馏水出水装置依次通过离心装置、过滤装置和灭菌装置连接缓冲罐Ⅱ入水口，精馏余馏水出水装置依次通过过滤装置和灭菌装置连接缓冲罐Ⅱ入水口，缓冲罐Ⅱ出水口连接回用水罐进水口，回用水罐的出水口与培养基罐连接。本发明不仅减少了企业工业水的消耗量，减轻了污水系统的处理负荷，降低了污水系统运行成本，并且减少了化学品的使用量，降低了生产成本。
权利要求书
1.生物发酵法制燃料乙醇所产生废水的回用方法，其特征在于：将蒸馏系统废水和污水系统中水用于发酵系统配制培养基。
2.如权利要求1所述的回用方法，其特征在于：所述蒸馏系统废水包括粗馏塔底余馏水和精馏塔底余馏水;所述污水系统中水包括MBR膜出水和砂滤过滤器出水。
3.如权利要求2所述的回用方法，其特征在于：所述污水系统中水经灭菌后进入缓冲罐Ⅰ;所述粗馏塔底余馏水经离心、过滤、灭菌后进入缓冲罐Ⅱ;所述精馏塔底余馏水经过滤、灭菌后进入缓冲罐Ⅱ;将缓冲罐Ⅰ和缓冲罐Ⅱ的水按照一定比例注入回用水罐，然后利用回用水罐水和生产水混合用于发酵系统配制培养基;配制培养基用水中，所述缓冲罐Ⅰ水的使用比例为0-50%，所述缓冲罐Ⅱ水的使用比例为0-50%。
4.如权利要求1所述的回用方法，其特征在于：控制所述污水系统中水中COD<100mg/L，BOD<30mg/L，控制蒸馏系统废水中乙醇含量小于1g/L，乙酸含量小于2g/L。
5.一种权利要求1所述废水的回用设备，其特征在于：包括蒸馏系统废水回用设备和污水系统中水回用设备;
所述污水系统中水回用设备为：污水系统中水出水装置通过灭菌装置Ⅰ(1-1)与缓冲罐Ⅰ(5-1)进水口连接，缓冲罐Ⅰ(5-1)出水口连接回用水罐(6)进水口，回用水罐(6)出水口与培养基罐(7)连接;
所述蒸馏系统废水回用设备包括粗馏塔底余馏水回用和精馏塔底余馏水回用两部分;粗馏塔底余馏水出水装置依次通过离心装置(3)、过滤装置和灭菌装置Ⅱ(1-2)连接缓冲罐Ⅱ(5-2)入水口，精馏塔底余馏水出水装置依次通过过滤装置和灭菌装置Ⅱ(1-2)连接缓冲罐Ⅱ(5-2)入水口，缓冲罐Ⅱ(5-2)出水口连接回用水罐(6)进水口，回用水罐(6)的出水口与培养基罐(7)连接。
6.如权利要求5所述的回用设备，其特征在于：所述缓冲罐Ⅰ(5-1)、缓冲罐Ⅱ(5-2)和回用水罐(6)分别与氮气装置连接。
7.如权利要求5所述的回用设备，其特征在于：所述灭菌装置Ⅰ(1-1)和灭菌装置Ⅱ(1-2)为紫外灭菌装置。
8.如权利要求5所述的回用设备，其特征在于：所述精馏塔底余馏水的过滤装置为活性炭过滤装置Ⅰ(2-1)，所述粗馏塔底余馏水的过滤装置为活性炭过滤装置Ⅱ(2-2)和精过滤装置(4)。
说明书
生物发酵法制燃料乙醇所产生废水的回用方法及设备
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种生物发酵法制燃料乙醇所产生废水的回用方法及设备。
背景技术
发酵废水属于高浓度有机废水，处理难度较大，污水处理系统投资和运行费用很高。根据国家目前的环保政策要求是所有工业企业的废水必须实现达标排放，甚至“零”排放，因此如何处理高浓有机废水成为化工、发酵行业必须解决的问题。即使企业的污水经过处理能够达标排放，污水处理成本也是企业所面临的一大问题。因此开发一种少排放或者无排放的废水回用技术，既能实现污水的循环利用，又能降低企业污水处理负荷，具有明显的经济效益和环保效益。
生物发酵法制燃料乙醇工艺是将钢厂的工业煤气通过厌氧细菌发酵直接产生含有乙醇的成熟醪液，成熟醪液经过蒸馏后得到高浓度的乙醇。蒸馏系统所产废水主要为精馏塔及粗馏塔塔底余馏水，COD高达20000以上，其中含有一定浓度的乙醇，乙酸等有机物，还有多种金属离子。以前的处理工艺是将此类废水直接进入污水处理系统，经过生化、膜生物反应器(MBR)及反渗透(R.O)处理后达到合格排放。但是通过对蒸馏系统余馏水的水质检测，发现其金属离子的种类与发酵系统培养液所需的化学成分十分接近，只是浓度不同，而且其中的有机物如乙醇，乙酸等均为发酵反应的代谢产物，因此对菌体没有副作用，存在直接回用的可能。另外这部分蒸馏废水COD高，如果全部进入污水处理系统后处理难度大，处理成本很高，因此若能直接回用部分蒸馏系统废水，必然会减轻污水处理的负荷。同时剩余蒸馏系统废水进入污水处理系统，所产出的中水继续进入回用系统，提高了整个企业的水利用效率，将会显著降低生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对生物发酵制燃料乙醇工艺中所产废水处理难度大、费用高，提供一种生物发酵法制燃料乙醇所产生废水的回用方法及设备。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
生物发酵法制燃料乙醇所产生废水的回用方法，将蒸馏系统废水和污水系统中水用于发酵系统配制培养基。
进一步地，所述蒸馏系统废水包括粗馏塔底余馏水和精馏塔底余馏水;所述污水系统中水包括MBR膜出水和砂滤过滤器出水。
进一步地，所述污水系统中水经灭菌后进入缓冲罐Ⅰ;所述粗馏塔底余馏水经离心、过滤、灭菌后进入缓冲罐Ⅱ;所述精馏塔底余馏水经过滤、灭菌后进入缓冲罐Ⅱ;将缓冲罐Ⅰ和缓冲罐Ⅱ的水按照一定比例注入回用水罐，然后利用回用水罐水和生产水混合用于发酵系统配制培养基;配制培养基用水中，所述缓冲罐Ⅰ水的使用比例为0-50%，所述缓冲罐Ⅱ水的使用比例为0-50%。
进一步地，控制所述污水系统中水中COD<100mg/L，BOD<30mg/L，控制蒸馏系统废水中乙醇含量小于1g/L，乙酸含量小于2g/L。
一种上述废水的回用设备，包括蒸馏系统废水回用设备和污水系统中水回用设备;
所述污水系统中水回用设备为：污水系统中水出水装置通过灭菌装置Ⅰ与缓冲罐Ⅰ进水口连接，缓冲罐Ⅰ出水口连接回用水罐进水口，回用水罐出水口与培养基罐连接;
所述蒸馏系统废水回用设备包括粗馏塔底余馏水回用和精馏塔底余馏水回用两部分;粗馏塔底余馏水出水装置依次通过离心装置、过滤装置和灭菌装置Ⅱ连接缓冲罐Ⅱ入水口，精馏塔底余馏水出水装置依次通过过滤装置和灭菌装置Ⅱ连接缓冲罐Ⅱ入水口，缓冲罐Ⅱ出水口连接回用水罐进水口，回用水罐的出水口与培养基罐连接。
进一步地，所述缓冲罐Ⅰ、缓冲罐Ⅱ和回用水罐分别与氮气装置连接。
进一步地，所述灭菌装置Ⅰ和灭菌装置Ⅱ为紫外灭菌装置。
进一步地，所述精馏塔底余馏水的过滤装置为活性炭过滤装置Ⅰ，所述粗馏塔底余馏水的过滤装置为活性炭过滤装置Ⅱ和精过滤装置。
本发明提供的一种生物发酵法制燃料乙醇所产生废水的回用方法及设备，通过将蒸馏系统废水和污水系统中水的直接回用，不仅减少了企业工业水的消耗量，同时减轻了污水系统的处理负荷;另外由于该工业废水中含有配置培养基所需的多种化学元素，因此减少了化学品的使用量，降低了生产成本。