申请日2018.01.02
公开(公告)日2018.05.01
IPC分类号C10L1/32
摘要
本发明涉及废水、废物处理和浆体燃料制备技术，旨在提供一种利用发酵药渣和有机废水制备新型浆体燃料的方法。包括：将发酵药渣与一半用量的有机废水置于叶片搅拌器中，通过剪切预处理形成药渣浆;在研磨机中加入经预处理的药渣浆和剩余用量的有机废水，采用湿磨工艺制备得到粘度为1200mPa·s以下的浆体燃料。本发明采用高速剪切对发酵药渣进行改性预处理，释放出被束缚的结合水，克服了其流动性差、吸水性强、难以成浆等缺点。充分利用利用有机废水本身含有的多种分散剂、稳定剂、碱性物质等对发酵药渣进一步调理改性，节约了大量的添加剂。制备工艺和流程简单，操作方便，成本低，不需要进行复杂的、高成本的生化处理，具有明显的经济和环保效益。
权利要求书
1.一种发酵药渣和有机废水制备浆体燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将发酵药渣与一半用量的有机废水置于叶片搅拌器中，以800～1200rpm的转速旋转搅拌20～60min，通过剪切预处理形成药渣浆;
(2)在研磨机中加入经预处理的药渣浆和剩余用量的有机废水，采用湿磨工艺制备得到粘度为1200mPa·s以下的浆体燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵药渣与全部有机废水的质量份数之比为70～90∶10～30。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制发酵药渣与有机废液的加入量，使最终制得浆体燃料中固体的质量百分比浓度为33～42%。
4.根据权利要求1至3任意一项中所述的方法，其特征在于，所述的发酵药渣是采用发酵法制备抗生素、维生素或氨基酸类药物过程中产生的菌丝残渣，其含水率为50～65%。
5.根据权利要求1至3任意一项中所述的方法，其特征在于，所述的有机废水是制药废水、造纸黑液、煤化工废水或印染废水中的一种。
说明书
一种利用发酵药渣和有机废水制备新型浆体燃料的方法
技术领域
本发明涉及废水、废物处理和浆体燃料制备技术。具体地，本发明涉及一种利用发酵药渣和有机废水制备新型浆体燃料的方法。
背景技术
近年来，随着我国医药行业的迅速发展，产生了大量成分复杂的医药废物，给环保事业带来巨大压力。发酵类制药是医药制造业的一种，指通过发酵的方法产生抗生素或其他活性成分，然后经过分离、纯化、精制等工序生产出药物的过程。在发酵制药工程中会产生大量的发酵药渣，发酵药渣的主要成分是剩余的发酵培养基，其中含有微生物菌丝残体、菌种的代谢产物、有机溶媒以及少量的药物及其降解产物。据统计，我国每年产生的发酵药渣量高达一百万吨。发酵药渣粘度大、含水率高(且多为结合水)，若处置不当，会对生态环境和人体健康产生潜在威胁。早在2008年，发酵药渣就被列入中国危险废弃物名录。然而，常见的发酵药渣处置手段(焚烧法、填埋法、饲料化等)或成本太高，或占用土地面积大，或存在生物安全问题，等等，因此，发酵药渣的无害化、资源化处理问题亟待解决。
有机废水，顾名思义，就是以有机污染物为主的废水，其中往往含有大量的碳水化合物、蛋白质、脂质、纤维素等。有机废水的来源很广，包括生活污水、印染废水、造纸黑液、制药废水等。有机废水往往具有有机质浓度高、成分复杂、强酸强碱性、色度高、异味大等特点，属于工业上较难处理的废弃物之一。处理工艺复杂、流程长、处理成本高是这类废水处理过程的显著特点。因而，开发一种新型环保的有机废水处置技术，同样具有很好的现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用发酵药渣和有机废水制备新型浆体燃料的方法，解决发酵药渣和有机废水减量化、无害化、资源化利用的难题。
为了解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种发酵药渣和有机废水制备浆体燃料的方法，包括以下步骤：
(1)将发酵药渣与一半用量的有机废水置于叶片搅拌器中，以800～1200rpm的转速旋转搅拌20～60min，通过剪切预处理形成药渣浆(以此改善发酵药渣的流动性和成浆性能);
(2)在研磨机中加入经预处理的药渣浆和剩余用量的有机废水，采用湿磨工艺制备得到粘度为1200mPa·s以下的浆体燃料(利用有机废水本身含有的多种分散剂、稳定剂、碱性物质等对发酵药渣进一步调理改性)。
本发明中，所述发酵药渣与全部有机废水的质量份数之比为70～90∶10～30。
本发明中，控制发酵药渣与有机废液的加入量，使最终制得浆体燃料中固体的质量百分比浓度为33～42%。
本发明中，所述的发酵药渣是采用发酵法制备抗生素、维生素或氨基酸类药物过程中产生的菌丝残渣，其含水率为50～65%。
本发明中，所述的有机废水是制药废水、造纸黑液、煤化工废水或印染废水中的一种。
发明原理描述：
(1)采用高速剪切对发酵药渣进行预处理改性，能破坏发酵药渣中的絮状结构，使被束缚的细胞水转变成促进润滑的自由水，大幅度改善药渣的流动性;同时，通过挤压、碰撞、剪切的综合作用，使发酵药渣均匀地分散乳化，改善发酵药渣的成浆性能。此外，在此过程中还加入部分有机废水，对药渣的理化特性和流动性进一步进行改善，初步形成具有一定流动性的均匀药渣浆。
(2)将改性的药渣浆和剩余有机废水分别加入研磨机，采用湿磨工艺制备出粘度为1200mPa s以下的发酵药渣浆体燃料。此过程不加入任何的添加剂，而是利用有机废水本身含有的多种分散剂、稳定剂、碱性物质等，对发酵药渣进一步调理改性，同时，结合研磨机的剪切研磨作用，使混合物中各种成分掺混更好，调理更彻底，表面改性效果更佳，制备出具有一定热值的、流动性和稳定性较好的浆体燃料。
(3)合格的浆体燃料存放在储浆罐中，根据需要再送至气化炉进行气化反应，或送至锅炉进行燃烧反应，也可外送至其他用户。
随着气化技术的不断发展完善和工业化装置运行经验的不断积累和成熟，该技术对于原料的适应性逐渐增强，可利用原料的范围也日趋广泛。考虑到化石能源的有限性，富含碳氢元素的工业副产物/废弃物成为了潜在煤、石油的替代品并被广泛应用于研究。而发酵药渣、有机废水往往含有一定的有机物(发酵药渣的干基热值可高达20MJ/kg)，将两者制成的一种浆体燃料作为气化炉(原料以浆体形式输送的气化方式)的原料或辅助原料使用，利用气化炉中高温环境将其中的有机物质完全分解转化，使其成为有用成分进入产品粗煤气，不仅可以解决发酵药渣和污水的高成本处理问题，还能增加粗煤气中的有效成分和热值，同时废水中的有机物如造纸废液中的磺酸盐类、腐植酸类物质还可起到制浆添加剂的作用，分散并稳定浆体中固相物质，形成流动性好的均匀流体，降低气化料浆制备成本，提高企业经济效益。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
(1)采用高速剪切的方法对发酵药渣进行改性预处理，释放出被束缚的结合水，克服了其流动性差、吸水性强、难以成浆等缺点。
(2)充分利用了有机废水如造纸黑液所含有的磺酸盐类、腐植酸类物质，印染废水所含有的洗涤剂、表面活性剂，煤化工废水中所含有的酚类、氨氮物质等，对发酵药渣浆体进行调理改性，节约了大量的添加剂。
(3)制备工艺和流程简单，操作方便，成本低，不需要进行复杂的、高成本的生化处理。
(4)将发酵药渣和有机废水这两类较难处置的废弃物，转化为可供焚烧或气化的浆体燃料，充分利用其中所含的有机物，变废为宝，具有明显的经济和环保效益。