[發明專利]一種沼液回用實現沼液資源化的方法

有效

• 申請號: 201110306972.X
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102503019A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張宏建;張建華;唐蕾;毛忠貴
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C12P5/02;C12P7/06;C12P7/48;C12P37/00;C12R1/865;C12R1/685;C12R1/80;C07C31/08;C07C29/80;C07C59/265;C07C51/42;C07D499/18
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技術領域

本發明涉及一種沼液回用實現沼液資源化的方法，具體地說是指對生物發酵產業中產生的提取廢液經過厭氧沼氣發酵，沼液(即厭氧出水)再經過微氧化處理、脫色處理、固體酸吸附處理后，再循環回用作為產品生產的工藝用水，實現沼液資源化的目的，從而削減生產性廢水的污染，同時大幅度降低水資源的消耗，降低生產成本。本發明屬于生物發酵工業技術領域。

背景技術

生物發酵產業涉及食品、醫藥、化工等領域，在國民經濟中占有重要地位，其發展速度和規模受人矚目。如酒精、抗生素、檸檬酸、氨基酸等發酵產品，產量均居世界前列，且每年平均增幅在10％以上。然而，傳統的生物發酵產業也是一個高污染的產業。以發酵法生產酒精為例，每生產一噸產品要排放10～15噸高濃度廢水。對于多數發酵法抗生素而言，由于發酵液中產物濃度低，產品提取后排放的廢水量更大。發酵工業廢水含有豐富的蛋白質、糖類和多種微量元素，廢水COD高達40000-100000mg/L。廢水污染問題已制約我國生物發酵產業的健康可持續發展。同時，我國也是水資源嚴重缺乏的國家之一，在長三角等經濟發達地區，政府不僅限制生物發酵企業的廢水排放總量，對用水總量也已開始出臺相關的限制政策。因此，對于國內生物發酵企業，如何降低新鮮水的消耗與減排有著同樣重要的意義。

目前，傳統發酵工業廢水的處理方法仍主要采用生物法處理：即廢水先經過厭氧發酵產沼氣，沼液再通過曝氣等好氧處理，然后排放。該方法中，厭氧發酵獲得的沼氣可作為能源替代部分煤炭，因而具有良好的經濟效益。但后續的曝氣等好氧處理，則占地大、動力消耗多，尤其是沼液經過曝氣等好氧處理后仍然難以達標排放，還需要經過深度處理，從而增加成本，成為企業的負擔。即使好氧處理后達標排放，也會造成水資源的浪費。

專利申請(2010105764117)提出了一種以厭氧出水為配料水的酒精生產方法，該方法通過對厭氧出水短時間氧化處理后回用于生產作為配料用水，在消除廢水污染的同時節約了大量新鮮水資源。我們的進一步研究結果發現，隨著沼液回用循環批次的增加，仍然會有少數物質出現積累現象。如在原料雜質含量較高的酒精和檸檬酸生產中，沼液中無機離子的濃度隨著循環批次增加而逐漸積累，在青霉素發酵生產過程中，沼液中糠醛類色素物質也有緩慢累積的趨勢。盡管在我們已實施的32批次沼液循環回用的酒精發酵試驗中，還沒有發現上述無機離子、色素等物質的累積對發酵的影響，但可以預見，沼液無限循環可能被迫中斷的風險依然存在。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足之處，消除沼液循環回用生產過程中可能累積的成份，從而提供一種沼液能夠無限制循環回用于生產實現沼液資源化的方法，實現廢水的零排放及水資源的循環利用，并淘汰傳統的好氧裝置，降低運行成本和占地面積。

如圖1所示，按照本發明提供的技術方案，一種沼液回用實現沼液資源化的方法，主要包括以下工藝步驟：

步驟101：發酵液經過各種提取工藝得到提取廢液和產品；

本步驟所謂的提取工藝，是指針對不同產品的發酵液所對應的不同提取手段，如蒸餾、等電結晶、離子交換、沉淀方法、溶劑萃取等行業中常規提取方法，采用其它提取方法也不影響本發明的實施；

本步驟所謂的提取廢液，是指酒精、氨基酸、有機酸、抗生素等發酵液經過各種提取工序獲得發酵產品后排放的廢水。

步驟102：提取廢液經過固液分離得到的濾液；本步驟中的固液分離非必須操作步驟，提取廢液中固體可以和提取廢液一并進入厭氧發酵以增加沼氣產量。步驟102可以根據實際需要選擇是否執行；

步驟103：步驟101產生的提取廢液直接進入厭氧發酵，或步驟101產生的提取廢液經過步驟102處理得到的濾液進入厭氧發酵，厭氧發酵產生沼氣和沼液；

本步驟所述的厭氧發酵，是生物法廢水處理中常用方法，厭氧發酵方式及工藝條件不受限制。本發明最優的厭氧發酵方式采用兩級厭氧發酵，第一級為高溫厭氧發酵，溫度50～70℃，水力停留時間4-10天，第二級采用中溫厭氧發酵，溫度25～45℃，水力停留時間2-8天。厭氧發酵后出水的pH在7.0～8.5、總COD在1000～2500mg/L之間。

步驟104：步驟103產生的沼液經過固液分離得到的濾液；

本步驟中的固液分離非必須操作步驟，沼液中含有少量活性污泥，但并不影響微氧化操作及微氧化的效果，步驟104可以根據實際需要選擇是否執行；

步驟105：步驟103獲得的沼液，直接進行微氧化處理，或沼液先進行步驟104固液分離得到的濾液進行微氧化處理；