[發明專利]纖維素乙醇生產廢水回用的方法

無效

• 申請號: 201210240515.X
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102718369A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 馮玉杰;于艷玲;于麗新;趙偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種廢水處理方法。

背景技術

據國際能源署(IEA)統計，60％的石油消耗是車用燃料。燃料乙醇可以與汽油以一定比例混合，也可以單獨使用作為車用燃料，同時，乙醇也是一種可生物制取的可再生能源，其燃燒釋放的溫室氣體遠小于汽油，因此，安全、潔凈的乙醇被認為是最有可能代替石油的可再生能源。

目前的燃料乙醇生產原料主要是淀粉質生物質如玉米、小麥、木薯，和糖質原料如甘蔗、甜菜、甜高粱等，這類乙醇被稱為第一代乙醇。我國是一個經濟快速發展，能源消耗快而又地少人多的國家，國情現狀決定了基于糧食為原料的乙醇大規模生產在我國無法實現；在我國利用甘蔗等糖質原料生產乙醇也備受土地資源和自然氣候的限制；因此，在我國發展原料豐富、價格低廉第二代乙醇——纖維素乙醇是符合我國國情的明智之舉。

近兩年來，纖維素乙醇研究的一些關鍵技術已經被突破，現在正處于產業化的關鍵階段。隨著產業化腳步的加快，與纖維素乙醇生產配套的其他相關技術研究也要提上日程。纖維素乙醇廢水處理問題就是急待解決的問題之一。一般生產1噸纖維素乙醇的廢水排放量是18～30噸。纖維素乙醇廢水屬于高濃度難降解有機廢水，COD濃度高達70000～160000mg/L，在處理上難度很大，采用目前廣泛使用的生物處理技術處理后，出水很難達到排放標準，如果采用物化方法等技術繼續深度處理，需要消耗大量的能量，材料成本和技術成本也很高，這給企業帶了沉重的負擔，不利于纖維素乙醇產業的發展。另外，既使經過處理后，這么大量的水排入環境也會給周圍環境帶來很大的壓力。因此，如果能將這些廢水簡單的處理后，實現有效的工藝回用將有利于企業也有利于環境。

發明內容

本發明是為了解決纖維素乙醇生產廢水處理后很難達到排放標準，排放會污染環境，繼續深度處理需要消耗大量的能量和成本的技術問題，提供了一種纖維素乙醇生產廢水回用的方法。

纖維素乙醇生產廢水回用的方法如下：

一、將300～500ml?COD值為200～1200mg/L、VFAs＜50mg/L的纖維素乙醇生產廢水生物處理后的出水與150g蒸汽爆破秸稈混合，充分攪拌均勻，放置半小時，并且每隔5min攪拌一次，然后用真空過濾機過濾；

二、將COD值為200～1200mg/L、VFAs＜50mg/L的纖維素乙醇生產廢水生物處理后的出水加入到步驟一所得的濾渣中，得到固液混合物，固液混合物中固體的質量濃度為20％，用氫氧化鈉調節固液混合物的pH值為4.8～5.0，再在121℃滅菌20min，加入15～20g纖維素酶，在溫度為50℃、轉速為100～150rpm的條件下糖化48小時，糖化結束后，在無菌條件下調節pH值為5.5～6.0，然后加入1.0～1.5g安琪酵母，在溫度為32～35℃、轉速為100～150rpm的條件下發酵48～72小時，即得纖維素乙醇。

采用本發明將纖維素乙醇廢水用于纖維素乙醇生產工藝的脫毒用水和糖化發酵用水時，發酵60小時，可獲得最高乙醇產量為35～38g/L。本發明采用纖維素乙醇生產廢水生物處理后的出水代替清潔水回用脫毒和糖化發酵工藝段，乙醇產率不僅沒有降低反而略有提高。這是因為纖維素乙醇廢水處理后，其中對發酵有抑制作用的物質如小分子酸、糠醛、羥甲基糠醛已被去除或降低到很低的濃度，所以該水可以應用于脫毒，而纖維素乙醇廢水中存在的氮磷等元素和鎂鈣等離子又是發酵微生物所需要的營養成分，因此回用以后，其效果比清潔水更有優勢。在發酵時間提高到60小時時，工藝乙醇產量比用清潔水提高8.7％，是不脫毒時產量的4.7倍。

應用本發明的廢水回用工藝，處理后的出水可以代替清潔水實現在工藝上的回用，纖維素乙醇廢水可以全部回用，實現廢水零排放，減小了環境壓力，且在廢水處理板塊，可以減去好氧處理工藝段，這將為企業節約大筆費用。同時，用處理后的出水可以代替清潔水回用于纖維素乙醇生產工藝中的水洗脫毒工藝，也解決了該工藝段消耗清潔水量過大的缺點。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式纖維素乙醇生產廢水回用的方法如下：

一、將300～500ml?COD值為200～1200mg/L、VFAs＜50mg/L的纖維素乙醇生產廢水生物處理后的出水與150g蒸汽爆破秸稈混合，充分攪拌均勻，放置半小時，并且每隔5min攪拌一次，然后用真空過濾機過濾；