[发明专利]碳酸法糖厂减少和消除固体废弃物排放并将其变为有用物质的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳酸法糖厂减少和消除固体废弃物排放并将其转变为有用物质的工艺。

背景技术

目前世界上绝大多数甜菜糖厂和部分甘蔗糖厂使用碳酸法工艺生产白砂糖。这种工艺的优点是生产的白糖的质量较高，优于甘蔗糖厂普遍采用的亚硫酸法工艺。但它产生大量的固体废弃物——滤泥，无法利用，要堆填于荒野，占据大量土地，并造成环境污染。

碳酸法的基本工艺是在糖汁(甜菜汁或甘蔗汁)中加入大量的石灰(对甜菜或甘蔗的比例为2～3％)，通入二氧化碳生成大量的碳酸钙沉淀物，后者能够大量吸附糖汁中的各种杂质，如有色物、胶体和悬浮物，并能加速糖汁的过滤。过滤后的糖汁色泽浅、纯度高，可以用结晶法制得较高质量的白糖，而且蔗糖的回收率较高。长期的实践经验和理论研究说明，为得到高质量的清糖汁和使过滤顺利进行，需要较高的加灰量，而且石灰和二氧化碳的反应要在碱性条件(pH8.5～11)下进行。这样在糖汁过滤时就产生大量的碱性滤泥，它的主要成分是碳酸钙，但还有相当比例的有机物和色素，很难利用。这是因为它的碱性强、有机物和“有肥效”的成分少不能做肥料，而用作水泥的原料亦有多种困难。碳酸法糖厂的滤泥量很大，约为所处理的甜菜或甘蔗量的10％，一个糖厂年排滤泥量数万吨。很多糖厂把它们丢弃在荒野中，附件的山沟、洼地几年就被填满，要转移到较远的堆场。在下雨时雨水将这些滤泥大量带走，引起下游地区的农作物和鱼类死亡，糖厂要大量赔偿损失。

人们对这个问题已经进行了很多年的研究，但至今尚未有一个有效的解决方法。已经有不少糖厂为了回避这个问题，不再用碳酸法工艺而改用亚硫酸法工艺，但生产的白糖质量比不上碳酸法。

发明内容

本发明的目的在于为碳酸法糖厂提供一种减少和消除固体废弃物排放并将其转变为有用物质的工艺，该工艺可大幅度减少糖厂固体废弃物的数量，并将它们加工成为有用的物质，实现“零排放”，同时保留碳酸法制糖产品质量高和回收率高的优点。

本发明提供的碳酸法糖厂减少和消除固体废弃物排放并将其转变为有用物质的工艺，包括以下步骤：

(1)、先用低温磷浮法处理糖汁：将甜菜汁或甘蔗汁，经过预加石灰乳至pH值7.2～8.0、在60～70℃之间加入磷酸和石灰乳，其中磷酸的加入量按五氧化二磷计算为0.2～0.3g/L，加石灰乳至pH7.3～7.8，以及由制泡系统制备的幼细、均匀并有良好活性的气泡，然后加入絮凝剂，搅拌以促进絮凝，此时糖汁中的大量杂质包括各种悬浮物和部分色素及胶体，与磷酸钙和絮凝剂一起凝聚成为稳固的、内部含大量微细气泡的颗粒，然后进入平流式快速浮清器，上述杂质迅速浮上液面，逐渐浓缩成为浓稠深色的浮渣，用连续的机械拨桨刮出，底部得到基本清亮、质量良好的浮清汁；

(2)、将低温磷浮法处理得到的浮清汁进入碳酸法主流程，沿用糖厂现有的碳酸法工艺，即先预加石灰乳到pH10～11，再加灰及进行第一次碳酸饱充，然后过滤，再进行第二次碳酸饱充，再次过滤，而在碳酸饱充的过程中加入聚合氯化铝作清净剂和脱色剂，得到的滤汁经过硫漂后进入蒸发罐浓缩成为糖浆，再煮制成结晶糖；

(3)、将低温磷浮法处理形成的浮渣用压滤机过滤，过滤形成的滤泥为中性，然后对甜菜糖厂和甘蔗糖厂的滤泥分别作出不同处理：

甜菜糖厂的浮渣滤泥的主要成分是汁中原有的碎菜丝，以及化学反应生成的蛋白质和果胶等的凝结物和少量磷酸钙，可应用在两方面：①将滤泥加入到甜菜废丝中一起压干成为废粕副产品；②将滤泥加入蛋白酶和果胶酶水解，得到氨基酸和其他有机物，加入到糖厂的最终糖蜜中，提高糖蜜的含氮量和作为发酵工业原料；

甘蔗糖厂的浮渣滤泥的主要成分是蔗屑、蔗蜡、蔗脂、蛋白质凝结物和磷酸钙。它含有机物75～80％，五氧化二磷5～7％，粗蛋白约10％，是很好的天然肥料，应用在两方面：①直接做肥料或干燥后作复合肥的配料；②从滤泥中分离提取蔗蜡以及氨基酸复合物；

(4)、将碳酸法处理的糖汁用压滤机过滤，过滤形成的滤泥送到水泥厂添加到水泥原料中一起烧成水泥或在糖厂中用烟道器把它进一步干燥，再粉碎和筛选后用作工业填充剂。

这样，碳酸法糖厂的滤泥就全部利用，实现这一部分的零排放。应用本发明工艺，糖厂可沿用原有的碳酸法流程，但有两项重大改变，即：

1.先用低温磷浮法处理糖汁，这步处理除去了糖汁中的大量杂质，可以大幅度地减少碳酸法处理所需的加灰量以及减少其后糖汁的过滤困难，总加灰量可减少60～70％，将滤泥的数量减少至原来的1/3左右。