[发明专利]用糖蜜发酵废液制备结晶无机钾盐与饲料添加剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用糖蜜发酵废液制备结晶无机钾盐与饲料添加剂的方法，特别涉及各种糖蜜包括用甜菜、甘蔗、淀粉等各类糖厂产生的糖蜜发酵废醪液的治理与综合利用的技术方法，环保领域。

背景技术

糖蜜是用甘蔗、甜菜或淀粉等糖料提糖后所得的副产物，糖蜜经过发酵生产酵母、酒精、味精、柠檬酸及赖氨酸等发酵产品后所剩的废醪液统称为糖蜜发酵废液。在制糖生产中，由于酶促反应、美拉德反应、焦糖化、碱降解等因素的影响，物料颜色不断加深，糖蜜中集中了大量的有色物，包括糖汁中原有的有色物以及生产过程中产生的有色物。除进口外目前我国制糖工业年产废糖蜜450万吨以上，几乎所有废糖蜜都用来做酒精、酵母、谷氨酸、柠檬素和赖氨酸等发酵制品，所产生的废水量超过1.2亿吨以上。糖蜜发酵废液的色值平均高达10～14万IU，pH值为3.5～4.5，CODr值和BODr值分别高达80000mg/L～130000mg/L和50000mg/L～80000mg/L，直接排放造成严重的环境污染，因此糖蜜发酵废液长期以来被国家列为高浓度废液和食品与发酵工业最严重的污染源。

糖蜜发酵时只利用其中的碳水化合物，发酵废液中还含有丰富的维生素、生长素、有机酸、蛋白质、以及除谷氨酸外的9种必需氨基酸和微量元素等营养成分，是理想的饲料添加剂。但由于糖蜜发酵废液中含有过高的钾，直接饲用会损伤动物消化系统甚至导致动物死亡，因此在利用糖蜜发酵废液作饲料之前必须先将废液进行提钾处理。

目前我国对于糖蜜发酵废液的处理和使用方法主要有：直接灌溉农田；浓缩燃烧法；制复合肥法；生物治理如厌氧接触法、生物污泥法等。上述几种方法都因各自的弊端不能大量推广应用。其中长期使用pH在3.5～4.5的废水直灌对土壤质地与结构产生破坏作用；浓缩燃烧法不仅耗能而且腐蚀设备，造成投资大收益小；制复合肥需要添加大量化肥补充肥效，导致成本增加；生物治理法虽然可以去除大部分BOD，但不能有效去除普通微生物不易分解的有色物质，使发酵废液很难达到国家排方标准。另外还有尝试用碳酸氢氨提钾的报道，但因分离方法问题使该技术十年来没有进展。

发明内容

本发明的目的在于改变现有治理和利用糖蜜发酵废液的缺点，提供一种工艺简单、经济环保的分离反应一体化生产结晶无机钾盐和饲料添加剂的方法。

本发明通过下述技术方案实现：

用糖蜜发酵废液制备结晶无机钾盐与饲料添加剂的方法，包括如下步骤和工艺条件：

(1)向糖蜜发酵废液中加入助凝剂形成混合物，对糖蜜发酵废液静置2～24小时，温度为30℃～100℃，使悬浮物絮凝沉降，取上清液备用；所述助凝剂为数均分子量为200～2500万的聚丙烯酰胺或氧化钙；所述聚丙烯酰胺在混合物中的浓度为1ppm～300ppm；所述氧化钙在混合物中的浓度为1mmol/L～300mmol/L；

(2)将经过预处理后的上清液用树脂柱吸附分离糖蜜发酵废液上清液中的K⁺；经过树脂床的上清液体积为树脂床体积的1～50倍；糖蜜发酵废液中的钾离子从糖蜜发酵废液中分离出来并且吸附在树脂上；

(3)在吸附有钾离子的树脂柱中加入再生剂进行树脂的再生，再生的同时反应生成无机钾盐，并从树脂上脱附下来，得到含有无机钾盐的洗脱液；所述再生剂为可溶性的、能与钾离子发生置换反应的无机酸；所述再生剂的摩尔浓度为50mmol/L～800mmol/L，再生剂的用量为树脂体积的2～6倍；所述再生剂再生及反应的温度为30℃～100℃；再生剂的流速为树脂床体积的1～10倍；

(4)将含有钾盐的洗脱液经加热浓缩结晶、冷却、离心分离、洗涤、干燥，得到结晶钾盐；

(5)将脱除钾离子的糖蜜发酵废液加热浓缩或浓缩后喷雾干燥得饲料添加剂。

所述助凝剂为氧化钙时，助凝剂还包括向氧化钙中加入磷酸，其中磷酸在混合物中的浓度为10ppm～500ppm。

所述无机酸为硫酸、盐酸、硝酸或磷酸。

所述树脂为强酸性阳离子交换树脂。