[发明专利]一种乙醛废水回用于乙醇发酵的方法

说明书

本发明公开了一种乙醛废水回用于乙醇发酵的方法，属于乙醇发酵领域。本发明通过将工业生产乙醛的废水资源化处理后直接回用到乙醇发酵中，在降低乙醛废水处理成本的同时也避免废水排放造成的水资源浪费和环境污染。发明将不同比例的乙醛废水回用于乙醇发酵后，乙醇发酵结束后的酒度比自来水发酵有不同程度的上升，且主要副产物甘油含量、残总糖浓度都发生下降。

技术领域

本发明涉及一种乙醛废水回用于乙醇发酵的方法，属于乙醇发酵领域。

背景技术

乙醛是一种重要的工业原料，广泛用于制造乙酸、醋酐、乙酸乙酯及合成树脂等工业领域。据统计，全球乙醛产量在220万吨/年。中国是乙醛的最大生产地，约占全球总生产能力的40％左右。乙醛的主要生产方式有：以乙醇为原料氧化生产乙醛；以乙烯为原料生产乙醛；以乙炔为原料水合法生产乙醛；烷烃直接氧化生产乙醛。其中，以乙醇为原料氧化生产乙醛是工业规模生产乙醛的主要方法。

以乙醇为原料生产乙醛的方法：主要以空气为氧化剂，乙醇蒸汽与空气混合后加热至460℃左右。将混合蒸汽通入安装有铜，银等催化剂固定床反应器，进行氧化脱氢反应。其副反应是乙醛进一步被氧化成乙酸。

主反应：2CH₃CH₂OH+O₂→2CH₃CHO+2H₂O

副反应：CH₃CH₂OH+O₂→CH₃COOH+H₂O

在工业生产中，乙醇氧化制乙醛的同时会产生大量废水，每生产一吨乙醛产生约产生6-8吨废水，该废水具有以下几个特征：

(1)水质、水量差别大

市场需求不同，生产方法较长等因素会导致乙醛废水的水质和水量变化较大，这会加大在废水处理中的困难；

(2)废水成分复杂

乙醇氧化生产乙醛产生的气体主要包括目标产物乙醛，未反应完全的乙醇，以及副反应产物乙酸等组份，经乙醛回收后的废水中主要含有乙醇、乙酸及少量其他可溶于水的反应副产物；不同的生产方法下的废水成分也各有不同，这会造成固定的污水处理工艺复杂，且在运行过程中的不稳定和效率低等问题；

(3)难以生物降解

乙醛废水pH较低，一般在3-4之间，废水的有机物含量较高且缺乏氮磷等营养元素，且废水中含有的大多是有机物对微生物都有毒副作用，这些因素都会给废水的生物处理增加难度。

早前，国内外有许多学者采用不同方式对废水进行处理，使其达到国家污水排放标准。其主要处理手段包括物理、化学和生化等三种手段。

物理法：通过蒸馏，吸附，吹脱和萃取等物理过程分离废水的杂质。有学者采用活性炭吸附和曝气吹脱等方法除去废水中的乙醛，但是效果并不明显。

化学法：针对乙醛废水处理，主要采用混凝沉淀，臭氧氧化及臭氧-活性炭，紫外光联用技术，隔膜电解技术。其中，前两种方法处理效果比较差，而臭氧-活性炭，紫外光联用技术和隔膜电解技术都对废水中的杂质处理有一定去除能力。

生化法：针对乙醛废水处理的主要生物方法包括活性污泥法，曝气生物反应器，多级内循环反应器(MIC反应器)等。活性污泥法主要是在废水中加入微生物生长所需氮磷等营养元素，以废水中有机物为碳源进行生长繁殖，达到去除废水中杂质的目的，该方法在运行中存在系统不稳定的缺陷。

显然，采用传统的废水末端处理方法难以有效治理乙醛废水污染问题，同时也给生产企业带来了沉重的经济负担。