[发明专利]一种蒸发冷凝水资源化处理并回用生产燃料乙醇的方法

说明书

本发明公开了一种蒸发冷凝水资源化处理并回用生产燃料乙醇的方法，属于发酵工程技术领域。本发明将蒸发冷凝水进行O₃氧化以及离子交换处理，处理后的蒸发冷凝水回用于乙醇发酵。此方法解决了蒸发冷凝水对发酵的抑制作用，减少了水资源浪费，且设备投资少，工艺程序简单，具有行业推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种蒸发冷凝水资源化处理并回用生产燃料乙醇的方法，属于发酵工程及环境工程技术领域。

背景技术

以玉米、稻谷等陈化粮为原料发酵法生产燃料乙醇时，蒸馏废液经固液分离、蒸发浓缩、干燥等工序联产高蛋白动物饲料(DDGS)，有效解决了高浓度蒸馏废液的污染难题。但DDGS生产过程中仍然会产生大量低COD浓度的蒸发冷凝水，直接排放将会污染环境。目前，国内多数燃料乙醇生产企业采用好氧生化的处理方法，将蒸发冷凝水COD降解至500mg·L^-1以下后进入城市污水管网，或进一步深度处理后达标排放。生化处理虽然解决了废水污染问题，但衍生了生化剩余污泥的二次污染问题，同时新鲜水资源浪费严重。开发蒸发冷凝水资源化回用技术，实现蒸发冷凝水零排放，不仅能彻底消除蒸发冷凝水的污染问题，同时可以节约水资源，降低生产成本。

蒸发凝结水直接回用拌料是最简单的回用方式，但实践证明蒸发冷凝水直接回用会抑制乙醇发酵。为解决蒸发冷凝水直接回用对乙醇发酵的抑制作用，有研究采用离子交换的方法处理糖蜜燃料乙醇蒸发冷凝水并实现冷凝水部分回用(Fargues et al.,Evaluation of ion-Exchange and Adsorbent Resins for the Detoxification ofBeet Distillery Effluents[J].Tabula Rasa,2010,49(19):377-379.)。有研究采用反渗透结合离子交换的处理方法，可以使糖蜜燃料乙醇蒸发冷凝水的回用率达到87.5％(Lameloise et al.,Combining reverse osmosis and ion-exchange allows beetdistillery condensates to be recycled as fermentable dilution water[J].Desalination,2015.)。但是反渗透存在膜污染、设备购置成本高以及需要消耗大量电力等问题。生物处理方法广泛应用于有机污水处理，其中厌氧消化处理因操作简便、成本低廉被广泛的应用得到乙醇废水处理中。然而蒸发冷凝水的有机物浓度低，其COD值仅为1000mg·L^-1左右，因此厌氧消化并不可取。

因此，研究开发一种蒸发冷凝水资源化处理并回用的方法，对于实现燃料乙醇工业无废制造的目标，彻底解决燃料乙醇工业的污水问题有着重要的应用价值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种蒸发冷凝水资源化处理并回用生产燃料乙醇的方法，所述方法以臭氧作为氧化剂，对蒸发冷凝水进行氧化处理，将蒸发冷凝水中的抑制物氧化为有机酸，再利用离子交换树脂控制氧化后蒸发冷凝水中的有机酸浓度，降低了蒸发冷凝水中抑制物、将有机酸含量控制在利于乙醇发酵的浓度，达到蒸发冷凝水回用于乙醇发酵的目的。且处理方法在常温下进行，降低了能耗；臭氧做氧化剂反应快、用量少、易就地制取、操作方便、无二次污染；处理后的蒸发冷凝水不会影响乙醇发酵，因此乙醇生产使用处理后的蒸发冷凝水可以降低水的用量，也降低了废水产量，同时减轻蒸发冷凝水后续处理费用，减少水资源浪费；本发明设备投资少，工艺程序简单，具有行业推广应用价值。

本发明的第一个目的是提供一种蒸发冷凝水回收处理的方法，所述方法是将蒸发冷凝水中通入臭氧进行氧化，氧化结束后利用离子交换树脂进行离子交换处理，处理完成后，即得回收蒸发冷凝水；

在本发明一种实施方式中，所述通入臭氧的流速为0.05-1.0L/min。

在本发明一种实施方式中，所述通入臭氧的时间为0.5-6h。

在本发明一种实施方式中，所述通入臭氧的体积是蒸发冷凝水体积的18-360倍。