[发明专利]一种回用厌氧消化出水和酒糟清液生产乙醇的方法

说明书

本发明公开了一种回用厌氧消化出水和酒糟清液生产乙醇的方法，属于废水处理及乙醇发酵工业技术领域。本发明将厌氧消化出水经膜过滤后的膜滤液、部分酒糟清液、其他拌料水与粉碎后的谷物原料混合配料，然后经液化、糖化、发酵、蒸馏等工序获得乙醇，其中，膜滤液占配料水总质量的30‑90％，酒糟清液占配料水总质量的10‑40％，其余为其他拌料水，通过调整膜滤液、酒糟清液和其他拌料水的比例，或添加乙酸，控制配料水的挥发酸浓度在100‑1200mg/L(以乙酸计)。本发明方法大幅度减少了乙醇生产废水排放，节约了水资源，同时有效地避免了乙醇发酵生酸问题，显著了提高酒精出率，原料利用率提高1‑5％，降低乙醇生产能耗和成本。

技术领域

本发明涉及一种回用厌氧消化出水和酒糟清液生产乙醇的方法，属于废水处理及乙醇发酵工业技术领域。

背景技术

乙醇是一种乙醇是一种重要的工业原料，广泛应用于食品、医药、化工等工业领域，同时也是一种重要的可再生生物质能源(燃料乙醇)，受到世界各国政府的高度重视。

乙醇是我国发酵工业中最主要的大宗发酵产品之一。2017年，全国规模以上乙醇生产企业共有131家，完成总产量830万吨，总产量位居全球第三。2017年9月，国家发展改革委、能源局、财政部等十五部委又联合印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》。方案提出，到2020年，全国范围内将推广使用车用乙醇汽油，基本实现全覆盖。届时，我国燃料乙醇的需求量将达到1300万吨/年，而我国目前的燃料乙醇产量为260万吨/年，所以预计届时将新增燃料乙醇产量1000万吨/年，全国乙醇总产量将达到近2000万吨。

乙醇工业快速发展的同时，也将面临着非常突出的现实问题。即生产过程需要消耗大量的淀粉质原料和水资源，并产生大量的高浓度有机废水(酒糟)。据统计，目前我国60％以上的乙醇生产原料为玉米、小麦和陈化稻谷、糙米，每生产一吨乙醇消耗3吨左右原料和15-20吨工艺用水，同时产生相当量的废水。这些问题给企业带来了巨大的经济负担。因此，如何降低单位产品的废水排放、降低水资源消耗、降低废水处理成本，同时提高原料利用率，就成为目前乙醇工业急需解决的突出问题。

以玉米、小麦、稻谷和糙米为原料生产乙醇时，常规工艺是原料经粉碎、配料、液化、糖化、发酵和蒸馏等过程获得乙醇，剩下的蒸馏废液(全酒糟)经过固液分离处理得到酒糟清液和湿酒糟渣。液化工序的pH值在5-6之间，温度85-105℃，液化时间80-200分钟，液化酶添加量为8-20U/g原料；糖化工序pH值在4.2-5.6之间，温度58-62℃，糖化时间5-60分钟，糖化酶添加量为120-200U/g原料；发酵采用自然pH值，温度28-34℃，酵母接种量为10-30％(v/v)；蒸馏主要包括粗馏和精馏两步，根据乙醇质量要求可以增加脱醛塔、脱甲醇塔等设备，根据操作压力不同可分为差压蒸馏或常压蒸馏等。

酒糟清液经蒸发浓缩获得浓缩液(糖浆)和蒸发凝结水，其中糖浆和湿酒糟渣混合干燥制成酒糟蛋白饲料(DDGS)，而蒸发凝结水则和精塔残液、生产过程中其他废水混合后进入厌氧消化，厌氧消化出水再经好氧生化、芬顿氧化等工序进一步处理后进入三级污水管网或达标排放。

谷物原料乙醇生产过程中的废水主要有：(1)蒸馏废液：是乙醇蒸馏过程中粗馏塔排放的废液，该废液具有高固形物、高COD、低pH的特性；(2)精塔残液：是乙醇蒸馏过程中精馏塔排放的废液，该废液具有清澈透明、低COD、高温、无杂菌的特性；(3)蒸发凝结水：生产DDGS过程中酒糟清液蒸发浓缩产生的二次蒸汽凝结水，该废水同样具有清澈透明、低COD、无杂菌的特性；(4)其他废水：是乙醇生产过程中因清洗设备、地面形成的废水，也包括水蒸汽冷凝水、机泵冷却用水等辅助废水。