Способ утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырья

Способ утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА ИЗ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, предусматривающий отвод образующегося при брожении диоксида углерода для отделения спирта в спиртоловушке, использование барды - отхода при брагоректификации на кормовые цели, отвод лютерной воды - отхода при ректификации на биологическую очистку, отвод условно чистых вод от охлаждения бражки, засевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, конденсацию и охлаждение спиртовьпс паров при брагоректификации , охлаждение их, возврат в технологиче ский цикл производства спирта, очистку производственно-загрязненных сточных вод, полученных после мойки и стерилизации обрудования и коммуникаций, в смеси с хозяйственно-бытовыми водами окислением микроорганизмами активного ила в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию и умягчение воды в фильтрах химводоочистки и регенерацию фильтров, отличающийся тем, что, с целью экономии энергетических и материальных ресурсов, ёоздания бессточной системы водопользования и охраны окружакщей среды при более полном использовании отходов производства, лютерную воду перед биологической очисткой разделяют на два неравных . i потока, меньший из которых используют для приготовления раствора био-. W генных веществ, направляемого на .первую ступень биологической очистки , а тепло большего потока утилизируют на второй ступени биологической очистки для создания температурного режима, равного 50-55°С, оптималь ,ного для развития термофильных микО ) роорганизмов активного ила, с послесо о сх дуюцим смешиванием полученной биомассы активного или с бардой и использованием смеси в качестве кормо4 вого продукта, перед возвратом охлажденных условно чистых вод в технологический цикл от них отделяют биопленку активного ила и возвращают ее на первую ступень биологической очистки производственно-загрязненных сточных вод, очищенные производственно-загрязненные сточные воды разделяют на два потока, один из которых используют на стадиях технологического процесса производства спирта, а второй - в смеси с охлажденной условно чистой водой подвер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5I)4 С 12 F 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ":

4, ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3696740/28-13 (22) 31.01.84 (46) 30.07.85. Бюл. № 28 (72) Н.P.Ðàõìîíîâ, Л.Н.Мендельсон, А.П.Саввина, Н.А.Крамарский, Б.А.Ус тинников, Д.Д.Жуков, Я.А.Карелин и Ю.В.Бахтин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт продуктов брожения (53) 663 ° 551.6(088.8) (56) Регламент очистки сточных вод спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалистое сырье. M. 1977., с. 41-45 °

Рекомендации по схемам .локальной очистки и использования в обороте сточных вод спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалсодержащее сырье, и требования к качеству воды, многократно используемой в обороте.

М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1981, с.26-32, рис. 3, 5, 7. (54)(57) 1. СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА ИЗ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, предусматривающий отвод образующегося при брожении диоксида углерода для отделения спир. та в спиртоловушке, использование барды — отхода при брагоректификации на кормовые цели, отвод лютерной воды — отхода при .ректификации на биологическую очистку, отвод условно чистых вод от охлаждения бражки, эасевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, конденсацию и охлаждение спиртовых паров при брам горектификации, охлаждение их, возврат в технологический цикл производства спирта, очистку производственно-загрязненных сточных вод, полученных после мойки и стерилизации

„„SU„„1169984 A обрудования и коммуникаций, в смеси с хозяйственно-бытовыми водами окислением микроорганизмами активного ила в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию и умягчение воды в фильтрах химводоочистки и регенерацию фильтров, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью экономии энергетических и материальных ресурсов, создания бессточной системы водопользования и охраны окружающей среды при более полном использовании отходов производства, лютерную воду перед биологической очисткой разделяют на два неравных потока, меньший из которых используют для приготовления раствора био-. генных веществ, направляемого на .первую ступень биологической очистки, а тепло большего потока утилизируют на второй ступени биологической очистки для создания температурного режима, равного 50-55 С, оптимальо ного для развития термофильных микроорганизмов активного ила, с последующим смешиванием полученной биомассы активного или с бардой и использованием смеси в качестве кормового продукта, перед возвратом охлажденных условно чистых вод в технологический цикл ат них .отделяют биопленку активного ила и возвращают ее на первую ступень биологической очистки производственно-загрязненных сточных вод, очищенные производственно-загрязненные сточные воды разделяют на два потока, один из которых используют на стадиях технологического процесса производства спирта, а второй — в смеси с охлажденной условно чистой водой подвер1169984 гают фильтрации и умягчению в фильтрах химводоочистки и направляют на стадию брагоректификации спирта в качестве хладагента с дальнейшим использованием для парообразования в котельной, при этом воду, полученную при регенерации фильтров, освобождают от солей жесткости, отстаи-. вают и осветленную воду разделяют на два потока, один из которых направляют для получения гипохлорита натрия, а второй — на биологическую очистку.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- . шийся тем, что освобожденную от солей жесткости щзду разделяют на два неравных потока, больший из. которых направляют на биологическую очистку, а меньший подвергают электролизу для образования в нем гипохлорида натрия, последний разделяют на два потока, один из которых последовательно используют для дезинфекции технологического оборудования и солода в процессе его приготовления и гидротранспортирования, а очистку, отвод условно чистых вод от охлаждения бражки, засевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, кондеНсации и охлаждения спир5 товых паров при брагоректификации, охлаждение их и возврат в технологический цикл производства спирта, очистку производственно-загрязненных сточных вод, полученных после мойки и стерилизации оборудования и коммуникаций в смеси Е.хозяйственнобытовыми водами окислением микроорганизмами или в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию

15 и умягчение воды в фильтрах хймводоочистки и регенерацию фильтров (21 .

Изобретение относится к спиртовой промьппленности, а именно к способам утилизации отходов, образующихся при производстве спирта из крахмалсодержащего сырья.

Известен способ утилизации отходов производства спирта, предусматривающий отвод диоксида углерода, образующегося при брожении, с последующим отделением из него спирта в спиртоловушках, отвод барды на выращивание кормовых дрожжей (1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ утилизации отходов производства спир та из крахмалсодержащего сырья, предусматриВающий отвод образующегося при брожении диоксида углерода для отделения спирта в спиртоловушке, использование барды — отхода прй брагоректификации на кормовые и цели, отвод лютерной воды — отхода при ректификации на биологическую другой — для дезинфекции охлажденных условно чистых вод.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем,что нри утилизации отходов производства спирта из картофеля очищенные производственно-загрязненные сточные воды разделяют на два потока, один из которых, в свою очередь, разделяют также на два неравных потока, меньший направляют на разваривание, а больший— на мойку картофеля.

4. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что при утилизации отходов производства спирта ,из.зерновых культур очищенные произ.водственно-загрязненные сточные воды разделяют на два потока, один из которых направляют на разваривание.

5. Способ по пп. 1-4, о т л и— ч а ю шийся тем, что рН воды, полученной при регенерации фильтров, поддерживают равным 8,3-8,4 для выпадения солей жесткости путем введения в нее продувочной воды котельной и гидроксида аммония.

Недостатками данного способа являются неполное использование отхо20 дов спиртового производства при их утилизации, что ведет к загрязнению окружающей среды, а также повышенный расход материальных и энергетических ресурсов при их переработке.

1169984 I0

Целью изобретения является зкойомия энергетических и материальных ресурсов, создание бессточной системы водопользования и охрана окружающей среды при более полном исполь- зовании отходов производства.

Цель достигается тем, что согласно способу утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержаще, го сырья, предусматривающему отвод образующегося при брожении диоксида углерода ддя отделения спирта в спиртоловушке, использование барды— отхода при брагоректификации на кормовые цели, отвод лютерной воды— отхода при ректификации на биологическую очистку, отвод условно чистых вод от охлаждения бражки, засевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, конденсацию и охлаждение спиртовых паров при брагоректификации, охлаждение их и возврат в технологический цикл производства спирта, очистку производственно-загрязненных сточных вод, полученных после мойки и стерилизации оборудования и коммуникаций, в смеси с хозяйственно-бытовыми водами окислением микроорганизмами активного ила в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию и умягчение воды в фильтрах химводоочистки и регенерацию фильтров, лютерную воду перед биологической очисткой разделяют на два неравных потока, меньший из которых 35 используют для приготовления раствора биогенных веществ, направляемого на первую ступень биологической очист ки, а тепло большего потока утилиэиэуют на вторй ступени биологической 40 очистки для создания температурного

О режима, равного 50-55 С, оптимального для развития термофильных микроорганизмов активного ила, с последующим смешиванием полученной биомассы 45 активного ила с бардой и использованием смеси в качестве кормового продукта, перед возвратом охлажденных условно чистых вод в технологический цикл от них отделяют биопленку актив- 50 ного ила и возвращают ее на первую ступень биологической очистки производственно-загрязненных сточных вод, очищенные производственно-загрязненные сточные воды разделяют на два 55 потока, один из которых используют на стадиях технологического процесса производства спирта, а второй— в смеси с охлажденной условно чистой водой подвергают фильтрации и умягчению в фильтрах химводоочистки и направляют на стадию брагоректификации спирта в качестве хладагента с дальнейшим использованием для парообразования в котельной, при этом воду, полученную при регенерации фильтров, освобождают от солей жесткости, отстаивают и осветленную воду разделяют на два потока, один из которых направляют для получения гипо" хлорита натрия, а второй — на биологическую очистку.

Освобожденную от солей жесткости воду разделяют на два неравных потока, больший из которых направляют на биологическую очистку, а меньший — подвергают электролизу для образования в нем гипохлорита натрия, последний разделяют на два потока, один из которых последовательно используют для дезинфекции технологического оборудования и солода в процессе его приготовления и гидротранспортирования, а другой — для дезинфекции охлажденных условно . чистых вод, Кроме того, при утилизации отходов производства спирта из картофеля очищенные производственно-загрязненные сточные воды разделяют на два потока, один из которых, в свою очередь, разделяют также на два неравных потока, меньший направляют на разваривание, а больший — на мойку картофеля.

При утилизации отходов производства спирта из зерновых культур очищенные производственно-загрязненные сточные воды разделяют на два потока, один из которых направляют на разваривание.

Целесообразно рН воды, полученной при регенерации фильтров, поддерживать равным 8,3-8,4 для выпадения солей жесткости путем введения в нее продувочной воды котельной и гидъроксида аммония.

На чертеже показана технологическая схема осуществления способа.

Согласно предлагаемой схеме условяо чистые воды от охлаждения продуктов и полупродуктов производства спирта по трубопроводу 1 направляют в градирню 2, где их охлаждают, охлажденную воду по трубопроводу 3 подают снова в технологический цикл

1169984 производства спирта, а образующуюся в процессе охлаждения в градирне биопленку активного ила возвращают в первую ступень биологической 5 очистки. Производственно-загрязненные сточные воды, полученные от приготовления солода, замеса, раэваривания, брожения, получения засевных дрожжей поступают в трубопровод 4

10 и далее направляются на биологическую очистку, где последовательно проходят биокоагулятор 5, первичный отстойник 6, и затем по трубопроводу 7 поступают на первую ступень 8 !

5 биологической очистки, куда по трубопроводу 9 подают биопленку активного ила иэ градирни 2. Лютерную воду, полученную на брагоректификационном ,аппарате 10, разделяют на два пото,ка, один из которых направляют по трубопроводу 11 в емкость t2 и. растворяют в ней соли биогенных веществ раствор по трубопроводу 13

25 направляют на первую ступень 8 биологической очистки, а второй поток по трубопроводу 14 подают на вторую ступень 15 биологической очистки, в которой за счет утилизации тепла

30 л;атерной воды температура повышается до 50-55"С. На второй ступени 15 биологической очистки происходит

\ полная Очистка воды термофильными микроорганизмами активного ила, для развития которых укаэанная температура является оптимальной. За счет этого интенсифицируется процесс биологического окисления органических загрязнений и повьш ается эффект осветления, так как снижается вынос взвешенных веществ с очищенной водой. Полученную в процессе биологической очистки проиэводственнозягрязненных сточных вод биомассу активного ила из первой 8 и второй

15 ступеней отводят по трубопроводу

16, основную ее часть смешивают с бардой в емкости 17 и используют в качестве кормового продукта, а некоторую часть подают в биокоагулятор

5 для интенсификации процесса очистки.

Очищенную воду разделяют на два потока, один иэ которых смешивают с охлажденными условно чистыми водами иэ градирни 2, а затем по трубопроводу 18 подают на фильтры 19 химводоочистки, где одновременно с осветлением происходит умягчение. Второй поток деля, в свою очередь, на два потока (при переработке на спирт кар1 тофеля) и направляют по трубопроводам. 20 и 21 соответственно в аппараты 22 и 23 на разваривание и мойку картофеля.

Умягченную воду после фильтров

19 по трубопроводу 24 направляют на брагоректифииационный аппарат 10 для охлаждения и конденсации паров спирта, после чего подают по трубопроводу 25 в котельную 26, образующийся пар используют на стадиях техно логического процесса.

Регенерация фильтров 19 химводоочистки осуществляют охлажденной в градирне 2 условно чистой водой, воду от регенерации фильтров по трубопроводу 27 направляют в отстойник

28, Условно чистую воду продувают диоксидом углерода, поступающим по трубопроводу 29 из ферментаторов 30 для предотвращения выпадения солей жесткости. Одновременно в отстойник

28 подают по трубопроводу 31 продувочную воду из котельной 26, а также вводят гидроксид аммония для поддержания оптимального рН среды.

Осадок иэ отстойника выводят иэ системы и подвергают очистке в смеси с бытовыми водами.

Освобожденную от солей жесткости воду разделяют на два неравных потока, больший из которых по трубопро воду 32 найравляют на первую .ступень 8 биологической очистки, а меньший по трубопроводу 33 — в электро лизер 34, где подвергают электролизу. Полученный раствор гипохлорита натрия разделяют на два потока, один иэ которых по трубопроводу 35 подают для дезинфекции технологического оборудования и продуктовых трубопроводов, а также для приготовI ления солода в солодовне. Для последовательного использования хлора гипохлорит натрия подают по трубопроводу 36 в солодовню 37 иэ аппарата 22 и ферментатора 30. Второй поток по трубопроводу 38 подают в трубопровод 3 для дезинфекции условно чистых вод.

Воду от гидротранспорта и мойки картофеля по трубопроводу 39 подают в отстойник 40. Осветленную воду по трубопроводу 41 возвращают в гидротранспорт картофеля. После

1169984 гидротранслорта картофель моют биологически очищенной водой, которую подают по трубопроводу 21. Для стабилизации оборотной воды часть ее по трубопроводу 41 подают в биокоагулятор 5.

Пример 1 (производство спирта из зерна).

При получении спирта образуются следующие отходы: диоксид углерода на стадии брожения, барда на стадии брагоректификации, лютерная вода при ректификации.

Условно чистые воды от охлаждения бражки, засевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, от конденсации и охлаждения паров спирта в количестве 2990 м в су тки по трубопроводу 1 подают на градирню

2 для охлаждения. После охлаждения и стабилизации их используют в технологическом цикле.

Производственно-загрязненные воды, полученные от приготовления солода, мойки н дезинфекции технологического оборудования и продуктовых трубопроводов, и обессоленную воду от регенерации фильтров химводоочистки собирают в канализационный трубопровод 4 в количестве 136 м . и направляют в биокоагулятор 5, прой дя первичный отстойник 6 и освободившись от взвешенных веществ, она по трубопроводу 7 поступает в первую ступень 8 биологической очистки, которую по трубопроводу 9 подают

4 м биопленки активного ила иэ градирни 2.

Лютерную воду, полученную на брагоректификационном аппарате 10, разделяют на два неравных потока, меньший иэ которых в количестве 4 м по трубопроводу 11 направляют в емкость

12 для приготовления раствора биогенных веществ, а затем Iro трубопроводу 13 подают на первую ступень

8 биологической очистки, а оставшийся поток — 74 м по 14 подают на вторую ступень биологической очистки 15 ° При этом в ней повышается температура до 55 С за счет утилизации тепла лютерной воды. На второй ступени очистки развивается термофильная микрофлора активного ила, благодаря чему повышается эффект очистки как по окислению органаческих загрязнений, так и по взвешен" ным веществам.

Полученная при очистке воды био5 масса активного ила в количестве

100 кг по трубопроводу подается в емкость 17, где смешивается в бардой и используется в качестве кормового продукта, а 20 кг нла подается в

1О биокоагулятор 5.

Очищенную воду разделяют на два потока, один из которых в количестве

24 м смешивают с 226 м охлажденных условно чистых вод и по трубопроводу 18 подают на фильтры 19 химводоочистки, где наряду с очисткой от взвешенных веществ происходит ее умяг чение. Второй поток в количестве

180 м по трубопроводу 20 направляют на приготовление замеса в аппарат 22.

Умягченную воду после фильтров

19 химводоочистки по трубопроводу

21 направляют в качестве хладагента на брагоректификационный аппарат 10 для конденсации и охлаждения паров спирта, после чего по трубопроводу

25 вода поступает в котельную 26, образующийся пар используют на стадиях технологического процесса. Регенерацию фильтров 19 химводоочистки осуществляют охлажденной в градирне

2 условно чистой водой, воду от регенерации фильтров в количестье

30 мз по трубопроводу 27 направляют

3$ в отстойник 28, условно чистую воду. продувают диоксидом углерода, отводимым йо трубопроводу 29 иэ ферментаторов 30, для предотвращения выпадения солей жесткости. Одновременно

4© is отстойник 28 по трубопроводу 31 подают продувочную воду иэ котельной 26 в количестве 20 м, а также вводят гадроксид амид для поддержания рН среды,- равного 8,3-8,4. Осадок из отстойника 28 в количестве °

2 м выводят иэ системы и направля» ют на очистку смеси с бытовыми сточными водами.

Освобожденную от солей жесткости воду разделяют на два неравных потока, больший s количестве 44 и по трубопроводу 32 направляют на первую ступень биологической очистки 8 а меньший в количестве 4 м ээ по трубопроводу -33 подают в элекТролизер 34, где подвергают электроли,зу. Полученный раствор гипохлорита натрия разделяют на два потока, 1169984

4О

55 один из которых в количестве 2 м по трубопроводу 35 подают для дезинфекции технологического оборудования в аппаратах 22 тепловой обработки и осахаривания сырья, приготовления солода в солодовне 37 и ферментаторов 30. Кроме того, из аппарата 22 и ферментаторов 30 исполь. зованный раствор по трубопроводу

36 подают в солодовню 37 ° Второй поток в количестве 2 м по трубопроводу 38 подают в трубопровод 3, где происходит дезинфекция условно чистых вод, охлажденных в градирне

2, а затем ее используют на технологические нужды.

Пример 2 (производство спирта из картофеля}.

При получении спирта образуются следующие отходы: диоксид углерода на стадии брожения, барда — отход при брагоректификации — ее утилизируют на кормовые цели, лютерная. вода — отход при ректификации - направляют на биологическую очистку, Условно чистые воды от охлаждения бражки, засевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, а также от конденсации и охлаждения спиртовых паров в количестве 2700 м по трубопроводу 1 подают на градирню 2 для охлаждения, после охлаждения и стабилизации используют в технологическом цикле. Количество производственно-загрязненных вод, как по примеру 1, составляет 136 мз .

Транспортно-моечные воды в количестве 1540 м в сутки из гидротранспорта и мойки по трубопроводу 39 подают в отстойник 40. Эти воды после отстаивания по трубопроводу 41 снова.подают на гидротранспорт картофеля для мойки картофеля, по трубопроводу 21 подают биологически очи;щенную производственно-загрязненную воду. Количество воды от гидротранспорта и мойки картофеля соответственно составляет 1400 и 140 м в сутки. Для стабилизации оборотной воды из системы отводят 140 м осветленной воды по трубопроводу 41 и подают в биокоагулятор 5. Биологичес. ки очищенную воду разделяют на два потока, один из которых в количестве 138 м смешивают с 112 м охлаж денной условно чистой воды из градирни и по трубопроводу 18 подают на фильтры 19 химводоочистки, где наряду с удалением взвешенных веществ происходит ее умягчение. Вто1 рой поток биологически очищенной

I воды делят, в свою очередь, на два потока, одИн из которых в количестве 20 м по трубопроводу 20 направляют на приготовление замеса в аппарат 22, а оставшийся в количестве

140 м по трубопроводу 21 подают в аппарат 23 для мойки картофеля.

Остальные отходы утилизируют аналогично примеру 1.

Создание бессточного производства позволит уменьшить сброс сточных вод в водоемы на 99,6-99,7%. Водопотребление из артезианских скважин снизится на 35% при переработке зерновых культур и на 60% при переработ ке картофеля.

Использование биопленки активного ила из градирни для поддержания концентрации адаптнрованных микроорганизмов в перв6й ступени биологической очистки позволит интенсифициро2S" вать процесс биологической очистки в 1,3-1,5 раза и уменьшить вынос взвешенных веществ в 1,3-1,5 раза.

Утилизация тепла лютерной воды позволит интенсифицировать процесс биологической очистки за счет создания в сооружениях на второй ступени температурного режима 50-55 С, оптимального для развития термофильной микрофлоры активного ила. Это позволит увеличить эффект очистки по окислению органических загрязнений в 1,2-1,3 раза, а по эффекту ос ветления (выносу взвешенных веществ) в 1,3-1,5 раза.

За счет использования оборотной и повторной системы водопользования общий расход воды на единицу продукции снизится на 4% при переработке зерна и на 21% при переработке картофеля.

В водоемы выпускается только бытовая вода после соответствующей очистки в количестве 0,3-0,4% от количества производственно-загрязненных сточных вод или 0,02-0,03% от общего количества водопотребления.

Увеличивается использование диоксида углерода на 21 тыс. мэ в год при переработке зерна и на 27 тыс.м при переработке картофеля.

Использование биомассы активного ила в смеси с бардой в качестве кормового продукта увеличит коли1169984

) 2

1ЛУ at

Составитель Л. Пашинина

Редактор М.Недолуженко Техред Т,Фанта Корректор М.Розман

Заказ 4672/22

Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чество корма на 30 т/год, а также исключит затраты на обработку активного ила.

Капитальные затраты на строительство сооружений очистки сточных вод снизятся на 18-20Х, затраты металла — »a 13 т, железобетона — на

100 т, гравия — на 10 т, песка на 10 т, поваренной соли — на

36 — 45 г.

Потребление электроэнергии снизится на 104 тыс. кВт ч в год.