Способ утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырья Советский патент 1985 года по МПК C12F3/00 

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, отличающийся тем, что освобожденную от солей жесткости адэду 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 пригртов ле1шя и гидротранспортирования, а

9984

другой - для дезинфекции охлажденных условно чистых вод.

3.Способ попп. 1и2, отличающийся тем,что 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.

4.Способ попп; 1 и2, отлич а ю щ и и с я 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, отличающийся 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.

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

Изобретение относится к спиртовой промьшшенности, 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 (jl.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырья, предусматриваю ций отвод образующегося при брожении диоксида углерода для отделения спирта в спиртоловушке, использование барды - отходи при брагоректификации ма кормовые цели, отвод лютерной воды - отхода при ректификации на биологическую

очистку, отвод условно чистых вод от охлаждения бражки, засевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, конде сации и охлаждения спиртовых паров при брагоректификации, охлаждение их и возврат в технологический цикл производства спирта, очистку производственно-загрязненных сточных вод, полученньгх после мойки и стерилизации оборудования и коммуникаций в смеси Ё хозяйственнобытовыми водами окислением микроорганизмами или в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию и умягчение воды в фильтрах химводоочистки и регенерацию фильтров 2 .

Недостатками данного способа являются неполное использование отходов спиртового производства при их утилизации, что ведет к загрязнению окружающей среды, а также повьппенный расход материальных и энергетических ресурсов при их переработке. Целью изобретения является экономия энергетических и материальных ресурсов, создание бессточной системы водопользования и охрана окружакщей среды при более полном исполь зовании отходов производства. Цель достигается тем, что согласно способу утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырья, предусматривающему отвод образующегося при брожении диоксида углерода ддя отделения спирта в спир толовушке, использование барды отхода при брагоректификадии 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 техно логический 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 используют для приготовления раствора биогенных веществ, направляемого на первую ступень биологической очис ки, а тепло большего потока утилизизуют на вторй ступени биологической очистки для создания температурного режима, равного 50-55 С, оптимального для развития термофильных микроорганизмов активного ила, с последую щим смешиванием полученной биомассы 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 ного 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 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 ко/торых 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 мень.ший - 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 которьрс направляют на разваривание. Целесообразно рН воды, полученной при регенерации фильтров, поддерживать равным 8,3-8,4 для вьтадения солей жесткости путем введения в нее продувочной воды котельной и гидт роксида аммония. На чертеже показана технологическая схема осуществления способа. Согласно предлагаемой схеме условно- чистые воды от охлаждения продуктов и полупродуктов производства спирта по трубопроводу 1 направляют в градирню 2, где их охлаждаю -, охлажденную ВОДУ по трубопроводу 3 ПО дают снова в технологический цикл

производства спирта, а образукядуюся а процессе охлаждения в градирне биопленку активного ила возвращают в первую ступень биологической очистки. Производственно-загрязненные сточные воды, полученные от приготовления солода, замеса, разваривания, брожения, получения засевны дрожжей поступают в трубопровод 4 и далее направляются на биологическую очистку, где последовагельно проходят биокоагулятор 5, первичный отстойник 6, и затем по трубопроводу 7 пбступают на первую ступень 8 биологической очистки, куда по трубопроводу 9 подают биопленку Активного ила из градирни 2, Лютерную воду, полученную на брагоректификационном V аппарате 10, разделяют на два пото;ка, один из которых направляют по трубопроводу 11 в емкость 12 и- растворяют в ней соли биогенных веществ, раствор по трубопроводу 13 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 лютеркой воды тe mepaтypa повьяпается до ЗО-ЗЗ С, На второй ступени 13 биологической очистки происхбдит полная бчистка воды термофильными микроорганизмами активного ила, для развития которых указанная температура является оптимальной. За счет этого интенсифицируется процесс биологического окисления органических загрязнений и повьшшется эффект осветления, как снижается вынос взвешенных веществ с очищенной водой. Полученную в процессе биологической очистки производственнозягрязненных вод биомассу активного ила из первой 8 и второй 15 ступеней отводят по трубопроводу 16, основную ее часть смешивают с бардойВ емкости 17 и используют в качестве кормового продукта, а некоторую часть подают в биокоагулято 5 для интенсификации процесса очист

Очищенную воду разделяют на .два потока, один из которых смешивают с охлажденными условно чистыми водами из градирни 2, а затем по трубопроводу 18 подают на фильтры 19 химводоочистки, где одновременно с осветлением происходит умягчение. Второй

.поток делят, в свою очередь, на два потока (при переработке на спирт Kap 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 брагоректифинационный аппарат 10 для охлаждения и конденсации паров спирта, после чего подают по трубопроводу 25 в котельную .6, образующийся пар используют на стадиях техн логического процесса.

Регенерация фильтров 19 химводо- очистки осуществляют охлажденной в градирне 2 условно чистой водой, воду от регенерации фильтров по .трубопроводу 27 нап15авляют в отстойник 28, Условно чистую воду продувают диоксидом угл(ерода, 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 из отстойника выводят из системы и подвергают очистке в смеси с бытовыми водами.

Освобожденную от солей жесткости воду разделяют на два неравных потока, больший из которых по трубопроводу 32 направляют 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 из которых по трубопроводу 35 подают для дезинфекции технологического оборудования и продуктовых трубопроводов а также для приготовления солода в солодовне. Для последовательного использования хлора гипохлорит натрия подают по трубопроводу 36 в солодовню 37 из 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

гидротранспорта картофель моют био логически очищенной водой, которую подают по трубопроводу 21, Для стабилизации оборотной воды часть ее по трубопроводу 41 подают в биоковгулятор 5.

Пример 1 (производство спирта из зерна).

При получении спирта образуются следующие, отходы: диоксид уг/уерода 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 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 и дезинфекции технологического оборудования и продуктовых трубопроводов, и обессоленную воду от регенерации фильтров химводоочистки србирают в канализационный трубопровод 4 в количестве 136 м и направляют в биокоагулятор 5, прой дя первичный отстойник 6 и освободившись от взвешенных вещееfs, она по трубопроводу 7 поступает в первую ступень 8 биологической очистки которую по трубопроводу 9 подают 4 м биопленки активного ила из градирки 2.

Лютерную воду, полученную на брагоректификационном аппарате 10, разделяют на два неравных потока, меньший из которых в количестве А м iro трубопроводу 11 направляют в емкость 12 для приготовления раствора биогенных веществ, а затем по трубопроводу 13 подают на первую ступень 8 биологической очистки, а оставшийся поток - 74 м по трубопроводу 14 подают на вторую ступень биологической очистки 15. При этом в ней повьшается температура до за счет утилизации тепла лютерной воды. На второй ступени очистки развивается термофильная микрофлора активного ила, благодаря чему повьппается эффект очистки как по окислению органи

ческих загрязнений, так и по взвешенным веществам.

Полученнаяпри очистке воды биомасса 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 ила подается в О биокоагулятор 5.

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

24м смешивают с 226 м охлажденных условно чистых вод и по трубопро5 воду 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

20 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

25вода 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 количестве 30 м по трубопроводу 27 направляют

5 в отстойник 28, условно чистую воду, продувают диоксидом углерода, отводимым fio трубопроводу 29 из ферментаторов 30, для предотвращения выпадения солей жесткости. Одновременно

IB отстойник 28 по трубопроводу 31 подают продувочную воду из котельной 26 в количестве 20 м , а также вводят гидроксид амид для поддержания рН среды,- равного 8,3-8,4. Осадок из отстойника 28 в количестве 2 м вьюодят из системы и направляют на очистку смеси с бытовыми сточными водами.

Освобожденную от солей жесткости

воду разделяют на .два неравных

потока, больший в количестве 44 м по трубопроводу 32 направляют на первую ступень биологической очистки В, а меньпшй в количестве 4 м по трубопроводу 33 подают в электролизер 34, где подвергают электроли.зу. Полученный раствор гипохлорита натрия разделяют на два потока.

9

один из которых в количестве 2 м по трубопроводу 35 подают для дезинфекции технологического оборудования в аппаратах 22 тепловой обработки и осахаривания сьфья, приготовления солода в солодовне 37 и ферментаторов 30. Кроме того, из аппарата 22 и ферментаторов 30 использованный 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,разварен ной и осахаренной массы, а также от конденсаций 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 м, 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- пoдaюt на гидротранспорт картофеля для мойки картофеля, по трубопроводу 21 подают биологически очи:щённую производственно-загрязненную воду. Количество воды от гидротранпорта 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. Биологичеки 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

169984

10

наряду с удалением взвешенных веществ происходит ее умягчение. Второй поток биологически очищенной воды делят, в свою о 1ередь, 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 переработке картофеля.

Использование биопленки активного ила из градирни для поддержания концентрации адаптированных микроорганизмов в -первой ступени биологической очистки позволит интенсифицировать процесс биологической очистки в 1,3-1,5 раза и уменьшить выносвзвешенных 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 50-55С, 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 осветления (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 водоёмы вьтускается только бытовая вода после соответствующей очистки в количестве 0,3-0,4% от коли чества производственно-загрязненных

сточных вод или 0,02-0,03% от общего количества водопотребления.

Увеличивается использование диоксида углерода на 21 тыс. м 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 количество корма на 30 т/год, а также исключит затраты на обработку активного ила.

Капитальные затраты на строительство сооружений очистки сточных вод снизятся на 18-20%, затраты металла - на 13 т, железобетона - на 100 т, гравия - на 10 т, песка на 10 т, поваренной соли - на 36-А5 Т.

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