CN102503594B - 用酒精废醪液生产高效有机肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用酒精废醪液生产高效有机肥的方法，它将酒精废醪液的pH值调整至6.0～6.5，并加热煮沸除沫后，进行液、固分离，滤液用蒸发器蒸发浓缩至液相含固量为50～60﹪的浓缩液，冷却沉降后，再分离出固体化肥、液体化肥。不仅工艺简单，设备投资小，日处理300吨酒精废醪液的生产规模，主设备投资仅需200～300万元，而且操作简单、运行费用低，吨废醪液处理成本只需30元，并且整个处理过程中的酒精废醪液可全部回收利用，不外排任何物质，因此不会造成对环境的二次污染。本发明既处理了酒精废醪液的环境污染问题，回收了宝贵的水资源，还在酒精废醪液的处理过程中获得高品质的有机液体肥，固体肥以及无机肥。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机肥料的制备方法，尤其是一种利用糖厂酒精废醪液生产高浓度全水溶有机液体肥料的方法，属于酒精废醪液处理及有机肥技术领域。
背景技术
在以糖厂糖蜜为原料发酵生产酒精的过程中，必将产生酒精废醪液。由于酒精废醪液的COD、BOD很高，pH值较低，而且还含有大量的有机质及氮、钾等成分，若不加以处理，直接排放，将给环境带来污染，还会造成有用的氮、钾等肥料资源的浪费。目前常用的酒精废醪液的处理方法有如下几种：1）农田灌溉法——将酒精废醪液稀释后直接用于浇灌农田；2）浓缩燃烧法——将酒精废醪液经锅炉烟气浓缩后，返回锅炉燃烧，再回收其中的钾资源；3）浓缩喷雾干燥法——将酒精废醪液浓缩、干燥。这些方法一是受限于各种条件而不能全部利用酒精废醪液（如农田灌溉法，要受到施肥地点、时间等的限制）；二是不能全部回收酒精废醪液中的各种资源（如浓缩燃烧法，只回收了其中的钾资源）；三是有的方法虽然能充分利用酒精废醪液，但设备投资大、运行费用高（如浓缩喷雾干燥法，单套设备投资超过1000万元，且吨废醪液处理成本超过100元），其投资及运行成本是普通企业难于承受的，不利于推广运用。
发明内容
为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种工艺简单、投资小，能耗低，能充分利用糖厂酒精废醪液生产有机肥料的方法。
本发明所述百分比均为质量百分比。
本发明通过下列技术方案实现：一种用酒精废醪液生产高效有机肥的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：
A、将酒精废醪液的pH值调整至6.0～6.5；
B、将A步骤调整了pH值的酒精废醪液加热煮沸除沫，得煮沸液；
或者，用A步骤调整了pH值的酒精废醪液对锅炉烟气进行喷淋洗涤，收集洗涤液；
C、将B步骤所得煮沸液或者洗涤液进行液、固分离，得滤液和滤渣，滤渣即为固体有机肥；
D、将C步骤所得滤液用蒸发器蒸发浓缩至液相含固量为50～60﹪的浓缩液，收集蒸发冷凝水；
E、将D步骤所得浓缩液冷却沉降后，分离出固、液相，液相为有机液肥，固相主要成分为硫酸钙、硫酸钾及有机质的混合物，可直接使用；或者对固相进行洗涤，将其中的有机质随洗液返回D步骤参与浓缩，洗涤后的固体即为无机肥，直接使用；
F、用酸洗剂清洗D步骤的蒸发器，清洗后的洗液返回A步骤参与pH值调整。
所述E步骤分离出的液相继续采用与D步骤相同的蒸发器蒸发浓缩至液相含固量为70﹪以上时，即得高浓度的全水溶性有机液体肥，收集蒸发冷凝水。
所述A步骤的pH值用工业级产品氢氧化钙、氢氧化钾、液氨或碳酸氢铵中的一种或几种进行调整。
所述B步骤的酒精废醪液加热是在常规蒸发器中进行，或者用锅炉烟气来完成，以充分利用烟气热能除去酒精废醪液中的部分水分，并同步除去有机杂质泡沫。
所述C步骤的分离采用常规板框过滤机、或真空抽滤机、或离心机完成。
所述D步骤的蒸发器为常规的多效蒸发器，或者低成本的多效降膜蒸发器，且蒸发产生的冷凝水经收集后，可作为糖厂工艺用水循环使用。
所述E步骤的冷却沉降是采用常规沉降池进行冷却、沉降的，以完成固、液相分离。
所述F步骤的清洗为定期清洗，具体是每8～24小时清洗一次，以防蒸发器积垢而影响蒸发效果。
所述F步骤的酸洗剂选用质量浓度为3～5%的工业盐酸或硝酸，使用过的酸洗剂将转变为氯化钙和氯化钾或硝酸钙和硝酸钾的水溶液，该水溶液的数量不会超过酒精废醪液原液质量的0.1%，该水溶液返回A步骤后不会影响最终产品的质量，而硝酸盐和氯化钾本身就是很好的无机化肥。
本发明的难点在于：首先要将酒精废醪液的pH值调整至6.0～6.5的范围。因为：当pH值低于6.0时，在废醪液浓缩至液相质量浓度为50﹪以上时，浓缩液会因大量腐殖酸钾的析出而成为膏状物，从而使浓缩无法继续进行；当pH值高于6.5时，废醪液中的铵态氮在浓缩过程中易以氨气形式挥发损失。其次，酒精废醪液在浓缩过程中，会析出占原液质量1～2%的固体，该固体的主要成分为硫酸钾、硫酸钙和磷酸氢钙等无机盐，其中一部分会在蒸发器加热界面形成积垢，从而降低蒸发器的蒸发效率，若此问题不能得到解决，酒精废醪液的浓缩将无法继续进行。经本申请的发明人潜心研究，从根本上解决了积垢问题，因为积垢的主要成分为硫酸钾、硫酸钙和磷酸氢钙等无机盐，易溶于盐酸和硝酸等无机酸，因此本发明用无机酸定期（8～24小时清洗一次）对蒸发器进行清洗，一方面使酒精废醪液的浓缩得以继续高效进行，另一方面可将洗液返回A步骤参与pH值调整，不外排污染环境。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，不仅工艺简单，设备投资小，日处理300吨酒精废醪液的生产规模，主设备投资仅需200∽300万元，而且操作简单、运行费用低，吨废醪液处理成本只需30元，因为每处理一吨酒精废醪液，只需消耗0.2吨蒸汽，并且整个处理过程中的酒精废醪液可全部回收利用，不外排任何物质，因此不会造成对环境的二次污染。本发明所用热源为锅炉尾气、少部分蒸汽，因此，节能降耗效果相当显著。本发明既处理了酒精废醪液的环境污染问题，回收了宝贵的水资源，还在酒精废醪液的处理过程中获得高品质的有机液体肥、固体肥以及无机肥，具有相当的经济效益和社会效益。由于该液体肥料的主要成分为腐殖酸钾，而钾资源在我国十分紧缺，因此，本发明的重要性不言而喻。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
所用原料：
酒精废醪液：来自某糖厂的酒精废醪液，pH值为4.5，其中：含固量11.1%， K2O 1.67%，总N 0.57%，铵态N 0.38%，SO4 2- 1.88%；
石灰乳（氢氧化钙）：用市购的生石灰配制，其中CaO含量为11.8%。
工艺步骤：
A、将4000克酒精废醪液在搅拌槽中用石灰乳将其pH值调整为6.0；
B、将A步骤调整了pH值的酒精废醪液加入常规蒸发器中加热至沸腾，同步除去有机泡沫；
C、将B步骤加热过的酒精废醪液用真空过滤机过滤，得滤液和滤渣，滤渣即为固体有机肥；
D、将C步骤所得的滤液送入常规多效蒸发器中蒸发浓缩至840克，收集蒸发过程中的冷凝水；
E、将D步骤所得浓缩液送沉降池冷却、沉降后，分离出固体和液体，固体经洗涤后得61.4克（干基），含有：CaO 21.05%，K2O 12.19%，SO336.04%，P2O5 1.78%。而固体中的有机质随洗涤液返回D步骤参与浓缩；
F、将E步骤所得的液体送入常规多效蒸发器中蒸发浓缩至546克（含固71.7%），得成品有机液体肥，其有效成分为：有机质41.0%，腐殖酸29.0%，K2O 10.50%，总N 3.91%，铵态N 2.42%，收集蒸发过程中的冷凝水；
G、用质量浓度为3%的工业盐酸，每8小时清洗一次D步骤的蒸发器，将洗液返回A步骤参与pH值调整；
H、步骤D、F的冷凝水可作为糖厂的工艺用水循环使用。
实施例2
所用原料：
酒精废醪液：来自某糖厂的酒精废醪液，pH值为4.5，其中：含固量11.1%，，K2O 1.67%，总N 0.57%，铵态N 0.38%，SO4 2、1.88%；
碳酸氢铵：来自市购产品，其中N含量为17.0%；
工艺步骤：
A、将4000克废醪液在搅拌槽中用碳酸氢铵将其pH值调整为6.2；
B、将A步骤调整了pH值的酒精废醪液加入常规蒸发器中加热至沸腾，同步除去有机泡沫；
C、将B步骤所得的沸腾液用真空过滤机过滤，得滤液和滤渣，滤渣即为固体有机肥；
D、将C步骤所得的滤液送入常规多效蒸发器中蒸发至720克，收集蒸发过程中的冷凝水；
E、将D步骤所得浓缩液送沉降池冷却、沉降后，分离出液体和固体，固体经洗涤后得67.4克（干基），含有：CaO 16.27%，K2O 21.53%，SO3 38.81%，P2O5 0.45%，而固体中的有机质随洗涤液返回D步骤参与浓缩；
F、将E步骤所得的液体送入常规蒸发器中蒸发至542克（含固71.8%），得成品有机液体肥料，其有效成分为：有机质41.1%，腐殖酸29.0%，K2O 9.71%，总N 4.90%，铵态N 3.52%，收集蒸发过程中的冷凝水；
G、用质量浓度为5%的工业盐酸，每24小时清洗一次D步骤的蒸发器，将该洗液返回A步骤参与pH值调整；
H、步骤D、F的冷凝水可作为糖厂工艺用水循环使用。
实施例3
所用原料：
废醪液：来自某糖厂的废醪液，pH值为4.5，其中：含固量11.1%，K2O 1.67%，总N 0.57%，铵态N 0.38%，SO4 2- 1.88%；
氢氧化钾：来自市购，其中K2O含量为80.0%；
工艺步骤：
A、将4000克废醪液在搅拌槽中用氢氧化钾将其pH值调整为6.5；
B、将A步骤所得的调整液送入常规蒸发器中加热至沸腾，同步除去有机泡沫；
C、将B步骤所得的溶液用真空过滤机过滤，得滤液和滤渣，滤渣即为固体有机肥；
D、将C步骤所得的滤液送入常规降膜蒸发器中蒸发至780克，收集蒸发过程中的冷凝水；
E、将D步骤所得浓缩液送沉降池冷却、沉降后，分离出固体和液体，固体经洗涤得63.4克（干基），含有：CaO 15.95%，K2O 22.80%，SO3 37.81%，P2O5 0.20%，而固体中的有机质随洗涤液返回D步骤参与浓缩；
F、将E步骤所得的液体送入常规降膜蒸发器中蒸发至551克（含固71.8%），得成品有机液体肥料，其有效成分为：有机质41.4%，腐殖酸29.1%，K2O 12.50%，总N 3.90%，铵态N 2.39%，收集蒸发过程中的冷凝水；
G、用质量浓度为4%的工业硝酸，每14小时清洗一次D步骤的蒸发器，将该洗液返回A步骤参与pH值调整；
H、步骤D、F的冷凝水可作为糖厂工艺用水循环使用。
Claims (9)
1.一种用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：
A、将酒精废醪液的pH值调整至6.0～6.5；
B、将A步骤调整了pH值的酒精废醪液加热煮沸除沫，得煮沸液；
或者，用A步骤调整了pH值的酒精废醪液对锅炉烟气进行喷淋洗涤，收集洗涤液；
C、将B步骤所得煮沸液或者洗涤液进行液、固分离，得滤液和滤渣，滤渣即为固体有机肥；
D、将C步骤所得滤液用蒸发器蒸发浓缩至液相含固量为50～60﹪的浓缩液，收集蒸发冷凝水；
E、将D步骤所得浓缩液冷却沉降后，分离出固、液相，液相为有机液肥，固相主要成分为硫酸钙、硫酸钾及有机质的混合物，直接使用；或者对固相进行洗涤，将其中的有机质随洗液返回D步骤参与浓缩，洗涤后的固体即为无机肥，可直接使用；
F、用酸洗剂清洗D步骤的蒸发器，清洗后的洗液返回A步骤参与pH值调整。
2.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述E步骤分离出的液相继续采用与D步骤相同的蒸发器蒸发浓缩至液相含固量为70﹪以上时，即得高浓度的全水溶性有机液体肥，收集蒸发冷凝水。
3.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述A步骤的pH值用工业级产品氢氧化钙、氢氧化钾、液氨或碳酸氢铵中的一种或几种进行调整。
4.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述B步骤的酒精废醪液加热是在常规蒸发器中进行，或者用锅炉烟气来完成，以充分利用烟气热能除去酒精废醪液中的部分水分，并同步除去有机杂质泡沫。
5.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述C步骤的分离采用常规板框过滤机、或真空抽滤机、或离心机完成。
6.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述D步骤的蒸发器为常规的多效蒸发器，或者低成本的多效降膜蒸发器，且蒸发产生的冷凝水经收集后，可作为糖厂工艺用水循环使用。
7.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述E步骤的冷却沉降是采用常规沉降池进行冷却、沉降的，以完成固、液相分离。
8.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述F步骤的清洗为定期清洗，具体是每8～24小时清洗一次，以防蒸发器积垢而影响蒸发效果。
9.如权利要求1所述的用酒精废醪液生产无机、有机肥的方法，其特征在于所述F步骤的酸洗剂选用质量浓度为3～5%的工业盐酸或硝酸。
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