CN104938771A - 由含蛋白废水制备ddg蛋白饲料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，包括依次进行的预热、pH调节、沉降、固液分离、干燥等步骤。本发明能够使废水中蛋白沉降速度快，蛋白回收率高，不仅减轻了废水处理站中污水处理的负荷，还取得了较大的经济效益，具有过程简单、易于控制，设备投入少，成本低廉等特点，整个制备周期短，易于规模化应用。本发明适用于玉米酒槽经简单过滤后滤液中蛋白的回收处理，也可应用于其它液体中微小颗粒的絮凝沉淀后的分离。

Description

由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种含蛋白废水的处理方法，具体地是一种由含蛋白的废水制备DDG蛋白饲料的方法。

背景技术

目前，以谷物类发酵法生产酒精的过程中所产生的废料可以生产DDG或DDGS蛋白饲料。其中，DDG是将玉米酒精糟（废料）作简单过滤，单独干燥而获得的饲料，而DDG蛋白饲料的生产过程中所产生的滤液pH为3-4，呈酸性，这部分液体一般直接排入污水处理厂进行处理，但废料经离心机提取DDG蛋白饲料后的上清液中含有大量的微小固形物，这些固形物的有效成分为蛋白，它悬浮于溶液中，如若将这部分蛋白进行回收利用制备成DDG蛋白饲料，不仅能减轻污水处理的负荷，更重要的是能很大程度地提高经济效益，尤其是对于没有浓缩装置的饲料生产具有重要意义。

由于DDG蛋白饲料的生产过程中所产生的滤液中蛋白浓度较低，颗粒较小，如果直接将其浓缩、干燥，就会造成能耗大，很不经济。目前，常用的蛋白回收法主要有膜分离法、化学沉降法、生化法等，膜分离法虽然可以回收废水中的蛋白，但是由于分离膜易堵塞，不宜再生，难以更换等加大了生产成本，限制了其使用的规模；化学沉降法主要是使用凝聚剂或者絮凝剂实现颗粒的沉降，加入凝聚剂主要是靠改变颗粒表面的电性质，减弱或者消除颗粒之间的斥力来达到沉降的效果，凝聚体小而密实，凝聚剂对胶体和悬浮液中的颗粒物质的沉降作用明显；而加入絮凝剂主要是对颗粒物质进行吸附形成絮团，这种絮凝作用没有改变颗粒表面的电性质，即颗粒与颗粒之间的斥力仍然存在，因而絮团大而蓬松，其间含有水分，絮凝剂的吸附有选择性，吸附不够彻底；生化法具有较大的难度，技术上还不成熟，运行成本较高。

公告号为CN101857319A的中国发明专利，公开了“一种从含蛋白废水中回收蛋白的方法”，蛋白的回收经过初步净化除杂，调节pH值，絮凝，分离获得蛋白沉淀，最后将蛋白沉淀干燥后获得回收蛋白。该发明中的废水主要来自于水产品中的加工废水、禽畜加工废水、豆制品加工废水等食品工业废水，这些废水中含有可溶于水的蛋白，在一定条件下可自水中析出，该专利中应用的褐藻胶为大分子物质，它对废水中的蛋白主要是靠吸附形成絮凝体而进行沉降，它在使用前先用热水溶解，再倒入废水中进行絮凝，絮凝时间为1-24h，絮凝的时间较长，拉长了整个蛋白回收的周期；另外，褐藻胶为一种生物材料，成本较高，加大了蛋白回收的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种由谷物类发酵法生产酒精的含蛋白废水经离心或过滤后，从滤液中制备DDG蛋白饲料的方法，包括依次进行的预热、pH调节、沉降、固液分离、干燥等步骤，以使废水中蛋白沉降的速度快，蛋白回收率高，不仅减轻废水处理站中污水处理的负荷，还提高的经济效益，该方法过程简单、易于控制，设备投入少，成本低廉，整个制备周期短，易于规模化应用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，它按照如下的步骤顺序进行：

⑴预热

将含蛋白的废水加热至70-90℃，得A；

当加热的温度低于70℃时，废液的粘度较大，沉降过程中的阻力较大，影响沉降的速度，液体中小的固型颗粒并未处于悬浮状态，运动较慢，相互吸附团聚的速度较慢，致使沉降时间延长；当温度高于90℃,由于接近水的沸点，底部料液不断上浮，导致无法形成沉降，另外，温度较高时，蛋白容易失活，且加热料液所需热量较大，造成浪费；

⑵pH调节

调节A的pH为5.5-7.5，得B；

当pH低于5.5时，由于废液的酸度过大，固形物表面的电荷较多，加入沉降剂后效果差，当pH高于7.5时，加入沉降剂后沉降效果不发生变化，造成物料的浪费；

⑶沉降

向B中加入沉降剂，充分搅拌后，得C；

⑷固液分离

C静置分层后，上清液送入污水处理站，下部得到的沉淀物为D；

⑸干燥

将D过滤、烘干至水含量小于12%，即得成品DDG蛋白饲料。

作为本发明的一种限定：

所述的步骤（1）中加热后，废水保温5-10min；

当保温时间超过10min时，废液中的固型颗粒物开始逐渐沉降，沉降后团聚物的尺寸较小，且向下运动沉与池底，加入沉降剂后，与沉降剂接触的面积小，时间短，效果变差；当保温时间小于5min时，废液中的固型颗粒处于“活性”状态数量较少，加入絮凝剂后沉降效果较差；

所述的步骤（2）中，优选调节pH至6.0-6.5；

所述的步骤（1）中，优选加热温度为80-90℃；

所述的步骤（4）中,静置时间为0.5-2h。

本发明还有一种限定，步骤（3）中，所述的沉降剂为硫酸铵或氯化钠，沉降剂的用量为废水重量的0.2-1%。

上述制备方法作为一个整体，具有过程简单、易于控制，设备投入少，整个制备周期短，易于规模化应用的特点。

由于采用了上述的技术方案，本发明所提供的由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

①废水经过预热步骤后，废水中的微小固形物均处于“活性”状态，分子间的运动较快，比表面积大，更有利于凝聚形成沉淀；

②废水中固型蛋白沉降速度快，缩短了整个制备周期；

③废水中的蛋白回收率高，回收率可达50%以上，废水中的COD去除率高；

④本发明过程简单、易于控制，设备投入少，易于规模化应用；

⑤本发明不仅减轻了废水处理站中污水处理的负荷，还取得了较高的经济效益。

本发明适用于玉米酒槽经简单过滤后滤液中蛋白的回收处理，也可应用于其它含微小固形悬浮物体系的固液分离。

本发明下面将结合具体实施例作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1  一种由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法

本实施例为一种由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，含蛋白的废水为以玉米发酵法生产酒精的过程中所产生的酒精糟经过滤后产生的滤液，该方法按照如下的步骤顺序进行：

（11）预热

将1t含蛋白的废水加热至90℃，保温10min，得A1；

（12）pH调节

用质量浓度为10%的NaOH调节A1的pH为6.5（也可以用其它的化学试剂如碳酸钠、或氨水等碱性物质）进行pH调节，得B1；

（13）沉降

称取2kg硫酸铵并加入B1中，充分搅拌后，得C1；

（14）固液分离

C1静置1h后分层，上清液送入污水处理站，下部得到的沉淀物为D1；

（15）干燥

将D1过滤、烘干至水含量小于12%，即得成品DDG蛋白饲料，蛋白饲料的质量为8.014kg。

本实施例中含蛋白的废水经过处理后COD去除率为56.2%， 蛋白的回收率为57.1%，该方法中废水经过预热步骤后，废水中的微型固形物热运动加快,利于增加细小颗粒间的碰撞；废水中的蛋白沉降速度快，缩短了整个制备周期，不仅减轻了废水处理站中污水处理的负荷，还取得了较大的经济效益；该方法过程简单、易于控制，设备投入少，整个制备周期短，易于规模化应用。

实施例2-7  由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法

本实施例分别为一种由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，原料及制备过程与实施例1相同，不同之处仅在于：制备过程中相应的技术参数不同，具体见下表。

上述各实施例中的相应的含蛋白的废水经过处理后，COD的去除率和DDG蛋白饲料的回收率明显升高，相应的废水经过预热步骤后，废水中的细小的固体悬浮颗粒运动加速,利于碰撞形成大的颗粒；废水中的蛋白沉降速度快，缩短了整个制备周期，不仅减轻了废水处理站中污水处理的负荷，还取得了较大的经济效益；各实施例过程简单、易于控制，设备投入少，成本低廉，整个制备周期短，易于规模化应用。

实施例8  沉降剂的种类对含蛋白废水中蛋白回收的影响

发酵法生产酒精的过程中所产生的废料可以生产DDG或DDGS蛋白饲料，DDG是将玉米酒精糟作简单过滤，单独干燥而获得的饲料，而DDG蛋白饲料的生产过程中所产生滤液pH为3-4，呈酸性，这部分滤液中悬浮有大量的微小固形物，这些固形物的有效成分为蛋白，在蛋白的回收过程中，不同种类的沉降剂对蛋白的收率以及废水的COD的去除率有显著的影响。

本实施例对蛋白沉降过程中所加入的沉降剂的种类进行了探索，其中，蛋白制备步骤和相应的技术参数与实施例1相同，不同之处在于：所加入的沉降剂不同，具体的差异见下表。

由上表可知，当沉降剂为本发明所采用的沉降剂（硫酸铵或氯化钠）时，蛋白的沉降效果好，沉降速度快，能缩短整个过程的周期，废水的COD去除率高，减轻了废水处理厂的负荷；当沉降剂为褐藻胶时，蛋白的沉降效果较差，蛋白回收率低，沉降速度慢，废水中COD去除率低；当沉降剂为聚丙烯酰胺时，蛋白的沉降效果好、沉降速度快，但是因为聚丙烯酰胺为高分子物质，略带毒性，使得制备的蛋白饲料有一定的毒副作用，限制了其规模化的应用；当沉降剂为氯化镁或硫酸锌时，蛋白的沉降效果适中，沉降速度较慢；当在沉降中不加入沉降剂时，沉降时间长，蛋白回收率低。

实施例9  预热过程中温度对含蛋白废水中蛋白回收的影响

DDG蛋白饲料的生产过程中所产生滤液中悬浮有大量的微小固形物，对滤液进行加热可以促进液体的分子热运动，使分子达到“活性”状态，降低液体的粘度，从而增强沉降的效果。

本实施例对预热过程中的温度对含蛋白废水中蛋白回收的影响进行了探究，制备步骤和相应的技术参数与实施例1相同，不同之处在于：预热过程中温度不同，具体的数据差异见下表。

由上表可知，当预热温度低于70℃时，由于细小颗粒运动较慢，凝聚需要时间较长，导致废水中蛋白的沉降时间长，蛋白的回收率偏低，COD去除率偏低；当预热温度在70-90℃时，废水中蛋白的沉降速度快，蛋白回收率高，废水的COD去除率高；当温度高于90℃时，由于水接近沸点，液体底部不断上浮，导致无法沉降。

实施例1-7，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明所作的其它形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述技术内容作为启示加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明权利要求的技术实质，对以上实施例所作出的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，其特征在于它按照如下的步骤顺序进行：

⑴预热

将含蛋白的废水加热至70-90℃，得A；

⑵pH调节

调节A的pH为5.5-7.5，得B；

⑶沉降

向B中加入沉降剂，充分搅拌后，得C；

⑷固液分离

C静置分层后，上清液送入污水处理站，下部得到的沉淀物为D；

⑸干燥

将D过滤、烘干至水含量小于12%，即得成品DDG蛋白饲料。

2.根据权利要求1所述的由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，其特征在于：所述的步骤（1）中加热后，废水需保温5-10min。

3.根据权利要求1所述的由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，调节pH至6.0-6.5。

4.根据权利要求1所述的由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，其特征在于：所述的步骤（1）中加热温度为80-90℃。

5.根据权利要求1所述的由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，其特征在于：所述的步骤（4）中,静置时间为0.5-2h。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的由含蛋白废水制备DDG蛋白饲料的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的沉降剂为硫酸铵或氯化钠，沉降剂的用量为废水重量的0.2-1%。