CN111517500B - 一种甜菜制糖的水循环系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甜菜制糖的水循环系统及方法，主要包括：格栅机、沉淀池、板框压滤机、污水处理站、换热器、冷却塔、热水箱、落水箱、循环水箱等设备；循环方式包括：冲洗甜菜水通过所述格栅机、沉淀池、清水池及污水处理站处理后循环使用；压粕水通过除渣、灭菌后全部回收用于渗出工艺；凝结水通过所述冷却塔、热水箱、落水箱、循环水箱组成的冷却水循环系统进行循环使用。本发明优点在于充分利用甜菜制糖工艺中产生的水，结合水处理方法进行循环使用，解决了甜菜制糖耗水量大的问题，同时结合冷却水循环系统，进一步减少生产耗水，实现了节能减排，降低生产成本的目的。

Description

一种甜菜制糖的水循环系统及方法

技术领域

本发明涉及水循环系统技术领域，尤其涉及一种甜菜制糖的水循环系统及方法。

背景技术

甜菜制糖厂生产过程中，甜菜的流送和洗涤，糖分的渗出，物料的稀释，设备的冷却，蒸汽的产生与冷凝等，都需要使用大量的水。现阶段，由于先进工艺和设备的引进，生产用水量有了大幅度的降低，但甜菜制糖厂仍然是用水大户，不仅每日消耗大量新水，还要排放大量废水，而且还会消耗大量的电能和热能。因此，如何能进一步降低新水用量或彻底不使用新鲜水，将是甜菜制糖工作者继续攻克的难题。

中国专利201920387117.8公开了一种甜菜清洗水循环系统，该甜菜清洗水循环系统包括满流洗菜机、甜菜绞龙、滚筒喷淋洗菜机、甜菜皮带输送机、污水池、尾根格栅机、精细格栅机、回转式固液分离机、除杂皮带机、集水池、辐流沉淀池、清水池、循环水泵和尾根绞龙，满流洗菜机与滚筒喷淋洗菜机连接，滚筒喷淋洗菜机与甜菜皮带输送机连接，甜菜绞龙设置于满流洗菜机内，甜菜绞龙的出料口与滚筒喷淋洗菜机的进料口连接。

中国专利201020117562.1公开了一种甜菜制糖中的压粕水灭菌回收系统。它包括依次连通的渗出器、螺旋输送机、压粕机、压粕水箱和循环泵，其特征在于，还包括第一换热器、保温杀菌罐和第二换热器；所述循环泵出口连通第一换热器的冷媒入口端，第一换热器的冷媒出口端连通第二换热器的冷媒入口端，第二换热器的冷媒出口端连通保温杀菌罐的入口端，保温杀菌罐的出口端连通第一换热器的热源入口端，第一换热器的热源出口端连通渗出器的入口端；第二换热器的热源入口端和出口端连通外界热源。

以上公开技术，一定程度减少了甜菜制糖工艺中的用水需求，但仍未解决整体制糖系统中其余用水处用水问题，因此需要一种甜菜制糖的水循环系统及方法，在甜菜制糖生产过程中，既能够充分利用水，又能够使循环水符合生产标准，还能减少加热能耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种甜菜制糖的水循环系统及方法，能够解决上述问题。

为此目的，本发明由如下技术方案实施。

一种甜菜制糖的水循环系统，包括：格栅机、沉淀池、板框压滤机、污水处理站、换热器、冷却塔、热水箱、落水箱、循环水箱；

所述格栅机进水端连接甜菜流送沟出水口，所述格栅机出水端连接所述沉淀池，所述沉淀池出水管连接所述甜菜流送沟的冲洗设备，沉淀池污泥经过所述板框压滤机压滤，所述板框压滤机出液口连接至所述污水处理站，所述污水处理站出水管连接一级洗菜机及瓦斯气体洗涤器；

所述一级洗菜机和二级洗菜机出水口均连接至所述格栅机，所述瓦斯气体洗涤器出水口连接所述一级洗菜机；

所述热水箱进水端分别连接蒸发罐冷凝水出水口、结晶罐出水口；所述热水箱出水端分两路，一路通过所述换热器连接所述落水箱，另一路分别连接渗出器进水口和所述结晶罐进水口；所述落水箱出水端连接所述冷却塔，所述冷却塔出水端连接所述循环水箱，所述循环水箱分别连接二级洗菜机、瓦斯泵散热器、真空泵散热器、助晶机散热器、泵群散热器及硫磺炉散热器；

所述渗出器废粕排出口连接压榨机，所述压榨机出汁口连接压粕水除渣灭菌装置，所述压粕水除渣灭菌装置出水口连接所述渗出器进水口；

所述循环水箱通过冷凝器连接所述落水箱；

所述瓦斯泵散热器、真空泵散热器、助晶机散热器、泵群散热器及硫磺炉散热器出水口均连接至落水箱。

进一步，所述格栅机为回转式格栅机；所述沉淀池为辐流式沉淀池。

进一步，所述冷却塔为多级冷却塔，且四周安装有防护网。

进一步，压粕水除渣灭菌装置为除渣器及灭菌罐。

进一步，所述热水箱有效容积按水比重换算容量，为日均处理甜菜重量的1.0％-1.5％。

进一步，各输水管道中安装有管道过滤器。

另一方面，本发明提供一种基于上述甜菜制糖水循环系统进行甜菜制糖的水循环方法，具体步骤如下：

S1、甜菜通过水冲洗经过流送沟，污水进入格栅机，经过过滤后流入沉淀池，污水经过沉淀处理后返回所述流送沟继续用于冲洗甜菜；沉淀池污泥经过管道进入脱泥间经过板框压滤机压滤，完成脱泥工艺，产生的泥饼外排，脱泥后污水流入污水处理站，处理后形成中水；

S2、甜菜经过所述流送沟后依次经过一级洗菜机、二级洗菜机；所述污水处理站处理后中水分两路，一路进入一级洗菜机进行甜菜清洗，另一路进入瓦斯气体洗涤器，所述瓦斯气体洗涤器流出的水进入所述一级洗菜机对甜菜进行清洗；所述二级洗菜机清洗用水来自循环水箱；所述一级洗菜机、二级洗菜机流出污水进入所述格栅机，并与所述流送沟排出污水汇合进入所述沉淀池；

S3、经过所述二级洗菜机的甜菜进行切丝处理，后进入渗出器，产出渗出汁进入蒸发罐，废粕进入压榨机，所述压榨机产生的压粕水经过压粕水除渣灭菌装置返回所述渗出器参与渗出工艺，期间需补充的水由热水箱提供；所述渗出汁经过所述蒸发罐形成糖浆，并进入结晶罐结晶；所述蒸发罐通过冷凝器凝结出水与所述结晶罐排水汇入所述热水箱，所述热水箱排出水分两路，一路分别流入所述渗出器、所述结晶罐，另一路通过换热器进入落水箱；

S4、所述落水箱收集后将水排入冷却塔，经过冷却后进入所述循环水箱，所述循环水箱分别向二级洗菜机提供清洗用水，向瓦斯泵、真空泵、助晶机、泵群、硫磺炉及所述冷凝器提供冷却用水；所述瓦斯泵、真空泵、助晶机、泵群、硫磺炉及冷凝器冷却用水使用后排入所述落水箱进行再次冷却循环。

进一步，在所述S1步骤中，所述中水经过所述污水处理站处理后标准为：化学需氧量≤100mg/L，生化需氧量≤30mg/L，悬浮物≤70mg/L，酸碱度范围为7.0-9.0。

进一步，在所述S3步骤中，进入所述热水箱的水首先进入渗出汁热烫器换热，后经过采暖加热器换热，最后进入所述热水箱。

进一步，在所述S4步骤中，所述冷却塔冷却循环水温度≤25℃。

本发明具有如下优点：

通过污水处理站将中水处理为符合瓦斯气体洗涤标准，减免了瓦斯洗涤用水消耗，且压粕水全部除渣、灭菌、换热回收，不仅减免了渗出-结晶工艺用水，还回收了部分热能再利用。冷却系统采用工艺中回收用水，减免了冷却系统用水，同时配备多级冷却塔，保证了冷却效果，还可将部分剩余用水提供洗菜机使用。整体系统灵活调用了水资源，减少了系统耗水，实现了首次加工引入新水，后续加工进本不需补充的目的，达到了减少水资源消耗、降低电能消耗的目的。

附图说明

图1为本发明系统及方法的流程图；

其中，需要说明的是图中粗实线箭头代表物料流转方向及路径，细实线箭头代表水流转方向及路径。

具体实施方式

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图1，对本发明做进一步说明。

一种甜菜制糖的水循环系统，主要包括：格栅机、沉淀池、板框压滤机、污水处理站、换热器、冷却塔、热水箱、落水箱、循环水箱；

格栅机进水端连接甜菜流送沟出水口，优选设计为，格栅机为回转式格栅机，目的将污水中的菜叶、菜根、杂草等有机物清除，格栅机出水端连接沉淀池，优选设计为辐流式沉淀池，辐流式沉淀池后连接有清水池，其出水管连接甜菜流送沟的冲洗设备，沉淀池排泥管通过泥浆泵及管道连接脱泥间的板框压滤机，板框压滤机出液口通过管道连接污水处理站，污水处理站出水管连接一级洗菜机及瓦斯气体洗涤器；优选设计为，污水处理站内部主要构成包括：一体化气浮机、生物处理池、ICX厌氧反应器、曝气塔，形成的先进化污水处理站可将污水处理达到瓦斯气体洗涤器使用标准。

一级洗菜机和二级洗菜机出水口均连接至格栅机，瓦斯气体洗涤器出水口连接一级洗菜机。

优选设计为，热水箱有效容积按水比重换算容量，为日均处理甜菜重量的1.0％，防止处理量上下波动导致热水箱出现无水或溢出现象，影响水循环。热水箱进水端分别连接蒸发罐冷凝水出水口、结晶罐出水口，优选设计为，热水箱进水端安装有渗出汁热烫器换热及采暖加热器；热水箱出水端分两路，一路通过换热器连接落水箱，另一路分别连接渗出器进水口和结晶罐进水口；

渗出器废粕排出口连接压榨机，压榨机出汁口连接压粕水除渣灭菌装置，其出水口连接渗出器进水口，优选设计为，压粕水除渣灭菌装置为除渣器及灭菌罐。

落水箱出水端连接冷却塔，优选设计为，冷却塔为多级冷却塔，且四周安装有防护网。冷却塔出水端连接循环水箱，循环水箱分别连接二级洗菜机、瓦斯泵散热器、真空泵散热器、助晶机散热器、泵群散热器及硫磺炉散热器；

循环水箱通过冷凝器连接落水箱；

瓦斯泵散热器、真空泵散热器、助晶机散热器、泵群散热器及硫磺炉散热器出水口均连接至落水箱。

优选设计为，上述各输水管道中安装有管道过滤器。

另一方面，本发明提供一种基于上述甜菜制糖水循环系统进行甜菜制糖的水循环方法，具体步骤如下：

S1、甜菜通过水冲洗经过流送沟，污水进入格栅机，经过过滤后流入沉淀池，污水经过沉淀处理后返回流送沟继续用于冲洗甜菜；沉淀池污泥经过管道进入脱泥间经过板框压滤机压滤，完成脱泥工艺，产生的泥饼外排，脱泥后污水流入污水处理站，处理后形成中水；其中，中水经过污水处理站处理后标准为：化学需氧量≤100mg/L，生化需氧量≤30mg/L，悬浮物≤70mg/L，酸碱度范围为7.0-9.0。

S2、甜菜经过流送沟后依次经过一级洗菜机、二级洗菜机；污水处理站处理后中水分两路，一路进入一级洗菜机进行甜菜清洗，另一路进入瓦斯气体洗涤器，瓦斯气体洗涤器流出的水进入一级洗菜机对甜菜进行清洗；二级洗菜机清洗用水来自循环水箱；一级洗菜机、二级洗菜机流出污水进入格栅机，并与流送沟排出污水汇合进入沉淀池；

S3、经过二级洗菜机的甜菜进行切丝处理，后进入渗出器，产出渗出汁进入蒸发罐，废粕进入压榨机，压榨机产生的压粕水经过压粕水除渣灭菌装置返回渗出器参与渗出工艺，渗出器工作额外需求用水由热水箱提供；渗出汁经过蒸发罐形成糖浆，并进入结晶罐结晶；蒸发罐通过冷凝器凝结出水与结晶罐排水汇入热水箱，热水箱排出水分两路，一路分别流入渗出器、结晶罐，另一路通过换热器进入落水箱；优选设计为，期间进入热水箱的水首先进入渗出汁热烫器换热，后经过采暖加热器换热，最后进入热水箱；

S4、落水箱收集后将水排入冷却塔，经过冷却后进入循环水箱，循环水箱分别向二级洗菜机提供清洗用水，向瓦斯泵、真空泵、助晶机、泵群、硫磺炉及冷凝器提供冷却用水；瓦斯泵、真空泵、助晶机、泵群、硫磺炉及冷凝器冷却用水使用后排入落水箱进行再次冷却循环；其中冷却塔冷却循环水温度≤25℃。

本发明上述实施例的技术方案实现70％的压粕水回收，并将污水站污水总处理量的60％回收使用，结合冷却系统循环使用，大幅降低新鲜水需求；经核算，以年处理50万吨甜菜的糖厂为例，每年可节约新鲜水用量40万吨，同时，排污量也相应减少40万吨，大幅提升了制糖厂综合利润。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种甜菜制糖的水循环系统，其特征在于，包括：格栅机、沉淀池、板框压滤机、污水处理站、换热器、冷却塔、热水箱、落水箱、循环水箱；

所述格栅机进水端连接甜菜流送沟出水口，所述格栅机出水端连接所述沉淀池，所述沉淀池出水管连接所述甜菜流送沟的冲洗设备，沉淀池污泥经过所述板框压滤机压滤，所述板框压滤机出液口连接至所述污水处理站，所述污水处理站出水管连接一级洗菜机及瓦斯气体洗涤器；

所述一级洗菜机和二级洗菜机出水口均连接至所述格栅机，所述瓦斯气体洗涤器出水口连接所述一级洗菜机；

所述热水箱进水端分别连接蒸发罐冷凝水出水口、结晶罐出水口；所述热水箱出水端分两路，一路通过所述换热器连接所述落水箱，另一路分别连接渗出器进水口和所述结晶罐进水口；所述落水箱出水端连接所述冷却塔，所述冷却塔出水端连接所述循环水箱，所述循环水箱分别连接二级洗菜机、瓦斯泵散热器、真空泵散热器、助晶机散热器、泵群散热器及硫磺炉散热器；

所述渗出器废粕排出口连接压榨机，所述压榨机出汁口连接压粕水除渣灭菌装置，所述压粕水除渣灭菌装置出水口连接所述渗出器进水口；

所述循环水箱通过冷凝器连接所述落水箱；

所述瓦斯泵散热器、真空泵散热器、助晶机散热器、泵群散热器及硫磺炉散热器出水口均连接至落水箱。

2.根据权利要求1所述的甜菜制糖的水循环系统，其特征在于，所述格栅机为回转式格栅机；所述沉淀池为辐流式沉淀池。

3.根据权利要求1所述的甜菜制糖的水循环系统，其特征在于，所述冷却塔为多级冷却塔，且四周安装有防护网。

4.根据权利要求1所述的甜菜制糖的水循环系统，其特征在于，所述压粕水除渣灭菌装置为除渣器及灭菌罐。

5.根据权利要求1所述的甜菜制糖的水循环系统，其特征在于，所述热水箱有效容积按水比重换算容量，为日均处理甜菜重量的1.0%-1.5%。

6.根据权利要求1所述的甜菜制糖的水循环系统，其特征在于，各输水管道中安装有管道过滤器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的甜菜制糖的水循环系统进行甜菜制糖的水循环方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、甜菜通过水冲洗经过流送沟、洗菜机，污水通过格栅机，经过过滤后流入沉淀池，污水经过沉淀处理，清水返回所述流送沟继续用于冲洗甜菜；沉淀池污泥经过管道进入脱泥间经过板框压滤机压滤，完成脱泥工艺，产生的泥饼外排，脱泥后污水流入污水处理站，处理后形成中水；

S2、甜菜经过所述流送沟后依次经过一级洗菜机、二级洗菜机；所述污水处理站处理后中水分两路，一路进入一级洗菜机进行甜菜清洗，另一路进入瓦斯气体洗涤器，所述瓦斯气体洗涤器流出的水进入所述一级洗菜机对甜菜进行清洗；所述二级洗菜机清洗用水来自循环水箱；所述一级洗菜机、二级洗菜机流出污水进入所述格栅机，并与所述流送沟排出污水汇合进入所述沉淀池；

S3、经过所述二级洗菜机的甜菜进行切丝处理，后进入渗出器，产出渗出汁进入蒸发罐，废粕进入压榨机，所述压榨机产生的压粕水经过压粕水除渣灭菌装置返回所述渗出器参与渗出工艺，期间需补充的水由热水箱提供；所述渗出汁经过所述蒸发罐形成糖浆，并进入结晶罐结晶；所述蒸发罐通过冷凝器凝结出水与所述结晶罐排水汇入所述热水箱，所述热水箱排出水分两路，一路分别流入所述渗出器、所述结晶罐，另一路通过换热器进入落水箱；

S4、所述落水箱收集后将水排入冷却塔，经过冷却后进入所述循环水箱，所述循环水箱分别向二级洗菜机提供清洗用水，向瓦斯泵、真空泵、助晶机、泵群、硫磺炉及所述冷凝器提供冷却用水；所述瓦斯泵、真空泵、助晶机、泵群、硫磺炉及冷凝器冷却用水使用后排入所述落水箱进行再次冷却循环。

8.根据权利要求7所述的甜菜制糖的水循环方法，其特征在于，在所述S1步骤中，所述中水经过所述污水处理站处理后标准为：化学需氧量≤100mg/L，生化需氧量≤30mg/L，悬浮物≤70mg/L，酸碱度范围为7.0-9.0。

9.根据权利要求7所述的甜菜制糖的水循环方法，其特征在于，在所述S3步骤中，进入所述热水箱的水首先进入渗出汁热烫器换热，后经过采暖加热器换热，最后进入所述热水箱。

10.根据权利要求7所述的甜菜制糖的水循环方法，其特征在于，在所述S4步骤中，所述冷却塔冷却循环水温度≤25℃。

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