SU1169984A1 - Способ утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырь - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА ИЗ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, предусматривающий отвод образующегос  при брожении диоксида углерода дл  отделени  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 охлаждени  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-загр зненных сточных вод, полученных после мойки и стерилизации обрудовани  и коммуникаций, в смеси с хоз йственно-бытовыми водами окислением микроорганизмами активного ила в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию и ум гчение воды в фильтрах химводоочистки и регенерацию фильтров, отличающийс  тем, что, с целью экономии энергетических и материальных ресурсов, ёоздани  бессточной системы водопользовани  и охраны окружакщей среды при более полном использовании отходов производства, лютерную воду перед биологической очисткой раздел ют на два неравных . i потока, меньший из которых используют дл  приготовлени  раствора био-. W генных веществ, направл емого на .первую ступень биологической очистки , а тепло большего потока утилизируют на второй ступени биологической очистки дл  создани  температурного режима, равного 50-55°С, оптималь ,ного дл  развити  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 отдел ют биопленку активного ила и возвращают ее на первую ступень биологической очистки производственно-загр зненных сточных вод, очищенные производственно-загр зненные сточные воды раздел ют на два потока, один из которых используют на стади х технологического процесса производства спирта, а второй - в смеси с охлажденной условно чистой водой подвер

Description

гают фильтрации и ум гчению в фильтрах химводоочистки и направл ют на стадию брагоректификации спирта в качестве хладагента с дальнейшим использованием дл  парообразовани  в котельной, при этом воду, полученную при регенерации фильтров, освобождают от солей жесткости, отстаи вают и осветленную воду раздел ют на два потока, один из которых направл ют дл  получени  гипохлорита натри , а второй - на биологическую очистку.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что освобожденную от солей жесткости адэду раздел ют на два неравных потока, больший из. которых направл ют на биологическую очистку, а меньший подвергают электролизу дл  образовани  в нем гипохлорида натри , последний, раздел ют на два потока, один из которых последовательно используют дл  дезинфекции технологического оборудовани  и солода в процессе его пригртов ле1ш  и гидротранспортировани , а

9984

другой - дл  дезинфекции охлажденных условно чистых вод.

3.Способ попп. 1и2, отличающийс  тем,что при утилизации отходов производства спирта

из картофел  очищенные производственно-загр зненные сточные воды раздел ют на два потока, один из которых, в свою очередь, раздел ют также на два неравных потока, меньший направл ют на разваривание, а больший на мойку картофел .

4.Способ попп; 1 и2, отлич а ю щ и и с   тем, что при утилизации отходов производства спирта

ИЗ зерновых культур очищенные произ .водственно-загр зненные сточные воды раздел ют на два потока, один из которых направл ют на разваривание.

5.Способ по пп. 1-4, отличающийс  тем, что рН воды, полученной при регенерации фильтров, поддерживают равным 8,3-8,4 дл  выпадени  солей жесткости путем введени  в нее продувочной воды котельной и гидроксида аммони .

Изобретение относитс  к спиртовой промьшшенности, а именно к способам утилизации отходов, образующихс  при производстве спирта из крахмалсодержащего сырь .

Известен способ утилизации отходов производства спирта, предусматривающий отвод диоксида углерода, образующегос  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  вл етс  способ утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырь , предусматриваю ций отвод образующегос  при брожении диоксида углерода дл  отделени  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 охлаждени  бражки, засевных дрожжей , разваренной и осахаренной массы , конде сации и охлаждени  спиртовых паров при брагоректификации, охлаждение их и возврат в технологический цикл производства спирта, очистку производственно-загр зненных сточных вод, полученньгх после мойки и стерилизации оборудовани  и коммуникаций в смеси Ё хоз йственнобытовыми водами окислением микроорганизмами или в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию и ум гчение воды в фильтрах химводоочистки и регенерацию фильтров 2 .

Недостатками данного способа  вл ютс  неполное использование отходов спиртового производства при их утилизации, что ведет к загр знению окружающей среды, а также повьппенный расход материальных и энергетических ресурсов при их переработке. Целью изобретени   вл етс  экономи  энергетических и материальных ресурсов, создание бессточной системы водопользовани  и охрана окружакщей среды при более полном исполь зовании отходов производства. Цель достигаетс  тем, что согласно способу утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырь , предусматривающему отвод образующегос  при брожении диоксида углерода дд  отделени  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 охлаждени  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-загр зненных сточных вод, полученных после мойки и стерилизации оборудовани  и коммуникаций, в смеси с хоз йственно-бытовыми водами окислением микроорганизмами активного ила в одну или две ступени со сливом в водоем, фильтрацию и ум гчение воды в фильтрах химводоочистки и регенерацию фильтров, лютерную воду перед биологической очисткой раздел ют на два неравных потока, меньший из которых используют дл  приготовлени  раствора биогенных веществ, направл емого на первую ступень биологической очис ки, а тепло большего потока утилизизуют на вторй ступени биологической очистки дл  создани  температурного режима, равного 50-55 С, оптимального дл  развити  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 отдел ют биопленку -актив ного ила и возвращают ее на первую ступень биологической очистки производственно-загр зненных сточных.вод, очищенные производственно-загр зненные сточные воды раздел ют на два потока, один из которых используют на стади х технологического процесса производства спирта, а второй - в смеси с охлажденной условно чистой водой подвергают фильтрации и ум гчению в фильтрах химводоочистки и направл ют на стадию брагоректификации спирта в качестве хладагента с дальнейшим использованием дл  парообразовани  в котельной, при этом воду, полученную при регенерации фильтров, освобождают от солей жесткости , отстаивают и осветленную воду раздел ют на два потока, один из ко/торых направл ют дл  получени  гипо хлорита натри , а второй - на биологическую очистку. Освобожденную от солей жесткости воду раздел ют на два неравных потока , больший из которых направл ют на биологическую очистку, а мень.ший - подвергают электролизу дл  образовани  в нем гипохлорита натри , последний раздел ют на два потока, один из которых последовательно используют дл  дезинфекции технологического оборудовани  и солода в процессе его приготовлени  и гидротранспортировани , а другой - дл  дезинфекции охлажденных условно . чистых вод. Кроме того, при утилизации отходов производства спирта из картофел  очищенные производственно-загр зненные сточные воды раздел ют на два потока, один из которых, в свою очередь, раздел ют также на два неравных потока, меньший направл ют на разваривание, а больший - на мойку картофел . При утилизации отходов производства спирта из зерновых культур очищенные производственно-загр зненные сточные воды раздел ют на два потока , один из которьрс направл ют на разваривание. Целесообразно рН воды, полученной при регенерации фильтров, поддерживать равным 8,3-8,4 дл  вьтадени  солей жесткости путем введени  в нее продувочной воды котельной и гидт роксида аммони . На чертеже показана технологическа  схема осуществлени  способа. Согласно предлагаемой схеме условно- чистые воды от охлаждени  продуктов и полупродуктов производства спирта по трубопроводу 1 направл ют в градирню 2, где их охлаждаю -, охлажденную ВОДУ по трубопроводу 3 ПО дают снова в технологический цикл

производства спирта, а образук дуюс  а процессе охлаждени  в градирне биопленку активного ила возвращают в первую ступень биологической очистки. Производственно-загр зненные сточные воды, полученные от приготовлени  солода, замеса, разваривани , брожени , получени  засевны дрожжей поступают в трубопровод 4 и далее направл ютс  на биологическую очистку, где последовагельно проход т биокоагул тор 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, раздел ют на два пото;ка , один из которых направл ют по трубопроводу 11 в емкость 12 и- раствор ют в ней соли биогенных веществ , раствор по трубопроводу 13 направл ют 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 повь паетс  до ЗО-ЗЗ С, На второй ступени 13 биологической очистки происхбдит полна  бчистка воды термофильными микроорганизмами активного ила, дл  развити  которых указанна  температура  вл етс  оптимальной. За счет этого интенсифицируетс  процесс биологического окислени  органических загр знений и повьшшетс  эффект осветлени , как снижаетс  вынос взвешенных веществ с очищенной водой. Полученную в процессе биологической очистки производственноз гр зненных вод биомассу активного ила из первой 8 и второй 15 ступеней отвод т по трубопроводу 16, основную ее часть смешивают с бардойВ емкости 17 и используют в качестве кормового продукта, а некоторую часть подают в биокоагул то 5 дл  интенсификации процесса очист

Очищенную воду раздел ют 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 ум гчение. Второй

.поток дел т, в свою очередь, на два потока (при переработке на спирт Kap тофел ) и направл ют по трубопроводам 20 и 21 соответственно в аппараты 22 и 23 на разваривание и мойку картофел .

Ум гченную воду после фильтров 19 по трубопроводу 24 направл ют на брагоректифинационный аппарат 10 дл  охлаждени  и конденсации паров спирта, после чего подают по трубопроводу 25 в котельную .6, образующийс  пар используют на стади х техн логического процесса.

Регенераци  фильтров 19 химводо- очистки осуществл ют охлажденной в градирне 2 условно чистой водой, воду от регенерации фильтров по .трубопроводу 27 нап15авл ют в отстойник 28, Условно чистую воду продувают диоксидом угл(ерода, поступающим по трубопроводу 29 .из ферментаторов 30 дл  предотвращени  выпадени  солей .жесткости. Одновременно в отстойник 28 подают по трубопроводу 31 продувочную воду из котельной 26, а также ввод т гидроксид аммони  дл  поддержани  оптимального рН среды. Осадок из отстойника вывод т из системы и подвергают очистке в смеси с бытовыми водами.

Освобожденную от солей жесткости воду раздел ют на два неравных потока , больший из которых по трубопроводу 32 направл ют на первую ,ступень 8 биологической очистки, а меньший по трубопроводу 33 - в электро- лизер 34, где- подвергают электролизу . Полученный раствор гипохлорита натри  раздел ют на два потока, один из которых по трубопроводу 35 подают дл  дезинфекции технологического оборудовани  и продуктовых трубопроводов а также дл  приготовлени  солода в солодовне. Дл  последовательного использовани  хлора гипохлорит натри  подают по трубопроводу 36 в солодовню 37 из аппарата 22 и ферментатора 30. Второй поток по трубопроводу 38 подают в трубопровод 3 дл  дезинфекции условно чистых вод.

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

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

Пример 1 (производство спирта из зерна).

При получении спирта образуютс  следующие, отходы: диоксид уг/уерода на стадии брожени , барда на стадии брагоректификации, лютерна  вода при ректификации.

Условно чистые воды от охлаждени  бражки, засевных дрожжей, разваренной и осахаренной массы, от конденсации и охлаждени  паров спирта в количестве 2990 м в по трубопроводу 1 подают на градирню 2 дл  охлаждени . После охлаждени  и стабилизации Их используют в технологическом цикле.

Производственно-загр зненные воды , полученные от.приготовлени  солода , мойки и дезинфекции технологического оборудовани  и продуктовых трубопроводов, и обессоленную воду от регенерации фильтров химводоочистки србирают в канализационный трубопровод 4 в количестве 136 м и направл ют в биокоагул тор 5, прой д  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, раздел ют на два неравных потока, меньший из которых в количестве А м iro трубопроводу 11 направл ют в емкость 12 дл  приготовлени  раствора биогенных веществ, а затем по трубопроводу 13 подают на первую ступень 8 биологической очистки, а оставшийс  поток - 74 м по трубопроводу 14 подают на вторую ступень биологической очистки 15. При этом в ней повьшаетс  температура до за счет утилизации тепла лютерной воды. На второй ступени очистки развиваетс  термофильна  микрофлора активного ила, благодар  чему повьппаетс  эффект очистки как по окислению органи

ческих загр знений, так и по взвешенным веществам.

Полученна при очистке воды биомасса активного ила в количестве

100 кг по трубопроводу подаетс  в емкость 17, где смешиваетс  в бардой и используетс  в качестве кормового продукта, а 20 кг ила подаетс  в О биокоагул тор 5.

Очищенную воду раздел ют 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 нар ду с очисткой от взвешенных веществ происходит ее ум г чение. Второй поток в количестве 180 м по трубопроводу 20 направл ют

20 на приготовление замеса в аппарат 22.

Ум гченную воду после фильтров 19 химводоочистки по трубопроводу 21 направл ют в качестве хладагента на брагоректификационный аппарат 10 дл  конденсации и охлаждени  паров спирта, после чего по трубопроводу

25вода поступает в котельную 26, образующийс  пар используют на стади х технологического процесса. Регенерацию фильтров 19 химводоочистки осуществл ют охлажденной в градирне 2 условно чистой водой, воду от регенерации фильтров в количестве 30 м по трубопроводу 27 направл ют

5 в отстойник 28, условно чистую воду, продувают диоксидом углерода, отводимым fio трубопроводу 29 из ферментаторов 30, дл  предотвращени  выпадени  солей жесткости. Одновременно

IB отстойник 28 по трубопроводу 31 подают продувочную воду из котельной 26 в количестве 20 м , а также ввод т гидроксид амид дл  поддержани  рН среды,- равного 8,3-8,4. Осадок из отстойника 28 в количестве 2 м вьюод т из системы и направл ют на очистку смеси с бытовыми сточными водами.

Освобожденную от солей жесткости

воду раздел ют на .два неравных

потока, больший в количестве 44 м по трубопроводу 32 направл ют 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 натри  раздел ют на два потока.

9

один из которых в количестве 2 м по трубопроводу 35 подают дл  дезинфекции технологического оборудовани  в аппаратах 22 тепловой обработки и осахаривани  сьфь , приготовлени  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 дезинфекци  условно чистых вод, охлажденных в градирне 2, а затем ее используют на технологические нужды.

Пример 2 (производство спирта из картофел ).

При получении спирта образуютс  следующие отходы: диоксид углерода на стадии брожени , барда - отход при брагоректификации - ее утилизируют на кормовые цели, лютерна  вода - отход при ректификации - направл ют на биологическую очистку. Условно чистые воды от охлаждени  бражки, засевных дрожжей,разварен ной и осахаренной массы, а также от конденсаций и охлаждени  спиртовых паров в количестве 2700 м по трубопроводу 1 подают на градирню 2 дл  охлаждени , после охлаждени  и стабилизации используют в технологическом цикле. Количество производственно-загр зненных вод, как по примеру 1, составл ет 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 отстаивани  по трубопроводу 41 снова- пoдaюt на гидротранспорт картофел  дл  мойки картофел , по трубопроводу 21 подают биологически очи:щённую производственно-загр зненную воду. Количество воды от гидротранпорта и мойки картофел  соответственно составл ет 1400 и 140 м в сутки. Дл  стабилизации оборотной воды из системы отвод т 140 м осветленной воды по трубопроводу 41 и подают в биокоагул тор 5. Биологичеки очищенную воду раздел ют 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

нар ду с удалением взвешенных веществ происходит ее ум гчение. Второй поток биологически очищенной воды дел т, в свою о 1ередь, на два потока, один из которых в количестве 20 м по трубопроводу 20 направл ют на приготовление замеса в аппарат 22, а оставшийс  в количестве 140 м по Трубопроводу 21 подают в

аппарат 23 дл  мойки картофел .

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 снизитс  на 35% при переработке зерновых культур и на 60% при переработке картофел .

Использование биопленки активного ила из градирни дл  поддержани  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 Утилизаци  тепла лютерной воды позволит интенсифицировать процесс

биологической очистки за счет создани  в сооружени х на второй ступени .температурного режима 50-55С, оптимального дл  развити  термофильной микрофлоры активного ила. Это

позволит увеличить эффект очистки по окислению органических загр знений в 1,2-1,3 раза, а по эффекту осветлени  (выносу взвешенных веществ) .в 1,3-1,5 раза.

За счет использовани  оборотной и повторной системы водопользовани  общий расход воды на единицу продукции снизитс  на 4% при переработке зерна и на 21% при переработке картофел .

В водоёмы вьтускаетс  только бытова  вода после соответствующей очистки в количестве 0,3-0,4% от коли чества производственно-загр зненных

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

Увеличиваетс  использование диоксида углерода на 21 тыс. м в год при переработке зерна и на. 27 тыс.м

при переработке картофел .

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 сниз тс  на 18-20%, затраты металла - на 13 т, железобетона - на 100 т, грави  - на 10 т, песка на 10 т, поваренной соли - на 36-А5 Т.

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

Claims (5)

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 спиртовых паров при брагоректификации, охлаждение их, возврат в технологиче ский цикл произ- 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 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, оптимального 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 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 тех- водства спирта, очистку производственно-загрязненных сточных вод, полученных после мойки и стерилизации ' нологического 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, отстаивают и осветленную воду разделяют на два потока, один из которых направляют для получения гипохлорита натрия, а второй - на биологическую очистку.

2. Способ по π. 1, отличающ и й с я 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 приготовления и гидротранспортирования, а другой - для дезинфекции охлажденных условно чистых вод.

3. Способ попп. 1 и 2, 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 по пп. 1 и2, отличающийся 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 pH 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.