一种白酒酿酒后产生的酒糟及高浓度废水耦合处理方法与流程

1.本技术涉及酒糟及高浓度废水处理技术领域，尤其涉及一种白酒酿酒后产生的酒糟及高浓度废水耦合处理方法。


背景技术：

2.我国是酿酒大国，每年产生酿酒废弃物高达上亿吨。以白酒行业为例，2017年仅规模以上企业即产生酒糟3600万吨，其中“美酒河”赤水河流域每年产生酒糟100多万吨，高浓度废水500多万吨，严重威胁该流域的生态安全。
3.而对白酒酿酒后产生的高浓度废水，按照常规污水处理技术处理非常困难，处理成本昂贵。因此，亟需一种新型的白酒行业高浓度废水的处理处置方法。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提出一种白酒酿酒后产生的酒糟及高浓度废水耦合处理方法。
5.基于上述目的，本技术提供了一种白酒酿酒后产生的酒糟及高浓度废水耦合处理方法，包括：
6.提供白酒酿酒后产生的酒糟与高浓度废水；
7.将所述酒糟与所述高浓度废水混合调浆，得到混合浆料，所述混合浆料的干物质含量为5～15％；
8.将所得混合浆料与接种污泥混合进行厌氧发酵，使所述高浓度废水中的有机物分解；
9.将分解所得产物进行分离处理，得到甲烷、液态有机肥和固态有机肥。
10.在一些实施例中，所述酒糟的添加质量与高浓度废水的添加质量的比值为1：3至1：5。
11.在一些实施例中，所述酒槽的干物质含量为20
‑
50％；所述高浓度废水的cod浓度为2.0
×
104～30.0
×
104mg/l。
12.在一些实施例中，所述厌氧发酵具体包括：
13.将所述混合浆料置入承装有接种污泥的厌氧发酵反应器中,ph为3.2～3.8。
14.在一些实施例中，所述厌氧发酵的时长为20～45天。
15.在一些实施例中，所述厌氧发酵的温度为30～40℃。
16.在一些实施例中，将分解所得产物进行分离处理具体包括：
17.将分解所得产物中的气体进行脱硫及提纯处理，得到甲烷；
18.将分解所得产物中的非气体部分进行固液分离，得到液态有机肥和固态有机肥。
19.在一些实施例中，所述气体中甲烷含量为55～60％；所述非气体部分的干物质含量为4.67～7.01％；所述液态有机肥的干物质含量为3.12～4.67％；所述固态有机肥的干物质含量为17.70～26.55％。
20.在一些实施例中，所述混合调浆具体包括：
21.将所述酒糟与所述高浓度废水混合后，进行除杂，以分离杂物，得到所述混合浆料。
22.从上面所述可以看出，本技术实施例提供的白酒酿酒后产生的高浓度废水处理方法，通过提供白酒酿酒后产生的酒糟与高浓度废水；将所述酒糟与所述高浓度废水混合调浆，得到混合浆料，所述混合浆料的干物质含量为5～15％；将所得混合浆料与接种污泥混合进行厌氧发酵，使所述高浓度废水中的有机物分解；以及将分解所得产物进行分离处理，得到再生生物质能源甲烷、液态有机肥和固态有机肥。能够将酒糟与高浓度废水耦合厌氧发酵，在净化高浓度废水的同时，对酒糟与高浓度废水进行综合利用，生产甲烷(也即生物天然气)、液态有机肥和固态有机肥等农业有机肥，从而解决酒糟废弃物与高浓度废水的对当地环境的污染，实现资源的再循环利用。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本技术实施例的白酒酿酒后产生的高浓度废水处理方法的流程示意图；
25.图2为实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
26.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。
27.需要说明的是，除非另外定义，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术实施例中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
28.酒糟是白酒生产的废弃物，其中含有粮食发酵剩余物和稻壳。酒糟中还含有高水平的粗蛋白、脂肪、纤维(例如，中性去垢纤维(neatral detergent fiber，ndf))和淀粉等。
29.请参阅图1，本技术实施例提供的白酒酿酒后产生的高浓度废水处理方法，包括：
30.s100,提供白酒酿酒后产生的酒糟与高浓度废水；
31.s200,将所述酒糟与所述高浓度废水混合调浆，得到混合浆料，所述混合浆料的干物质含量为5～15％；
32.s300,将所得混合浆料与接种污泥混合进行厌氧发酵，使所述高浓度废水中的有机物分解；
33.s400,将分解所得产物进行分离处理，得到甲烷、液态有机肥和固态有机肥。
34.本技术实施例提供的白酒酿酒后产生的高浓度废水处理方法，通过提供白酒酿酒后产生的酒糟与高浓度废水；将所述酒糟与所述高浓度废水混合调浆，得到混合浆料，所述混合浆料的干物质含量为5～15％；将所得混合浆料与接种污泥混合进行厌氧发酵，使所述
高浓度废水中的有机物分解；以及将分解所得产物进行分离处理，得到再生生物质能源甲烷、液态有机肥和固态有机肥。能够将酒糟与高浓度废水耦合厌氧发酵，在净化高浓度废水的同时，对酒糟与高浓度废水进行综合利用，生产甲烷(也即生物天然气)、液态有机肥和固态有机肥等农业有机肥，从而解决酒糟废弃物与高浓度废水对当地环境的污染，实现资源的再循环利用。
35.在一些实施例中，步骤s100中，酒糟为粮食酿造白酒后产生的废弃物，其中含有粮食发酵剩余物和稻壳，具有丰富的营养物质，例如粗蛋白、脂肪、纤维和淀粉等。酒糟的干物质含量约为30
‑
50.0％。也即，该酒糟中水分含量很高。
36.在一些实施例中，高浓度废水为白酒酿造白酒后产生的废水，其具有大量的醇类污染物。其中的cod浓度可以为2.0
×
104～30.0
×
104mg/l，也即cod浓度最高达30万mg/l左右。
37.在一些实施例中，步骤s200中，所述酒糟的添加质量与高浓度废水的添加质量的比值为1：3至1：5。
38.在一些实施例中，酒槽的干物质含量为35～45％；所述高浓度废水的cod浓度为4.5
×
104～5.5
×
104mg/l。所述酒糟的添加量可以为389～584吨；所述高浓度废水的添加量可以为1200～1274吨。
39.在一些实施例中，将所述酒糟与所述高浓度废水混合调浆具体可以包括：将所述酒糟与所述高浓度废水混合后，进行除杂，以分离杂物，得到所述混合浆料。除杂具体可以在机械除渣罐中进行，通过除杂，可以将酒糟中的杂物例如砂石等除去，以免造成输送系统故障。应当说明的是，机械除渣罐为现有的产品设备，本技术不涉及对于具体的除杂设备和除杂工艺的改进。
40.在一些实施例中，步骤s300中，所述厌氧发酵具体包括：将所述混合浆料置入承装有接种污泥的厌氧发酵反应器中,ph为3.2～3.8。在发酵过程中，对于混合浆料的添加，可以持续添加，也可以每隔预设时间添加。具体根据实际的进料情况来选择对应的添加方式。
41.在实际发酵中，对于厌氧发酵反应器满负荷时，例如混合浆料添加量够8个小时发酵，则可以每隔预设时间8个小时添加一次混合浆料。而例如厌氧发酵反应器半负荷时，混合浆料可以持续添加。
42.在一些实施例中，所述厌氧发酵的时长可以为20～45天。可以理解为，在整个厌氧发酵中，对于混合浆料，其在厌氧发酵反应器中的停留时长为20～45天。所述厌氧发酵的温度为30～40℃。应当说明的是，厌氧发酵反应器可以为连续搅拌反应器系统，或称全混合厌氧反应器(continuous stirred tank reactor简称cstr)。
43.进一步地，所述厌氧发酵的时长可以为28～40天；厌氧发酵的温度为36～40℃。以更好地促进厌氧发酵。
44.在一些实施例中，接种污泥可取自运行稳定的厌氧反应器，并利用酒糟和高浓度废水的混合浆料在厌氧条件下进行驯化培养，以使菌种能够适应酒糟和高浓度废水的混合浆料的ph。该接种污泥可以取自用于酒糟处理的厌氧反应器，其中含有能够进行厌氧发酵的有效菌种。有效菌种可以包括不产甲烷菌和产甲烷菌。不产甲烷菌与产甲烷菌既相互依存，互为对方创造良好的环境和条件，构成共生关系；同时又互为制约，在厌氧生物处理系统中处于平衡状态。具体表现为不产甲烷菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所必需的基质，
为产甲烷菌创造适宜的氧化还原条件并为其消除有毒物质。而产甲烷菌为不产甲烷菌的生化反应解除反馈抑制，并和不产甲烷菌共同维持环境中适宜的ph值。
45.不产甲烷菌可以包括三类，例如发酵细菌、产氢产乙酸细菌和同型产乙酸细菌。其中，发酵细菌为专性厌氧细菌，又称水解发酵细菌或产氢产酸菌，可以包括梭菌属、丁酸弧菌属和真细菌属等。发酵细菌的主要作用为将多种复杂有机物水解为可溶性物质，并将可溶性有机物发酵，生成乙酸、丙酸、丁酸、h2和co2等。产氢产乙酸细菌的主要作用为将乙醇发酵为乙酸和氢。同型产乙酸细菌为混合营养型厌氧细菌，主要利用有机基质或h2和co2产生乙酸,能够降低h2分压，为产氢气的发酵细菌和利用乙酸的产甲烷菌提供有利条件。产甲烷菌可以例如甲酸甲烷杆菌、万氏甲烷球菌、巴氏甲烷八叠球菌和亨氏甲烷螺菌等。产甲烷菌能够代谢h2、co2及少数几种简单有机物并生成甲烷，能够有效利用氧化h2时形成的电子，并在无光或游离氧等外源性电子受体时，还原co2为甲烷。
46.在一些实施例中，对接种污泥驯化培养时，在培养周期内可以在厌氧反应器中每天少量添加混合浆料，并在开始培养前添加碱性溶液调节ph，使ph为6.5～7.5，并调节培养温度使其稳定在36～38℃,以出水水质的cod的去除率达78～82％即可。驯化时长可以为30d左右。具体的每天添加的混合浆料的进水量与发酵周期相关。例如，当发酵周期为30d时,每天进料量可以为厌氧反应器总体积的三十分之一。
47.应当说明的是，在整个驯化培养过程中，仅需在培养开始前调节厌氧反应器的ph，每天添加混合浆料后，不再添加碱性溶液。
48.在一些实施例中，驯化培养得到的接种污泥与所述混合浆料的体积比为1：10。通过接种污泥与混合浆料的体积比为1：10，能够使该污泥中有效菌种具有良好的活力，使有效菌种能够更好地适应混合浆料；同时使有效菌种具有更高的分解高浓度污水中醇类等有机染污物的能力，使高浓度废水的出水水质更优。通过上述的厌氧发酵处理后，能够使cod的去除率达78～82％。
49.在一些实施例中，当酒槽的干物质含量为35～45％；高浓度废水的cod浓度为4.5
×
104～5.5
×
104mg/l；所述酒糟的添加量为389～584吨；所述高浓度废水的添加量为1200～1274吨时，发酵后可得到66265m3/d～99398m3/d的气体，1173.0～1759.4吨/d的非气体部分。
50.在一些实施例中，步骤s400中，将分解所得产物进行分离处理具体包括：将分解所得产物中的气体(也即沼气)进行脱硫及提纯处理，得到甲烷；将分解所得产物中的非气体部分进行固液分离，得到液态有机肥和固态有机肥。其中，所得产物中的气体(也即沼气)中，甲烷含量为55～65％。
51.在一些实施例中，脱硫处理可以为湿法脱硫或生物脱硫。湿法脱硫是利用碱液吸收气体中的硫化氢，然后通过脱硫微生物的参与完成碱液循环再生的过程。采用湿法脱硫对分解所得产物中的气体(也即沼气)进行脱硫处理，具有良好的脱硫效果，同时可以避免在沼气中混入额外的空气。脱硫处理具体可以通过现有的吸收塔实现。具体的脱硫处理的过程和工艺为现有技术，此处不再赘述。本技术不涉及对现有技术的脱硫处理及吸收塔的改进。
52.在一些实施例中，提纯处理可以采用膜分离处理进行提纯，也可以采用变压吸附处理进行提纯。提纯处理之后，即得到甲烷(也即生物天然气)，其甲烷含量大于或等于
97％。膜分离处理可以采用现有的膜组件或现有的变压吸附塔实现。具体的膜分离处理的原理及处理工艺，以及变压吸附塔处理的原理及处理工艺，均为现有技术，此处不再赘述。本技术不涉及对现有技术的膜分离和变压吸附塔的改进。
53.采用上述实施例的方法将分解所得产物中的气体进行脱硫及提纯处理，能够得到纯度较高的甲烷。按年计，当酒槽的干物质含量为35～45％；高浓度废水的cod浓度为4.5
×
104～5.5
×
104mg/l；所述酒糟的添加量为389～584吨；所述高浓度废水的添加量为1200～1274吨时，所述气体的产量可以为66265m3/d～99398m3/d，甲烷含量为55～60％。脱硫及提纯后，甲烷(也即生物天然气)的产量可达35832～53748m3/d，其甲烷纯度可达97％，可以直接进入天然气管道进行利用。分解所得产物中的非气体部分的产量为1173.0～1759.4吨/d，非气体部分的干物质含量为4.67～7.01％。将其进行固液分离后，所得液态有机肥和固态有机肥的干物质含量分别为3.12～4.67％和17.70～26.55％。也即，所述液态有机肥的干物质含量为3.12～4.67％；所述固态有机肥的干物质含量为17.70～26.55％。所得液态有机肥和固态有机肥可以用于农业有机肥或土壤治理等。
54.实施例1
55.如图2所示，550t(吨)(ts＝36％)的酒糟进入接收料仓内，通过螺旋输送进入机械除杂箱。在机械除杂箱内与1200t(cod＝50,000mg/l)高浓度废水进行混合除杂，混合浆料的干物质含量为11.3％。随后由螺杆泵泵入cstr厌氧罐内进行厌氧发酵，厌氧罐内有接种污泥，接种污泥与混合浆料的体积比为1比10。采用38℃高浓度高效cstr厌氧发酵工艺，ph为3.5，发酵停留时间为30d。所产生气体(也即沼气)的产量为93600m3，经过湿法脱硫、膜提纯或者变压吸附提纯，得到甲烷50,613m3(也即生物天然气)。处理cstr厌氧罐的出料的产量为1656.8t，干物质含量为6.6％。进行固液分离，分离后的液态有机肥(沼液)产量为1481.6t，干物质含量为4.4％。分离后的固态有机肥(沼渣)产量为175.2t，干物质含量为25％。沼液可进行还田，沼渣进行堆肥。
56.对比例
57.将1200t(cod＝50,000mg/l)高浓度废水在机械除杂箱内与净水混合除杂，调控碳氮比为12:1，随后由离心泵泵入cstr厌氧罐内进行厌氧发酵，厌氧罐内有接种污泥。采用38℃高浓度高效cstr厌氧发酵工艺，ph为7，氧化还原电位为
‑
0.3至
‑
0.5v,有机容积负荷为3kgcod/(m3/d)。发酵停留时间为30d。
58.实施例1及对比例的甲烷产量，液态有机肥和固态有机肥的产量如表1所示。
59.表1 实施例1和对比例的产气量，沼液和沼渣的产量及利用方式
60.[0061][0062]
由表1可以看出，本技术实施例1的甲烷纯度、沼气日产量、沼液产量、沼渣产量和高浓度废水产沼气的量均明显高于对比例，且cod处理程度也高于对比例。说明本技术实施例的处理方法，能够有效提高高浓度废水产沼气的量和cod的处理程度。
[0063]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本技术的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0064]
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本技术实施例难以理解，在阐述了具体细节以描述本技术的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本技术实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
[0065]
尽管已经结合了本技术的具体实施例对本技术进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
[0066]
本技术实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。