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木薯酒精沼渣处理及综合利用浅析
来源:《华夏酒报》  2021-02-24 10:57 作者:山东浮来春生物化工有限公司 武玉杰 山东省酒精生物发酵及废水处理工程实验室 范开山 王世平
摘要:山东浮来春生物化工有限公司木薯酒精生产线以木薯为主要原料,经粉碎-拌料-液化-蒸煮-糖化-发酵-蒸馏,木薯酒糟进入污水处理工序,经厌氧发酵-辐流沉淀池浓缩,沼渣进入压滤机脱水处理后作为有机肥原料,厌氧发酵产生的沼气进入沼气发电车间,产生蒸汽、电力供全厂使用,实现了绿色生产、达标排放。本文介绍了木薯酒精沼渣脱水处理的两种方法,比较了两种压滤设备的优缺点;探讨了沼渣脱水后的综合利用方式。

关键词:沼渣脱水、综合利用

前言

山东浮来春生物化工有限公司木薯酒精生产线始建于2005年,经过多年的发展换代,现建有先进的连续发酵及八塔差压蒸馏工艺。公司以木薯为主要原料,经粉碎-拌料-液化-蒸煮-糖化-发酵-蒸馏,木薯酒糟进入污水处理工序,经厌氧发酵-辐流沉淀池浓缩,沼渣进入压滤机脱水处理后作为有机肥原料,厌氧发酵产生的沼气进入沼气发电车间,产生蒸汽、电力供全厂使用,实现了绿色生产、达标排放。

木薯,是大戟科木薯属植物,耐旱抗贫瘠,广泛种植于非洲、美洲和亚洲等100余个国家和地区,是三大薯类作物之一,木薯具有粗生易长、容易栽培、高产和四季可收获等优良特性。

木薯块根风干片中含有淀粉65%~72%、水分12%~14%、蛋白质2.8%~3.9%、油脂0.8%、粗纤维3.3%、钙0.07%、磷0.05%、灰分3%~6%。目前,本公司所用木薯干主要来自泰国、柬埔寨等东南亚国家,生产加工简单粗放,在加工过程中没有去皮和去杂质,块茎上附着的泥沙等杂质带入木薯干中,导致沼渣中灰分偏高。

沼渣是指酒糟经厌氧处理脱水后剩余的固形物质,主要由发酵过程中未分解的原料固形物,如纤维等物质以及酒糟经厌氧新产生的微生物菌体组成。沼渣营养成分丰富,除含有大量的有机质和腐殖酸外,还含有丰富的氮磷钾及其它微量元素。

木薯沼渣的脱水方式

1、带式压滤机

带式压滤机是一种连续给料连续出饼的脱水设备,过滤介质由上下两层滤带组成,过滤压力源于气缸对滤带的柔性张力。

带式压滤机具有一定的优点:设备简单、制造容易、附属设备少、成本低、能耗较低;连续工作,污水处理量大。但随着新设备、新技术的进步创新以及新的环保形势的发展,带式压滤机的缺点也显现出来,设备自动化程度不高、人工成本高;设备容易出故障,尤其辊端轴承会跑偏,故障维修复杂、费用比较高;聚丙烯酰胺用量高,而且需要大量的冲洗水,运行费用高;处理高温有机污水时在重力脱水和压榨段产生大量的水汽、异味;脱水效率和污泥含水率低。

2、板框式压滤机

板框式压滤机因其结构较简单、操作便易、运行稳定、保养方便、过滤面积选择范围灵活、占地少、对物料适应性强等特点,广泛应用于制药、生化、食品饮料、水处理、酿造、石油、电子化工、电镀、印染、环保等行业,是各类液体进行过滤、澄清、提纯处理的最新设备。

板框压滤机用于木薯沼渣固液分离,与其他固液分离设备相比,压滤机过滤后的泥饼有更高的含固率和优良的分离效果。固液分离的基本原理是:混合液流经过滤滤布,固体停留在滤布上,并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布,成为不含固体的清液。

3、两种脱水方式的比较

较带式压滤机,本公司更换成板框式压滤机后,污泥脱水车间气味明显降低,压缩后的沼渣含水量由之前的82%降至68%,日均耗水量减少3000m3,聚丙烯酰胺用量由之前的1.26kg/m3降至0.32kg/m3,操作人员数量由24人降至18人,由于配套设备的增多,耗电由0.6元/m3上升至2.0元/m3。由于沼渣含水量大幅降低,易于下游有机肥厂家加工,沼渣出售价格大幅度提高。

沼渣的综合利用

1、制取有机肥

沼渣作为厌氧消化后的副产物,由于其养分含量较全面,被认为是一种优质高效的土壤改良剂和有机肥原料。未经处置的沼渣因含水量高、存在刺激性气味及黏度大等因素,限制了它的直接使用,通常经脱水或好氧堆肥处理后再利用。目前,本公司经脱水后的沼渣含水量在68%~71%之间,经化验分析有机质(以干基计)含量约63.4%,其中纤维素类78%、多糖类3%、蛋白质类9%,各项指标均满足生物有机肥原料的要求,具体指标如(表一)

2、焚烧发电

沼渣由有机物和无机物组成,是一种含水率较高的复杂物质;沼渣焚烧发电是一种常见的处理工艺,它可破坏全部有机质,杀死一切病原体,并最大限度地减少沼渣体积;但焚烧设备投资高、污染物产生量大,虽然通过附加的烟气处理和飞灰处理等方法可以控制污染物的排放,但是需要投入大量的资金,增加了焚烧成本。因此,降低处理成本是焚烧处置亟待解决的问题。

3、用于造纸

沼渣中有机物的主要成分为植物纤维,可作为造纸原料。2011年底,明阳生化集团成功地将木薯沼渣用于造纸生产中,并获得了国家专利,这是木薯酒精沼渣综合利用的新突破。受纤维长度等限制因素影响,可添加用于瓦楞纸、纱管纸等纸种。

编辑:施红
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