Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОСЛЕСПИРТОВОЙ БАРДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ И ВОЗВРАТОМ ОЧИЩЕННОЙ ВОДЫ В ПРОИЗВОДСТВО

Изобретение относится к переработке отходов спиртового производства и может быть использовано при переработке барды.

Известен способ переработки послеспиртовой барды с получением кормопродукта, включающий анаэробную ферментацию путем последовательного воздействия на компоненты барды комплекса ферментов и кислотообразующих бактерий с получением культуральной жидкости и осадка белкового кормопродукта (см. патент РФ 2128688, МПК 7 C12F 3/10, опубл. 10.04.99).

Недостатками такого способа являются сложность технологического процесса, его длительность и высокая стоимость.

Известен способ очистки сточных вод спиртового производства с удалением взвешенных, коллоидных и растворенных органических и минеральных примесей физико-химическими методами, включающий коагуляцию, которую проводят гидроксидом алюминия, удаление органических минеральных примесей обратноосмотическими мембранами с диаметром пор не более (10-15)×10^-10 м (см. патент РФ 2128688, МПК 7 C12F 3/10, опубл. 10.04.99).

Недостатком известного технического решения является использование дорогостоящего реагента и дорогостоящего оборудования.

Известен способ очистки жидких отходов спиртового производства, включающий удаление взвешенных, коллоидных и растворенных органических и минеральных примесей физико-химическими методами и осаждение их коагуляцией, причем согласно известному техническому решению предварительно разделяют отходы спиртового производства на крупные взвешенные вещества и грубый фильтрат, осаждение которого осуществляют введением глины ирлита (см. патент РФ 2220195, МПК 7 C12F 3/10 от 08.10.2001).

Недостатком известного способа является использование для осаждения взвешенных веществ глины ирлита - специфического продукта, залежи которого расположены исключительно на территории Северной Осетии. Транспортировка этого продукта в другие регионы страны существенно удорожает технологический процесс.

Наиболее близким к заявленному является способ переработки жидких отходов спиртового производства, заключающийся в их нейтрализации, коагуляции и последующем отборе осажденного продукта, отличающийся тем, что нейтрализацию жидких отходов спиртового производства осуществляют до достижения их показателя pH более 6, предпочтительно 8, путем введения в емкость с жидкими отходами извести в количестве 0,3% от веса жидких отходов или аммиака, коагуляцию жидких отходов спиртового производства осуществляют путем введения в емкость с жидкими отходами мела в виде сухого порошка, или в виде смеси мела сухого порошка с воздухом, или в виде жидкой пасты - суспензии с одновременно подаваемым воздухом, при этом количество мела составляет 5-150 кг на тонну жидких отходов (патент РФ на изобретение №2321624, м. кл. C12F 3/10, опубл. 10.08.2008).

Недостатком этого способа является необходимость для проведения коагуляции использовать мел, а также известь. Кроме того, по данному способу не предусматривается разделение твердой и жидкой фаз и возврата очищенной воды в производство. Весомым недостатком данного способа является также необходимость введения значительного количества азотно-фосфорных соединений с последующей сушкой в потоке газообразного теплоносителя и, соответственно, наличие узла газоочистки.

Целью настоящего изобретения является устранение перечисленных недостатков. По предлагаемой схеме переработки послеспиртовой барды предлагается коагуляция взвешенных частиц путем введения в состав барды фосфогипса в количестве 10-25 кг/тонну, который является отходом производства фосфорной кислоты.

Использование в качестве коагулянта фосфогипса основано на наличие в химическом составе двухвалентных сульфат-ионов в виде солей и частично-свободной серной кислоты, ионов кальция и магния, являющихся сильнейшими коагулянтами коллоидных систем в кислой среде. При этом необходимость в нейтрализации барды отпадает вследствие резкого падения коагулирующей способности сульфат-ионов в нейтральной или слабощелочной среде.

В известном способе (патент РФ на изобретение №2321624, м. кл. C12F 3/10, опубл. 10.08.2008), отделение взвешенного в жидкой части осадка ведут двухстадийным путем - нейтрализацией кислотной части барды известью с последующей коагуляцией взвесей мелом. Такая схема, основанная на применении в качестве коагулирующего агента природного мела, обусловлена потерей коагулирующей способности мела в кислой среде. Поэтому в этом случае требуется дополнительная стадия известковой нейтрализации кислотной части барды.

В предлагаемом варианте исключена стадия нейтрализации барды известью по причине использования в качестве коагулянта, устойчивого в кислой среде, - фосфогипса. Кроме того, известь является искусственно получаемым материалом и требует соответствующих расходов на ее приобретение. Немаловажным фактором является еще то, что ее применение увеличивает в составе получаемого осадка долю инертных минеральных составляющих, что в конечном итоге снижает эффективность получаемого удобрения. Ко всему прочему, мел является нерудным ископаемым и его применение может заметно увеличить стоимость переработки барды.

В предлагаемом решении в качестве эффективного коагулянта предлагается использовать минеральный отход производства фосфорных удобрений - фосфогипс. Данный материал, получаемый в качестве побочного продукта и хранящийся в виде отвалов на промышленных площадках химических производств, содержит в своем составе, наряду с сильными коагулянтами, такими как сульфат-ионы, некоторое количество свободной кислоты и не нуждается при проведении коагуляции на стадии нейтрализации кислотной части барды. Поэтому применение фосфогипса в качестве коагулянта предполагает некоторую избыточность ионов водорода и сульфат-ионов в системе, что будет способствовать разрушению двойного электрического слоя мицелл и запуску процессов их слипания и коагуляции. Кроме того, наличие в составе фосфогипса соединений фосфора, магния, кальция и калия, которые являются ценными питательными веществами для развития растений, в немалой степени повышает ценность получаемого удобрения.

Таким образом, используя в качестве коагулянта фосфогипс, посредством которого в состав удобрения вносится сульфаты магния, кальция и калия, а также значительное количество природной клетчатки, мы не только выводим из природного оборота заметное количество неиспользуемых ранее отходов производства, но и получаем на выходе высокоэффективное органоминеральное удобрение, обладающее заметным мелиоративным эффектом.

В известном способе (патент РФ на изобретение №2321624, м. кл. C12F 3/10, опубл. 10.08.2008) получаемая после отделения скоагулированных взвесей вода содержит значительную долю растворимых органических соединений и из-за высокого значения ХПК (химической потребности в кислороде) не может быть сброшена на грунт и требует в свою очередь дополнительной очистки, что также увеличивает затраты на переработку барды.

В предлагаемом способе очищенная вода от нерастворенной органики не сбрасывается на грунт, а вновь направляется на производство спирта в качестве гидротранспортирующего агента солода или на стадию его замачивания, что может дать экономию до 15% потребляемой воды в спиртовом производстве.

Технический результат достигается тем, что способ переработки послеспиртовой барды с получением органоминерального удобрения и возвратом очищенной воды в производство, заключающемся в коагуляции и последующем отборе осажденного продукта, дополнительно коагуляция проводится путем введения в систему фосфогипса в количестве (10-25 кг/тонну) в металлической емкости, снабженной двумя рамными мешалками, разделение жидкой и твердой фаз скоагулированной барды осуществляется с помощью рамного фильтр-пресса, способного, наряду с отжимом осадка, осуществить его доосушку воздухом.

На чертеже изображена установка для получения органоминерального удобрения из жидких отходов спиртового производства, где

1 - накопительная емкость; 2 - рамная мешалка; 3 - насос; 4 - камерный пресс-фильтр; 5 - сборник фильтрата; 6 - приемный бункер кека; 7 - склад готовой продукции; 8 - подающий патрубок; 9 - подвод коагулянта; 10 - воздушный компрессор.

Способ реализуется следующим образом.

Исходная горячая барда через подающий патрубок 8 подается в накопительную емкость 1, снабженную двумя вращающимися рамными мешалками 2, куда после наполнения емкости на 90% от исходного объема добавляют расчетное количество фосфогипса через подвод 9. После проведенной коагуляции взвесь насосом 3 направляется на фильтрацию посредством камерного пресс-фильтра 4.

При прохождении фильтрации осадок накапливается в камерах пресс-фильтра 4, а фильтрат, содержащий растворенные полисахара, собирается в накопительной емкости 5, откуда, по мере ее заполнения, направляется вновь в начало процесса получения спирта для замачивания зерна на солод либо на использование в качестве гидротранспортирующей среды.

Отфильтрованный осадок (кек), содержащий в своем составе большое количество органической клетчатки, а также соединения фосфора, кальция, магния и калия, отжимается в пресс-фильтре 4, подсушивается воздухом, подаваемым компрессором 10, до влажности 13-15%, выгружается в приемный бункер 6, затем передается на фасовку и реализацию на склад готовой продукции 7 в виде органоминерального удобрения.