CN101580323B - 纤维乙醇生产废水的处理方法 - Google Patents

纤维乙醇生产废水的处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101580323B
CN101580323B CN2008100114632A CN200810011463A CN101580323B CN 101580323 B CN101580323 B CN 101580323B CN 2008100114632 A CN2008100114632 A CN 2008100114632A CN 200810011463 A CN200810011463 A CN 200810011463A CN 101580323 B CN101580323 B CN 101580323B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactor
waste water
water
handled
wastewater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008100114632A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101580323A (zh
Inventor
郭宏山
许谦
王明星
朱卫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN2008100114632A priority Critical patent/CN101580323B/zh
Publication of CN101580323A publication Critical patent/CN101580323A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101580323B publication Critical patent/CN101580323B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明涉及一种纤维乙醇生产废水的处理方法，用于以玉米秸秆、高粱秸秸秆等木质纤维为原料生产乙醇的生产废水处理和回用。对纤维乙醇废水采用絮凝-酸析-电解催化氧化-厌氧发酵组合流程，处理后出水可直接回用作纤维乙醇生产的水洗、酸洗、发酵等过程用水，达到纤维乙醇生产的节水和减少污水排放的目的。上述处理后出水也可以再进行好氧生化和过滤处理，使处理后出水直接达标排放。本发明提出的方法具有高浓度污水可实现一次性处理达标和高比例回用、废水中的废物料得到了有效回收和循环使用、高浓度有机污染物被转化成甲烷等得到资源利用，符合循环经济和清洁生产等的要求。

Description

纤维乙醇生产废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种纤维乙醇生产废水的处理方法，用于以玉米秸秆、高梁秸杆等木质纤维为原料生产乙醇的生产废水处理和回用。
背景技术
纤维乙醇通常是以玉米秸秆、高粱秸杆等植物纤维为原料，通过蒸爆、酸洗(水洗或碱洗)预处理分离出纤维素、半纤维素和木质素；通过水解酶制取五碳糖和六碳糖；通过糖化酶发酵生产乙醇；再通过乙醇提浓和精馏获取高浓度乙醇。根据对纤维乙醇生产工艺的分析，其生产废水主要包括四种：①植物秸秆蒸爆预处理后的水洗或酸洗排水，主要污染物是半纤维素、糠醛(呋喃)、木质素等。②纤维素和半纤维素水解后的糖液浓缩、分离以及罐体不定期清洗排出废水：主要是纤维素和半纤维素水解后糖液提浓过程的排水、过滤器的设备清洗排水；水解罐的不定期清洗排水。由于该过程是纤维素和半纤维在水解酶作用下生产糖的过程，主要污染物除了水解残留下来的纤维素、半纤维素和木质素外，还含有己糖、戊糖、木质素及其衍生物；同时根据酸化水解的不同深度，废水中还含有一定量的糠醛(呋喃)、羟甲基糠醛、酚类等。其中纤维素、半纤维素和木质素由于不溶于水，属难生物降解性废水，必须采用絮凝沉淀、强化絮凝沉淀或酸析法才能分离出去；各种糠醛(呋喃)类化合物一般可生化性较差，且对水解酶和发酵酶具有强烈的抑制作用。③糖液发酵过程排水：主要是难以发酵(或发酵不完全)的发酵罐残夜，在非正常工况以及罐体清空和清洗的排水，属于高浓度废水。基于糖发酵为乙醇的机理分析，废水中的主要污染物主要是未发酵完全的己糖、戊糖；乙醇、甲醇、异丙醇、杂醇油；低分子醚类、醛类、酮类、羧酸和混合发酵菌。废水具有较高的有机污染特性，呈现间歇排放性质。④乙醇提纯过程中精馏塔顶分离器排水和塔底残液：主要含有甲醇、乙醇、异丙醇和其它杂醇；乙醚、乙醛、丙酮、丁酮、低分子羧酸等物质等。属于高浓度化工废水，连续排放，将呈现一定的难生物降解性。
由于纤维乙醇生产过程较为复杂，生产用水和排水量都相当高，根据目前的工艺水平分析，生产一吨乙醇产品新水消耗量约为25～30吨，同时将排出略低于25吨的高浓度污水，这不仅会显著增加纤维乙醇的生产成本，且将带来大量的高浓度污水处理问题。基于此，纤维乙醇废水的处理和回用已成为纤维乙醇大规模生产的一个关键性制约因素。
为解决纤维乙醇生产过程产生的高浓度污水问题，目前采用的较好的处理方法是对高浓度污水进行厌氧处理，去除污水中的某些对纤维素或半纤维素水解和糖液发酵酶具有严重抑制性的物质，如羧酸、糠醛、呋喃、酚等，使处理后出水尽可能地回用。如CN01808115.0和US6555350均提出采用上流式厌氧污泥床(UASB)工艺处理污水，使污水中的抑制性物质羧酸、糠醛、呋喃、酚等去除80％以上，处理后至少5％以上的污水得到循环使用，同时通过厌氧发酵产生甲烷，提高能量的利用率。然而，通过纤维乙醇生产工艺的具体分析，采用这种单一的污水处理流程并不能满足污水全部回用和处理排放的要求。首先，单一的厌氧发酵工艺对污水中的羧酸、糠醛、呋喃、酚等生物毒性物质的去除不可能完全，特别是当生产过程产生较大量的副产物时，易造成污水回用后的这些抑制物浓度的积累，对纤维素或半纤维素水解酶和糖液发酵酶产生相当大的抑制作用，以致于影响到纤维乙醇的正常生产，因此处理后的出水不能高比例循环使用，同时因含高浓度有机污染物也不能做到直接排放。其次，废水中高浓度的抑制物糠醛(呋喃)、酚类等对废水的厌氧发酵处理本身也会产生强烈的抑制作用，如四氢呋喃浓度超过200mg/L，将对厌氧微生物产生明显的抑制性影响，造成废水厌氧处理的失效或处理效果下降。
基于以上分析，本发明认为，针对生产流程较为复杂的纤维乙醇生产过程，采用单一的厌氧发酵或厌氧发酵-好氧生化废水处理工艺不能满足废水高比例回用的目的，也无法保证废水达标排放的要求。
现有技术中虽然有众多废水处理方法，但直接或简单组合用于纤维乙醇生产废水处理时，不能达到处理后废水高比例长期回用对生产过程无影响的技术要求。如CN03133960.3提出一种多相多元催化电解氧化污水处理方法和装置，以活性炭等颗粒做固体吸附材料；以石墨、贵重金属或普通碳钢为电极；以水溶解性铁、铝、镁或锰金属盐为催化剂；以空气为氧化介质，通过施加36v以下的电解电压，使固体吸附材料、电极材料、催化剂载体、液相催化、气相氧化剂与电解等过程相结合，组成一个具有综合脱除过程的污水物理一化学一电解处理装置，用于生化前的预处理及生化后的污水深度处理。该方法通过电解产生自由基和金属盐的催化氧化作用可达到深度降解有机污染物、提高废水生化性的目的效果，但由于需要连续补充金属盐催化剂，一方面造成金属盐的消耗，另一方面使得出水中的金属含量增加，易形成出水发生重金属污染。CN02147755.8提出一种高浓度有机废水的处理方法和及设备，将高浓度有机废水及二价铁盐试剂置于电解槽中，通过调节控制pH在1.5～2.5，持续加入双氧水对高浓度有机废水进行高级氧化处理，并通过二价铁与成三价铁的转化和三价铁回流的还原利用，达到降低污泥产量的目的。但这种方法由于消耗大量的双氧水，且缺少表面积较大的催化载体使停留时间较长，有机物去除效率有限，并同样存在出水发生金属二次污染问题。由于纤维乙醇生产过程是微生物反应过程，生产用水中的金属污染物对微生物的影响较大，因此上述方法不适于纤维乙醇生产废水的处理过程。
发明内容
本发明针对纤维乙醇的生产过程以及各用水、排水点的水质性质和特点，提出一种纤维乙醇生产废水的处理方法，达到节水和减少污水排放的目的，当在非正常工况或生产过程无法实施污水回用时，经上述过程处理的出水再经过好氧生化和过滤处理即可满足水质达标排放要求，不产生纤维乙醇高浓度废水污染的问题。
本发明纤维乙醇生产废水的处理方法主要分为六个处理单元：
(1)絮凝沉降，絮凝后废水进行酸析处理。具体过程为向纤维乙醇生产废水中投加20～80mg/L常规的聚合氯化铝、聚合硫酸铝、或聚铁等无机絮凝剂；或投加5～30mg/L的聚丙烯酰胺等有机絮凝剂。控制絮凝沉降时间5～30分钟，使废水中的悬浮物料沉降并送至纤维乙醇生产工艺重新利用。
(2)酸析处理，在酸性条件下析出废水中的木质素，酸析后的废水进行电解催化氧处理。利用木质素在酸性条件下析出的原理，向絮凝处理后的废水中投加一定量的浓硫酸、稀硫酸或盐酸等无机酸，通过控制废水的pH值3～6，并保持20～60分钟的停留时间，析出废水中的木质素，并将其送至木质素综合利用单元回收利用。
(3)电解催化氧化处理，将酸析后的废水送入装有阳极、阴极和固体催化颗粒组成的三维粒子电极电解催化氧化反应器中，通过向反应器阴阳极间施加直流电压，并由反应器下部充氧曝气，对废水进行电解催化氧化处理。具体过程为将酸析后的废水以0.5～2h-1的液体空速送入装有阳极、阴极和固体催化颗粒组成的三维粒子电极电解催化氧化反应器中，通过向反应器阴阳极间施加10～36V直流电压，并由反应器下部充氧曝气(采用空气即可)，保持气水体积比5～20，借助于水电解产生的自由基和负载在高活性表面上的催化金属的催化作用，将废水中的高浓度难生物降解性的有机物和抑制物如羧酸、呋喃、糠醛、酚类等转化成二氧化碳、无生物毒性和易生物降解性的有机物。
(4)厌氧发酵处理，来自电解催化氧化反应器的处理出水由上流式厌氧污泥床反应器的下部进入反应器，在厌氧污泥床上的厌氧发酵菌作用下发生甲烷化反应，甲烷气体由反应器顶部的气体出口排出装置外予以回收利用；处理出水则由反应器顶部出液口排出循环使用或排入好氧生化处理单元进行后续处理。该单元所获取甲烷气体的体积浓度为40％～60％；废水在厌氧反应器内的停留时间为20～50h；进水容积负荷为5～10kgCOD/m3.d；反应器内废水的操作温度为0～55℃。
纤维乙醇生产废水经上述单元处理后，废水中对水解和发酵具有强烈抑制作用的有毒物糠醛(呋喃)、酚类、羧基酸等得到深度脱除，可直接回用作纤维乙醇的生产用水。但考虑到非正常工况或无法实施污水回用的情况下可能带来的废水排放问题，本发明在上述处理的基础上又增加了好氧生物处理和过滤，可以切实保证废水的达标排放。
(5)好氧生物处理，将厌氧发酵处理后的出水采用常规活性污泥法或膜法等好氧处理工艺进行处理。
(6)过滤处理，采用传统砂滤器、多介质过滤器、纤维束或纤维球过滤器，也可以采用流动床形式的流砂过滤器等对好氧生物单元出水进行处理，处理后出水进行回用或达标排放。
本发明方法对纤维乙醇废水分别采用絮凝回收物料、酸析回收木质素、电解催化氧化预处理、厌氧发酵制取甲烷组合处理流程，处理后出水可直接回用作纤维乙醇生产的水洗、酸洗、发酵等过程用水，长期循环使用不会造成污染物积累影响正常生产的情痀，达到纤维乙醇生产的节水和减少污水排放的目的。上述处理后出水也可以再进行好氧生化和过滤处理，使处理后出水直接达标排放。
本发明提出的方法具有高浓度污水可实现一次性处理达标和高比例回用、废水中的废物料得到了有效回收和循环使用、高浓度有机污染物被转化成甲烷等得到资源利用，符合循环经济和清洁生产等的要求。
附图说明
图1是本发明一种具体纤维乙醇生产废水处理工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明方法的具体工艺过程进行说明。
纤维乙醇废水被连续排入沉降罐1中，同时向沉降罐1中的废水投入预先配置好的絮凝药剂，在搅拌作用下，废水中的悬浮物料被絮凝沉降下来后送至纤维乙醇的酸化水解罐中重新处理。沉降罐1的出水排入酸析罐2中，通过控制废水的pH值调节加酸量，使废水中的木质素通过沉降得到去除，并送至纤维乙醇的木质素综合利用单元进行回收处理。酸析罐2的出水直接排入装有阳极、阴极和固体催化颗粒组成的三维粒子电极电解催化氧化反应器3中，通过向反应器阴阳极间施加直流电压，并由反应器下部充氧曝气，借助于水电解产生的自由基和负载在高活性表面上的催化金属的催化作用，将废水中的高浓度难生物降解性的有机物和抑制物如羧酸、呋喃、糠醛、酚类等转化成二氧化碳、无生物毒性和易生物降解性的有机物，改善了废水的可生物降解性。电解催化氧化反应器3的出水由上流式厌氧污泥床(UASB)反应器4的下部排入反应器中，在厌氧甲烷发酵菌的作用下，废水中的高浓度有机物被转化成有机酸和甲烷，并由UASB产气口获取甲烷。UASB处理后的出水在正常情况下可直接回用于纤维乙醇生产，如水洗、酸洗、发酵等过程用水。考虑到非正常工况或污水回用无法实施时的出水去向，本发明UASB处理后的出水的也可送至好氧生化单元5进行生化降解反应，出水再经过滤器6过滤处理后直接达标排放。
本发明沉降罐1中所投加的絮凝剂可采用常规的聚合氯化铝、聚合硫酸铝、或聚铁等无机絮凝剂，其投加量为20～80mg/L；也可采用聚丙烯酰胺等有机絮凝剂，其投加量为5～30mg/L；絮凝沉降时间为5～30分钟。
本发明酸析罐2中所投加的酸为浓硫酸、稀硫酸或盐酸等无机酸；pH控制范围为3～6，最好为4～5；废水在酸析罐的停留时间为20～60分钟。
本发明三维粒子电极电解催化氧化反应器3中的阳极采用不锈钢材料；阴极采用石墨材料；催化粒子电极采用事先负载具有催化氧化功能的金属的颗粒活性炭或活性炭纤维，催化粒子装填量为反应器有效容积的5％～20％；活性炭颗粒或活性炭纤维负载的金属主要是钴、铜、铁、锰、镍、钒、钛中的一种或几种，金属含量以氧化物计为活性炭或活性炭纤维质量的1％～15％，最好为5％～10％；活性炭颗粒或活性炭纤维上的催化金属负载方法可以是现有各种常规方法，如浸渍法、混捏法等，具体如按US6797184描述的方法进行制备等。反应器阴阳极板间所施加的直流电压为10～36V，最好为15～30V；反应器下部充氧方式可采用普通的微孔曝气和其它任何的有效方式，气水体积比5～20；混合废水在电解催化氧化反应器中的体积空速为0.5～2h-1，最好为0.5～1h-1，操作温度为0～50℃。
本发明所采用的上流式厌氧污泥床反应器4为一种通常的厌氧反应器结构，主要由分配板、颗粒污泥处理区、膨胀污泥再生区、气固液分离器等四部分组成。来自三维粒子电极电解催化氧化反应器3的处理出水由UASB的下部进入反应器，在厌氧污泥床上通过厌氧发酵菌完成反应后，甲烷气体由反应器顶部的气体出口排出装置外予以回收利用；处理出水则由反应器顶部出液口排出循环回用，或进一步排入好氧生化处理单元进行后续处理。该单元所获取甲烷气体的体积浓度为40％～60％；废水在厌氧反应器内的停留时间为20～50h，最好为26～28h；厌氧反应器的进水容积负荷为5～10kgCOD/m3.d，最好为6～9gCOD/m3.d；反应器内废水的操作温度为0～55℃，最好为30～38℃。
本发明所采用的好氧生化处理单元5可以为传统的活性污泥法、间歇式活性污泥法(SBR)、接触氧化法以及任何改进型的好氧生物方法中的一种或多种组合。
本发明所采用的过滤器6可选择传统的砂滤器、多介质过滤器、纤维束或纤维球过滤器，也可以选择流动床形式的流砂过滤器等。
采用本发明方法对纤维乙醇生产废水进行絮凝-酸析-电解催化氧化-厌氧发酵组合处理，可使废水中主要的酶水解和发酵的抑制物糠醛、呋喃和酚类由数百个mg/L降低到5mg/L以下，COD由15000～28000mg/L降低到4000mg/L以下，处理后出水可全部回用作纤维乙醇生产的水洗、酸洗、发酵过程用水，以达到纤维乙醇生产的节水、减少污水排放的目的。经上述处理后的出水也可以送至本发明的好氧生化和过滤单元再进行处理，使处理后的出水COD降低到100mg/L以下，直接达标排放。
下面通过实施例进一步说明本发明方法和效果。
实施例1
采用本发明的处理方法对国内某中型试验规模的纤维乙醇生产装置废水进行处理。该装置以玉米秸秆为原料，主要采用水蒸汽爆破、酸碱预处理与木质素分离、纤维素和半纤维素酶法水解、糖液发酵、乙醇提浓和精馏提纯等工艺生产纤维乙醇，生产废水中的主要污染物COD 27000mg/L(铬法，下同)、羧基酸4600mg/L、呋喃230mg/L、酚280mg/L。
采用本发明的絮凝-酸析-电解催化氧化-厌氧发酵组合工艺对上述废水进行实验室处理试验，废水处理规模为200mL/h，各处理单元的主要实验装置构成、运行条件及处理效果见表1。通过本发明的方法处理后，纤维乙醇废水中的COD可降低到3500mg/L，抑制酶水解和发酵菌的有毒有害物质羧基酸、呋喃、酚类均被脱除到5mg/L以下，可以满足污水回用作纤维乙醇生产的水洗、酸洗、发酵过程用水的要求，全部回用。
表1实施例1的主要处理单元构成及处理效果
  处理单元名称   处理装置规模及主要组成  主要运行条件与控制参数   处理出水或效果
  1絮凝沉降   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加聚合氯化铝絮凝剂  间歇操作，絮凝剂投加量50mg/L、絮凝搅拌2min、沉降时间25min 出水COD24000mg/L
  2酸析处理   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加20％的稀硫酸  间歇操作，pH控制值5、静止沉降时间30min   出水COD20000mg/L
  3电解催化氧化   顶口敞开的有机玻璃材料制成的槽体，总容积0.5L。槽体两个侧壁分别安设一个不锈钢板和石墨板，并分别接入直流稳压电源的负极和正极上。槽体底部分别布设微孔曝气器和进水口，用空压机供应空气；槽体侧壁上部布设出水口，槽体内  底部连续进水；进水流速200mL/h；反应器两端施加电压15V、电流0.8A；空气鼓入量50mL/min；操作温度36℃；载钴活性炭颗粒按照US6797184描述的方法制成，金属钴氧化物含量为活性炭5％(wt)。 出水COD15000mg/L；低分子有机酸5000mg/L；呋喃10mg/L、酚80mg/L。
  充装一种载活性钴金属的活性炭颗粒，装填量30g；槽体采用水浴加热。
 4厌氧发酵   采用UASB，材质有机玻璃，反应器容积10L。主要包括下部布水板、颗粒污泥床层、污泥缓冲层、气固液三相分离器、排气管、排水管、筛网等构成。   底部连续进水；进水流速200mL/h；废水停留时间40h；进水容积负荷9kgCOD/m3.d；操作温度36℃；收集的甲烷气体平均体积浓度55％。   出水COD3500mg/L；低分子有机酸1000mg/L；呋喃＜1mg/L、酚＜5mg/L
实施例2
采用本发明的处理方法对国内某中型试验规模的纤维乙醇生产装置废水进行处理。该装置以玉米秸秆为原料，主要采用水蒸汽爆破、酸碱预处理与木质素分离、纤维素和半纤维素酶法水解、糖液发酵、乙醇提浓和精馏提纯等工艺生产纤维乙醇，生产废水中的主要污染物COD 27000mg/L、羧基酸4600mg/L、呋喃230mg/L、酚280mg/L。
采用本发明的絮凝-酸析-电解催化氧化-厌氧发酵-好氧生化-过滤组合工艺对上述废水进行实验室处理试验，废水处理规模为200mL/h，各处理单元的主要实验装置构成、运行条件及处理效果见表2。通过本发明的方法处理后，纤维乙醇废水中的COD可降低到100mg/L以下，抑制酶水解和发酵菌的有毒有害物质羧基酸、呋喃、酚类均被脱除到0.5mg/L以下，可以满足污水回用和达标排放的目的。
表2实施例2的主要处理单元构成及处理效果
  处理单元名称   处理装置规模及主要组成   主要运行条件与控制参数 处理出水或效果
  1絮凝沉降   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加聚合氯化铝絮凝剂   间歇操作，絮凝剂投加量50mg/L、絮凝搅拌2min、沉降时间25min   出水COD24000mg/L
  2酸析处理   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加20％的稀硫酸   间歇操作，pH控制值5、静止沉降时间30min   出水COD20000mg/L
  3电解催化氧化   顶口敞开的有机玻璃材料制成的槽体，总容积0.5L。槽体两个侧壁分别安设一   底部连续进水；进水流速200mL/h；反应器两端施加电压15V、电   出水COD15000mg/L；低分子有机酸5000
  个不锈钢板和石墨板，并分别接入直流稳压电源的负极和正极上。槽体底部分别布设微孔曝气器和进水口，用空压机供应空气；槽体侧壁上部布设出水口，槽体内充装一种载活性钴金属的活性炭颗粒，装填量30g；槽体采用水浴加热。   流0.8A；空气鼓入量50mL/min；操作温度36℃；载钴活性炭颗粒按照US6797184描述的方法制成，金属钴氧化物含量为活性炭5％(wt)。   mg/L；呋喃10mg/L、酚80mg/L。
  4厌氧发酵   采用UASB，材质有机玻璃，反应器容积10L。主要包括下部布水板、颗粒污泥床层、污泥缓冲层、气固液三相分离器、排气管、排水管、筛网等构成。   底部连续进水；进水流速200mL/h；废水停留时间40h；进水容积负荷9kgCOD/m3.d；操作温度36℃；收集的甲烷气体平均体积浓度55％   出水COD3500mg/L；低分子有机酸1000mg/L；呋喃＜1mg/L、酚＜5mg/L
  5好氧生化   采用传统SBR，材质有机玻璃，反应器容积10L。主要包括下部微孔曝气器充氧曝气、机械搅拌机，以电磁阀、可编程控制器(PLC)程序控制系统控制废水和空气的进入。   间断进水、间断排水；每日运行两周期；周期运行时间12h，进水4h、曝气10h、沉降0.5h、排水1h、闲置0.5h；周期处理水量2.4L、进水流速0.6L/n；鼓风量100mL/min。   出水COD98mg/L；低分子有机酸＜16mg/L；呋喃＜0.5mg/L、酚＜0.5mg/L
  6过滤   石英砂过滤柱，直径20mm、高50mm   SS＜20mg/L(悬浮物浓度)
实施例3～4
采用实施例1的处理装置，处理与实施例1相同的污水，改变各处理单元的运行条件所获得的废水处理效果分别见表3、表4。
表3实施例3的主要处理单元构成及处理效果
  处理单元名称   处理装置规模及主要组成   主要运行条件与控制参数 处理出水或效果
  1絮凝沉降   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加聚合氯化铝絮凝剂   间歇操作，絮凝剂投加量50mg/L、絮凝搅拌2min、沉降时间25min   出水COD24000mg/L
  2酸析处理   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加20％的稀硫酸   间歇操作，pH控制值5、静止沉降时间30min   出水COD20000mg/L
  3电解催化氧化   顶口敞开的有机玻璃材料制成的槽体，总容积0.5L。槽体两个侧壁分别安设一个不锈钢板和石墨板，并分别接入直流稳压电源的负极和正极上。槽体底部分别布设微孔曝气器和进水口，用空压机供应空气；槽体侧壁上部布设出水口，槽体内充装一种载活性钴金属的活性炭颗粒，装填量30g；槽体采用水浴加热。   底部连续进水；进水流速200mL/h；反应器两端施加电压15V、电流0.8A；空气鼓入量50mL/min；操作温度36℃；载钴活性炭颗粒按照US6797184描述的方法制成，金属钴氧化物含量为活性炭8％(wt)。   出水COD14500mg/L；低分子有机酸5300mg/L；呋喃7mg/L、酚48mg/L。
  4厌氧发酵   采用UASB，材质有机玻璃，反应器容积10L。主要包括下部布水板、颗粒污泥床层、污泥缓冲层、气固液三相分离器、排气管、排水管、筛网等构成。   底部连续进水；进水流速200mL/h；废水停留时间40h；进水容积负荷8.7kgCOD/m3.d；操作温度36℃；收集的甲烷气体平均体积浓度53％   出水COD3380mg/L；低分子有机酸960mg/L；呋喃＜1mg/L、酚＜5mg/L
  5好氧生化   采用传统SBR，材质有机玻璃，反应器容积10L。主要包括下部微孔曝气器充氧曝气、机械搅拌机，以电磁阀、可编程控制器(PLC)程序控制系统控制废水和空气的进入。   间断进水、间断排水；每日运行两周期；周期运行时间12h，进水4h、曝气10h、沉降0.5h、排水1h、闲置0.5h；周期处理水量2.4L、进水流速0.6L/n；鼓风量100mL/min。   出水COD95mg/L；低分子有机酸＜15mg/L；呋喃＜0.5mg/L、酚＜0.5mg/L
  6过滤   石英砂过滤柱，直径20mm、高50mm   SS＜20mg/L
表4实施例4的主要处理单元构成及处理效果
  处理单元名称   处理装置规模及主要组成   主要运行条件与控制参数 处理出水或效果
  1絮凝沉降   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加聚丙烯酰胺絮凝剂   间歇操作，絮凝剂投加量10mg/L、絮凝搅拌2min、沉降时间20min   出水COD23000mg/L
  2酸析处理   带有搅拌的混合容器，容积1L，投加20％的稀硫酸   间歇操作，pH控制值4、静止沉降时间30min   出水COD19500mg/L
  3电解催化氧化   顶口敞开的有机玻璃材料制成的槽体，总容积0.5L。槽体两个侧壁分别安设一个不锈钢板和石墨板，并分别接入直流稳压电源的负极和正极上。槽体底部分别布设微孔曝气器和进水口，用空压机供应空气；槽体侧壁上部布设出水口，槽体内充装一种载活性钴金属的活性炭颗粒，装填量30g；槽体采用水浴加热。   底部连续进水；进水流速200mL/h；反应器两端施加电压18V、电流1.0A；空气鼓入量50mL/min；操作温度38℃；载金属活性炭颗粒按照US6797184描述的方法制备，金属铜氧化物含量为活性炭4％(wt)，金属钒氧化物含量为活性炭6％(wt)。   出水COD14200mg/L；低分子有机酸5200mg/L；呋喃6mg/L、酚42mg/L。
  4厌氧发酵   采用UASB，材质有机玻璃，反应器容积10L。主要包括下部布水板、颗粒污泥床层、污泥缓冲层、气固液三相分离器、排气管、排水管、筛网等构成。   底部连续进水；进水流速200mL/h；废水停留时间40h；进水容积负荷8.5kgCOD/m3.d；操作温度38℃；收集的甲烷气体平均体积浓度56％   出水COD3080mg/L；低分子有机酸1060mg/L；呋喃＜1mg/L、酚＜5mg/L
  5好氧生化   采用传统SBR，材质有机玻璃，反应器容积10L。主要包括下部微孔曝气器充氧曝气、机械搅拌机，以电磁阀、可编程控制器(PLC)程序控制系统控制废水和空气的进入。   间断进水、间断排水；每日运行两周期；周期运行时间12h，进水4h、曝气10h、沉降0.5h、排水1h、闲置0.5h；周期处理水量2.4L、进水流速0.6L/h；鼓风量100mL/min。   出水COD92mg/L；低分子有机酸＜15mg/L；呋喃＜0.5mg/L、酚＜0.5mg/L
  6过滤   石英砂过滤柱，直径20mm、高50mm   SS＜20mg/L

Claims (6)

1.一种纤维乙醇生产废水的处理方法，包括如下过程：
(1)絮凝沉降，絮凝后废水进行酸析处理；
(2)酸析处理，在酸性条件下析出废水中的木质素，酸析后的废水进行电解催化氧处理；
(3)电解催化氧化处理，将酸析后的废水送入装有阳极、阴极和固体催化颗粒组成的三维粒子电极电解催化氧化反应器中，通过向反应器阴阳极间施加直流电压，并由反应器下部充氧曝气，对废水进行电解催化氧化处理；
(4)厌氧发酵处理，来自电解催化氧化反应器的处理出水由上流式厌氧污泥床反应器的下部进入反应器，在厌氧污泥床上的厌氧发酵菌作用下发生甲烷化反应，甲烷气体由反应器顶部的气体出口排出装置外予以回收利用；处理出水则由反应器顶部出液口排出循环使用或排入好氧生化处理单元进行后续处理；
其中步骤(2)所述的酸析处理，使用浓硫酸、稀硫酸或盐酸，控制废水的pH值3～6，并保持20～60分钟的停留时间；
其中步骤(3)所述的电解催化氧化处理过程为，将酸析后的废水以0.5～2h-1的液体空速送入装有阳极、阴极和固体催化颗粒组成的三维粒子电极电解催化氧化反应器中，通过向反应器阴阳极间施加10～36V直流电压，并由反应器下部充氧曝气，保持气水体积比5～20；
其中步骤(3)中所述的电解催化氧化反应器的阳极采用不锈钢材料；阴极采用石墨材料；催化粒子电极采用负载具有催化氧化功能的金属的颗粒活性炭或活性炭纤维，催化粒子装填量为反应器有效容积的5％～20％；活性炭颗粒或活性炭纤维负载的金属是钴、铜、铁、锰、镍、钒、钛中的一种或几种，金属含量以氧化物计为活性炭或活性炭纤维质量的1％～15％；电解催化氧化反应器采用的直流电压为15～30V；混合废水在电解催化氧化反应器中的体积空为0.5～2h-1，操作温度为0～50℃。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述的絮凝处理使用无机絮凝剂或有机絮凝剂，控制絮凝沉降时间5～30分钟。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)所述的厌氧发酵处理中，废水在厌氧反应器内的停留时间为20～50h；进水容积负荷为5～10kgCOD/m3.d；反应器内废水的操作温度为0～55℃。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的好氧生物处理包括活性污泥法或膜法好氧处理工艺，好氧生物处理出水进行过滤处理。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)所述的厌氧发酵处理中，废水在厌氧反应器内的停留时间为26～28h；厌氧反应器的进水容积负荷为6～9gCOD/m3.d；反应器内废水的操作温度为30～38℃。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的过滤采用砂滤器、多介质过滤器、纤维束、纤维球过滤器或流动床形式的流砂过滤器。
CN2008100114632A 2008-05-14 2008-05-14 纤维乙醇生产废水的处理方法 Active CN101580323B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100114632A CN101580323B (zh) 2008-05-14 2008-05-14 纤维乙醇生产废水的处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100114632A CN101580323B (zh) 2008-05-14 2008-05-14 纤维乙醇生产废水的处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101580323A CN101580323A (zh) 2009-11-18
CN101580323B true CN101580323B (zh) 2011-04-20

Family

ID=41362662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100114632A Active CN101580323B (zh) 2008-05-14 2008-05-14 纤维乙醇生产废水的处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101580323B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102241448B (zh) * 2010-12-29 2012-11-28 厦门紫金矿冶技术有限公司 硫酸钠废水综合利用的方法
CN103687954A (zh) * 2011-06-28 2014-03-26 艾欧基能源公司 用于减少纤维素转化工艺中用水量的方法
CN102344197B (zh) * 2011-10-18 2012-09-05 浙江大学 一种快速启动厌氧氨氧化反应器的方法
CN103102034B (zh) * 2011-11-10 2014-04-02 中国石油化工股份有限公司 一种纤维乙醇生产废水的深度处理回用方法
CN103102036B (zh) * 2011-11-10 2014-05-21 中国石油化工股份有限公司 一种纤维乙醇生产废水的处理方法
CN102583910B (zh) * 2012-03-28 2013-10-30 淄博高汇化工有限公司 一种多级催化氧化加微电解法处理废水的方法
CN103771632B (zh) * 2012-10-23 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 一种纤维素乙醇发酵废液的预处理方法
CN104140181B (zh) * 2013-05-09 2016-08-17 中国石油化工股份有限公司 一种纤维素乙醇发酵废液的处理方法
CN108212161A (zh) * 2018-01-08 2018-06-29 山西晋环科源环境资源科技有限公司 一种活性炭纤维三维粒子电极催化剂及其制备方法
CN108101164A (zh) * 2018-01-08 2018-06-01 山西华鑫煤焦化实业集团有限公司 一种应用于原位电芬顿反应的三维粒子电极及其制备方法
CN109020070A (zh) * 2018-08-23 2018-12-18 广东海瑞环保科技有限公司 抗氧化剂生产废水的处理方法
CN109821500B (zh) * 2019-01-29 2021-12-21 陈木发 一种吸附催化剂及制备方法和应用
CN111003895B (zh) * 2019-12-27 2022-04-15 南京工业大学 Mto化工废水膜法零排放处理工艺及废盐资源利用技术

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4442006A (en) * 1979-04-24 1984-04-10 The Agency Of Industrial Science And Technology Anaerobic digestion process
CN1443141A (zh) * 2000-02-17 2003-09-17 里索国家实验室 处理木质纤维素材料的方法
CN101037280A (zh) * 2007-02-25 2007-09-19 嘉应学院 米酒糟废水的处理方法及处理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4442006A (en) * 1979-04-24 1984-04-10 The Agency Of Industrial Science And Technology Anaerobic digestion process
CN1443141A (zh) * 2000-02-17 2003-09-17 里索国家实验室 处理木质纤维素材料的方法
CN101037280A (zh) * 2007-02-25 2007-09-19 嘉应学院 米酒糟废水的处理方法及处理装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张芳等.三维电解法处理苯酚废水的粒子电极研究.《环境科学》.2007,第28卷(第8期),1715-1719. *
朱宜庚等.燃料乙醇生产废水处理工程.《给水排水》.2007,第33卷(第12期),69-71. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101580323A (zh) 2009-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101580323B (zh) 纤维乙醇生产废水的处理方法
CN101269901B (zh) 污水治理循环利用综合处理方法
CN100371270C (zh) 木薯淀粉生产废水生物处理组合工艺
CN103102034B (zh) 一种纤维乙醇生产废水的深度处理回用方法
CN101333050A (zh) 一种含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水处理方法
CN102659281B (zh) 白酒生产废水的处理方法
CN102390909B (zh) 核酸废水处理方法
CN111253016A (zh) 一种垃圾渗滤液的处理系统及方法
CN201932982U (zh) 微电解—mbr处理印染废水的联用系统
CN103102036B (zh) 一种纤维乙醇生产废水的处理方法
CN108773982B (zh) 一种高浓度废水的处理方法
CN203112650U (zh) 一种餐厨垃圾废水处理系统
CN103771655A (zh) 一种纤维素乙醇发酵废液的处理方法
CN103951140B (zh) 一种厌氧内置零价铁反应器耦合人工湿地的低浓度废水处理工艺
CN106517699B (zh) 高效生活垃圾污水系统及其工艺
CN100368324C (zh) 一种高浓度有机污水的处理方法
CN100509661C (zh) 一种聚醚多元醇生产污水回收利用的处理工艺
CN111252994A (zh) 一种食用菌废水处理方法
CN210945262U (zh) 一种化妆品生产废水处理系统
CN210505835U (zh) 一种利用反硝化处理树脂再生废液的系统
CN103395951B (zh) 一种利用酸中和残渣和脱水铝污泥处理含氮废水的系统及方法
CN201793462U (zh) 一种三羟甲基丙烷工业废水处理系统
CN203048928U (zh) 一种沼气收集利用系统
CN205347128U (zh) 一种废水污泥处理系统
CN109809635A (zh) 高盐水与活性污泥协同处理系统及处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant