申请日2016.10.09
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F103/26
摘要
本发明涉及一种用于纤维素燃料乙醇生产中废水的处理方法，解决了目前纤维素燃料乙醇生产过程中所产生的废水中化学需氧量高、色度大、生物毒性大、难处理的问题。该工艺包括高压水热法预处理、厌氧UASB反应器和SBR反应器处理。通过高压水热法预处理把废水中的难降解有机物变为易降解的物质，提高废水的可生化性，厌氧UASB反应器能降解废水中的大部分有机物，SBR反应器能进一步降解废水中的有机物，提高废水水质。采用本发明处理方法处理纤维素燃料乙醇生产废水，废水中化学需氧量去除率达95%以上，废水中色度去除率达50%以上，生物毒性降低了85%以上，出水符合国家排放标准。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于纤维素燃料乙醇生产中废水的处理方法，废水依次通过高压水热反应器、厌氧UASB反应器和SBR反应器处理，其特征在于，步骤如下：
步骤一、将在纤维素燃料乙醇生产过程中产生的废水通入高压水热反应器，并调节废水的pH为3.0～4.0;然后，向高压水热反应器中投加双氧水和硫酸亚铁，其中，双氧水与废水的体积比为20mL/L，硫酸亚铁与废水的质量体积比为1g/L，投加过程中进行搅拌;废水在高压水热反应器内停留的时间为1～2h，设定高压水热反应器内温度为150～200℃，压力为1.5～2.0MPa;
步骤二、将步骤一反应后的废水通入厌氧UASB反应器，所述厌氧UASB反应器中含经驯化的厌氧污泥，其中，厌氧污泥与废水的质量体积比为10g/L，废水在厌氧UASB反应器内停留的时间为40～60h，设定厌氧UASB反应器内的温度为36℃;
步骤三、将步骤二反应后的废水通入SBR反应器，所述SBR反应器内的溶解氧浓度在2～6mg/L，废水在SBR反应器内停留反应16～24h后排放，至此完成了废水的处理。
说明书
用于纤维素燃料乙醇生产中废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种高效的纤维素乙醇生产废水处理工艺。
背景技术
随着世界人口数量的不断增加和各国工业化进程的加大，能源的消耗逐渐增大，能源危机成为当今世界面临的重大问题之一。石油、天然气及煤炭等化石燃料仍然是目前解决日益增长的能源需求的主要来源。目前世界每年消耗30亿桶石油，Colin预估在21世纪50年代年石油储量将接近枯竭。随着石油价格的日益上涨和全球气候变暖，减少对化石燃料的依赖越来越重要，且石油是一种不可再生能源，寻找一种可再生的替代能源显得十分紧迫。
生物燃料是一种很有前景的替代化石燃料，它具有可补充化石燃料资源、降低石油资源对外依存度、减少温室气体和污染物排放的特点，近年受到世界各国的广泛关注。燃料乙醇作为一种重要的生物燃料，与汽油相比具有更高的辛烷值及较低的二氧化碳排放量，因此被广泛的认为可作为汽油的替代物或添加剂。燃料乙醇是指利用玉米、甘蔗、木薯和纤维素等生物质类物质为原料，经过预处理、糖化、发酵、蒸馏等步骤产生乙醇作为能源。然而玉米和蔗糖作为粮食作物来生产燃料乙醇存在着较高的燃料乙醇生产成本和减少人类粮食使用量的问题，以粮食为原料生产燃料乙醇的发展前景不乐观。以木质纤维素原料(玉米秸秆、甘蔗渣、小麦秸秆、柳枝稷、城市废纸等)生产燃料乙醇对于缓解能源供应压力及维持经济的可持续发展都具有十分重要的意义。
随着纤维素乙醇产业的不断发展，产生的废水处理问题越来越突出。纤维素乙醇产业的不断扩大会产生大量的高浓度有机废水，该废水具有高化学需氧量、高色度、呈酸性，含有多种苯系、环系等有毒有害物质，是一种较难处理的高浓度有机废水，如果纤维素乙醇废水不能得到有效的处理会对环境造成严重污染，因此，探索一条经济有效的纤维素乙醇废水处理道路，对于纤维素乙醇生产技术的推广和环境保护具有极其重要的现实意义。鉴于纤维素乙醇生产废水水质成分复杂、难处理等问题，目前急需开发一种纤维素乙醇生产废水处理工艺。
发明内容
针对纤维素乙醇废水中有机物难降解、色度高、生物毒性大、难处理的问题，本发明采用物理化学处理技术和生物处理技术处理相结合，提出了一种用于纤维素燃料乙醇生产中废水的处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种用于纤维素燃料乙醇生产中废水的处理方法，废水依次通过高压水热反应器、厌氧UASB反应器和SBR反应器处理，步骤如下：
步骤一、将在纤维素燃料乙醇生产过程中产生的废水通入高压水热反应器，并调节废水的pH为3.0～4.0;然后，向高压水热反应器中投加双氧水和硫酸亚铁，其中，双氧水与废水的体积比为20mL/L，硫酸亚铁与废水的质量体积比为1g/L，投加过程中进行搅拌;废水在高压水热反应器内停留的时间为1～2h，设定高压水热反应器内温度为150～200℃，压力为1.5～2.0MPa;
步骤二、将步骤一反应后的废水通入厌氧UASB反应器，所述厌氧UASB反应器中含经驯化的厌氧污泥，其中，厌氧污泥与废水的质量体积比为10g/L，废水在厌氧UASB反应器内停留的时间为40～60h，设定厌氧UASB反应器内的温度为36℃;
步骤三、将步骤二反应后的废水通入SBR反应器，所述SBR反应器内的溶解氧浓度在2～6mg/L，废水在SBR反应器内停留反应16～24h后排放，至此完成了废水的处理。
本发明用于纤维素燃料乙醇生产中废水的处理方法采用物理化学处理技术和生物处理技术处理纤维素燃料乙醇废水，经过《水和废水监测分析方法》第四版、水质急性毒性的测定发光细菌法(GB/T15441-1995)和相关文献分析方法检测废水中化学需氧量去除率达95%以上，废水中色度去除率达50%以上，生物毒性降低了85%以上，出水符合国家排放标准(发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准(GB 27631-2011))。