申请日2016.09.21
公开(公告)日2016.12.14
IPC分类号C02F9/14; B01D53/75; B01D53/62
摘要
本发明公开了一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：用高级氧化法对有机废水和烟气进行预处理;将预处理后的有机废水的pH调节为6‑8;将烟气使用溶剂吸收处理;将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程微藻进行处理;其中，所述的溶剂是以酯类化合物和脂肪二醇类化合物为原料，在温度为50‑300℃、压力为10‑1000KPa以及催化剂的催化下，反应1‑10h制得。该方法效率高，成本低，节能减排。
权利要求书
1.一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用高级氧化法对有机废水和烟气进行预处理;
(2)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(3)将烟气使用二氧化碳吸收溶剂处理;
(4)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程微藻进行处理;
其中，步骤(3)中所述的二氧化碳吸收溶剂是以酯类化合物和脂肪二醇类化合物为原料，在温度为50-300℃、压力为100-200KPa以及催化剂的催化下，反应1-10h制得。
2.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：步骤(1)中，所述高级氧化法为超临界水氧化、高能电子辐射、超声氧化及冲击波空穴氧化中的一种或几种联合使用。
3.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：步骤(3)中，所述二氧化碳吸收溶剂的分子量为190-370，粘度为0.9-6mPa·s，密度为0.9-1.2g/cm3。
4.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：所述酯类化合物为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯中的一种或几种混合。
5.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：所述脂肪二醇类化合物为乙二醇、丁二醇中的一种或两种混合。
6.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：所述酯类化合物和脂肪二醇类化合物的摩尔比为(1-2)：1。
7.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：所述催化剂为钠的碳酸盐、钠的氧化物、钠的醇化物、钠的氢氧化物、钾的碳酸盐、钾的氧化物、钾的醇化物、钾的氢氧化物、铝的碳酸盐、铝的氧化物、铝的氢氧化物、铝的醇化物、锌的氧化物、含钛化合物、金属螯合物、有机锡化合物的一种或多种混合。
8.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：所述催化剂为叔胺盐、季胺盐、吡啶盐中的一种或多种混合。
9.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：所述催化剂与酯类化合物的质量比为(0.01-2)：(900-1000)。
10.如权利要求1所述的一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体过程为：将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的二氧化碳吸收溶剂接触，二氧化碳被吸收。
说明书
一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法
技术领域：
本发明涉及废水处理领域，具体的涉及一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法。
背景技术：
随着啤酒工业的迅速发展，大量的高浓度啤酒有机污水随之产生。有机污水处理的传统工艺中用到的好氧或厌氧反应器耗费昂贵，操作复杂，能耗非常高。微藻处理有机污水具有成本低、操作简单、占地面积小的优势，因此受到越来越多的关注。工业、运输、发电等行业的快速发展导致空气中的二氧化碳浓度逐渐升高，并加速了全球变暖，给气候带来了严重的威胁，微藻对二氧化碳的生物固定效率比陆生植物高出倍，因此将微藻固定二氧化碳和处理有机污水，同时生产微藻生物质三者耦合，是一项成本低、能耗少、效益高，具有开发价值的技术，但是其对二氧化碳吸收容量较小，造成其处理有机污水时使用量过多，从而增加了有机污水的处理成本。
发明内容：
本发明的目的是提供一种有机污水高效处理方法和二氧化碳减排方法，该方法效率高，污水处理效果好，溶剂可以很好的捕获二氧化碳，节能减排。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种有机污水高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：
(1)用高级氧化法对有机废水和烟气进行预处理;
(2)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(3)将烟气使用二氧化碳吸收溶剂处理;
(4)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程微藻进行处理;
其中，步骤(3)中所述的二氧化碳吸收溶剂是以酯类化合物和脂肪二醇类化合物为原料，在温度为50-300℃、压力为100-200KPa以及催化剂的催化下，反应1-10h制得。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述高级氧化法为超临界水氧化、高能电子辐射、超声氧化及冲击波空穴氧化中的一种或几种联合使用。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述溶剂的分子量为190-370，粘度为0.9-6mPa·s，密度为0.9-1.2g/cm3。
作为上述技术方案的优选，所述酯类化合物为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯中的一种或几种混合。
作为上述技术方案的优选，所述脂肪二醇类化合物为乙二醇、丁二醇中的一种或两种混合。
作为上述技术方案的优选，所述酯类化合物和脂肪二醇类化合物的摩尔比为(1-2)：1。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂为钠的碳酸盐、钠的氧化物、钠的醇化物、钠的氢氧化物、钾的碳酸盐、钾的氧化物、钾的醇化物、钾的氢氧化物、铝的碳酸盐、铝的氧化物、铝的氢氧化物、铝的醇化物、锌的氧化物、含钛化合物、金属螯合物、有机锡化合物的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂为叔胺盐、季胺盐、吡啶盐中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂与酯类化合物的质量比为(0.01-2)：(900-1000)。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)的具体过程为：将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的溶剂接触，二氧化碳被吸收。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用工程微藻、高能氧化、化学溶剂吸收相结合的处理方法来处理有机污水和烟气，效率高，成本低，无二次污染，可以有效除去污水中的有害物质，且本发明制得的二氧化碳吸收剂对二氧化碳的吸收容量大，合成方法简单。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种有机污水的高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：
(1)以碳酸二甲酯和乙二醇为原料，在温度为80℃、压力为100KPa以及碳酸钠的催化下，反应1h制得二氧化碳吸收剂，其中，碳酸二甲酯和乙二醇的摩尔比为1：1，碳酸钠与碳酸二甲酯的质量比为0.01：900;
(2)采用超临界水氧化法对有机废水和烟气进行预处理，其中处理条件为：以超临界水为反应介质，温度高于水的临界温度(374.3℃)，压力在25MPa以上，以空气为氧化剂;
(3)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(4)将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的溶剂接触，二氧化碳被吸收;
(5)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程螺旋藻进行处理。
实施例2
一种有机污水的高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：
(1)以碳酸甲乙酯和乙二醇为原料，在温度为100℃、压力为120KPa以及氢氧化钠的催化下，反应2h制得二氧化碳吸收剂，其中，碳酸甲乙酯和乙二醇的摩尔比为2：1，氢氧化钠与碳酸甲乙酯的质量比为2：1000;
(2)采用超声氧化法对有机废水和烟气进行预处理，其中处理条件为：超声波的频率为100kHz;
(3)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(4)将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的溶剂接触，二氧化碳被吸收;
(5)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程小球藻进行处理。
实施例3
一种有机污水的高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：
(1)以碳酸二乙酯和乙二醇为原料，在温度为150℃、压力为140KPa以及碳酸钾的催化下，反应4h制得二氧化碳吸收剂，其中，碳酸二乙酯和乙二醇的摩尔比为1.2：1，碳酸钾与碳酸二乙酯的质量比为0.5：920;
(2)采用超临界水氧化法对有机废水和烟气进行预处理，其中处理条件为：以超临界水为反应介质，温度高于水的临界温度(374.3℃)，压力在25MPa以上，以氧气为氧化剂;
(3)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(4)将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的溶剂接触，二氧化碳被吸收;
(5)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程螺旋藻进行处理。
实施例4
一种有机污水的高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：
(1)以碳酸丙烯酯和丁二醇为原料，在温度为200℃、压力为140KPa以及氢氧化铝的催化下，反应6h制得二氧化碳吸收剂，其中，碳酸丙烯酯和丁二醇的摩尔比为1.4：1，氢氧化铝与碳酸丙烯酯的质量比为1：940;
(2)采用超临界水氧化法对有机废水和烟气进行预处理，其中处理条件为：以超临界水为反应介质，温度高于水的临界温度(374.3℃)，压力在25MPa以上，以双氧水为氧化剂;
(3)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(4)将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的溶剂接触，二氧化碳被吸收;
(5)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程小球藻进行处理。
实施例5
一种有机污水的高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：
(1)以琥珀酸二甲酯和丁二醇为原料，在温度为240℃、压力为160KPa以及氧化锌的催化下，反应8h制得二氧化碳吸收剂，其中，琥珀酸二甲酯和丁二醇的摩尔比为1.6：1，氧化锌与琥珀酸二甲酯的质量比为1.3：960;
(2)采用超声氧化法对有机废水和烟气进行预处理，其中处理条件为：超声波的频率为100kHz;
(3)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(4)将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的溶剂接触，二氧化碳被吸收;
(5)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程小球藻进行处理。
实施例6
一种有机污水的高效处理和二氧化碳减排方法，包括以下步骤：
(1)将琥珀酸二乙酯和丁二醇为原料，在温度为270℃、压力为180KPa以及氧化钛的催化下，反应9h制得二氧化碳吸收剂，其中，琥珀酸二乙酯和丁二醇的摩尔比为1.8：1，氧化钛与琥珀酸二乙酯的质量比为1.8：980;
(2)采用超声氧化法对有机废水和烟气进行预处理，其中处理条件为：超声波的频率为200kHz;
(3)将预处理后的有机废水的pH调节为6-8;
(4)将烟气通入到二氧化碳吸收塔中，烟气由塔底进入，向上流经填料层与流下来的溶剂接触，二氧化碳被吸收;
(5)将上述处理后的有机废水和烟气通入到生物反应器中利用工程盐藻进行处理。