申请日2009.03.19
公开(公告)日2009.09.02
IPC分类号C12P5/02; C02F3/28
摘要
本发明公开了一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌氧发酵右旋糖酐制药废水，向废水中加入氮和磷。右旋糖酐制药废水经本发明的方法处理后，废水的COD去除率可达90%以上，每m3废水可产沼气40～70m3，沼气中的甲烷含量为50～60%(体积百分含量)，本方法能源化利用右旋糖酐制药废水，变废为宝，不仅减少污染，而且有显著的经济效益。
权利要求书
1.一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置 中厌氧发酵右旋糖酐制药废水，其特征在于：向废水中加入氮和磷。
2.根据权利要求1所述的利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，其特征 在于：向废水中加入Co2+和Ni2+。
3.根据权利要求1所述的利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，其特征 在于：向废水中加入氮和磷的量为：每m3废水中加入氮0.5～2kg，以氮元素 计，每m3废水中加入磷0.1～0.8kg，以磷元素计。
4.根据权利要求2所述的利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，其特征 在于：向废水中加入Co2+和Ni2+的量为：每m3废水中加入Co2+1～5g，以钴元 素计，每m3废水中加入Ni2+1～5g，以镍元素计。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的利用右旋糖酐制药废水产沼气的 方法，其特征在于：发酵过程中，沼气发酵装置内温度维持在25～55℃，pH 维持在pH6.8～7.3。
6.根据权利要求5所述的利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，其特征 在于：发酵过程中每天右旋糖酐制药废水进水量为沼气发酵装置容积的1%～ 5%。
说明书
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法
技术领域
本发明涉及污水的处理和能源化利用领域，尤其涉及右旋糖酐制药废水的 能源化利用。
背景技术
右旋糖苷制药废水是一种较为特殊的制药废水，废水组成成分复杂，COD 浓度可高达70,000～140,000mg/L，废水中果糖含量极高，BOD/COD值接近1， 可生化性强。但是由于右旋糖苷制药废水营养单一，C/N比值严重失调(高碳 低氮)，其他营养成分缺乏，在进行发酵时容易出现故障，使得反应不能持续 正常运行。
目前，除了厌氧处理方法外，还有人将右旋糖酐制药废水用于制作工业酒 精或味精，但是生产工业酒精和味精的运行成本较高。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种利用右旋糖苷制药废水产沼气的方法。
为了解决上述问题，本发明的利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法是在沼 气发酵装置中厌氧发酵右旋糖酐制药废水，向废水中加入氮和磷。
氮和磷是沼气发酵微生物细胞的必要组成部分，对于氮和磷缺乏的废水而 言，必须人为地向废水中补充氮和磷，才能保障产甲烷菌正常生长所需氮源和 磷源。通常以尿素或铵盐作为氮源，以磷酸盐为磷源。
右旋糖酐制药废水中C/N比值严重失调，氮和磷的含量极低，向废水中添 加了氮和磷之后，厌氧发酵装置中的微生物所需要的营养源就基本可以得到保 证。这样，这些微生物就可以发酵利用右旋糖酐制药废水中的果糖等物质，在 厌氧条件下，将果糖等物质代谢得到甲烷，使得产沼气能够连续稳定进行。
本发明的利用右旋糖苷制药废水产沼气的方法，大大节省了废水处理的运 行成本，为后期的好氧处理节省大量能量，同时可以进行能源回收利用，达到 较好的经济效益和环境效益。右旋糖酐制药废水初始COD为70,000～ 140,000mg/L，经过厌氧发酵产沼气后，出水COD为2000～6000mg/L，废水的 COD去除率可达90%以上。同时，每m3废水可产沼气40～70m3，沼气中的甲烷 含量为50～60%，按沼气现在的市场价格1.0元/m3计算，则每m3废水可收益 40～70元。
作为本发明的一种改进，不仅向废水中加入氮源和磷源，而且向废水中加 入Co2+和Ni2+。
厌氧发酵过程中起重要作用的是产甲烷菌，产甲烷菌所需要的微量金属元 素的量非常少，但微量金属元素的缺乏却能够导致生物活力下降，进而影响整 个厌氧反应器的运行效果和稳定性。因此，在厌氧反应器中维持足够的微量金 属元素的浓度是十分必要的。产甲烷菌对镍和钴等元素的需求相对较高，右旋 糖酐制药废水由于营养单一，废水中镍元素和钴元素的含量极少，不能满足甲 烷菌生长代谢对镍元素和钴元素的要求。甲烷菌对Ni的需要是其他微量元素 不能替代的，Ni是甲烷菌细胞中的F430的唯一金属成分，而该酶正是催化甲基 辅酶M生成甲烷所必需的;钴元素能激活甲基营养产甲烷菌和乙酸菌。
为了得到更好的产沼气的效果，本发明的利用右旋糖酐制药废水产沼气的 方法中向废水中加入氮和磷的量为：每m3废水中加入氮源0.5～2kg(以氮元素 计)，每m3废水中加入磷源0.1～0.8kg/L(以磷元素计)。
为了得到更好的产甲烷的效果，本发明的利用右旋糖酐制药废水产沼气的 方法中向废水中加入Co2+和Ni2+的量为：每m3废水中加入Co2+1～5g(以钴元 素计)，每m3废水中加入Ni2+1～5g(以镍元素计)。
为了维持较好的发酵状态，发酵过程中，发酵装置内温度维持在25～55 ℃，pH维持在pH6.8～7.3。
为了维持发酵过程的稳定，发酵过程中废水进水的负荷为沼气发酵装置容 积的1%～5%(体积百分比)。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述 的实施例范围之中。
实施例一
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌 氧发酵右旋糖酐制药废水，沼气发酵装置的容积为500m3，发酵温度维持在35～ 40℃，pH维持在pH6.8～7.3，沼气发酵装置中每天加入右旋糖苷制药废水15 m3，废水每天的加入量为沼气发酵装置的容积的3%(体积百分比)，处理前进 入沼气发酵装置的右旋糖酐制药废水的COD为90,000～100,000mg/L，每m3右 旋糖苷制药废水中添加NH4Cl 2.3kg(以氮元素计为0.5g/L)、NaH2PO4·2H2O 0.5kg (以磷元素计0.1g/L)，处理过程中，每天产沼气600～750m3(1个标准大气 压下，25℃时的体积)，沼气中甲烷气体的含量为50%～60%(体积百分比)，出 水COD为3000～6000mg/L，COD去除率为94%～97%。
实施例二
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌 氧发酵右旋糖酐制药废水，沼气发酵装置的容积为500m3，发酵过程中，温度 维持在35～40℃，pH维持在pH6.8～7.3，沼气发酵装置中每天加入右旋糖苷 制药废水20m3，废水的加入量为沼气发酵装置的容积的4%(体积百分比)，处 理前进入沼气发酵装置的右旋糖酐制药废水的COD为90,000～100,000mg/L， 每m3右旋糖苷制药废水中添加NH4Cl 9.1kg(以氮元素计2.0g/L)、NaH2P04·2H2O 4.0(以磷元素计0.8g/L)，处理过程中，每天产沼气900～1000m3(1个标准 大气压下，25℃时的体积)，沼气中甲烷气体的含量为50%～60%(体积百分比)， 出水COD为3000～6000mg/L，COD去除率为94%～97%。
实施例三
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌 氧发酵右旋糖酐制药废水，沼气发酵装置的容积为500m3，发酵过程中，温度 维持在35～40℃，pH维持在pH6.8～7.3，沼气发酵装置中每天加入右旋糖苷 制药废水18m3，废水的加入量为沼气发酵装置的容积的3.6%(体积百分比)， 处理前进入沼气发酵装置的右旋糖酐制药废水的COD为90,000～100， 000mg/L，每m3右旋糖苷制药废水中添加NH4Cl 6.8kg(以氮元素计1.5g/L)、 NaH2PO4·2H2O 1.5kg(以磷元素计0.3g/L)，处理过程中，每天产沼气750～900m3 (1个标准大气压下，25℃时的体积)，沼气中甲烷气体的含量为50%～60%(体 积百分比)，出水COD为3000～6000mg/L，COD去除率为94%～97%。
实施例四
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌 氧发酵右旋糖酐制药废水，沼气发酵装置的容积为1000L，发酵过程中，温度 维持在25～38℃，pH维持在pH6.8～7.3，沼气发酵装置中每天加入右旋糖苷 制药废水25L，废水的加入量为沼气发酵装置的容积的2.5%(体积百分比)， 处理前进入沼气发酵装置的右旋糖酐制药废水的COD为70,000～90,000mg/L， 每m3右旋糖苷制药废水中添加NH4Cl 6.8kg(以氮元素计1.5g/L)、NaH2PO4·2H2O 1.5kg(以磷元素计0.3g/L)、CoCl2·6H2O 20.2g(以钴元素计5mg/L)、 NiCl2·6H2O 20.2g(以镍元素计5mg/L)，处理过程中，每天产沼气800～1100L (1个标准大气压下，25℃时的体积)，沼气中甲烷气体的含量为50%～60%(体 积百分比)，出水COD为3000～6000mg/L，COD去除率为93%～96%。
实施例五
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌 氧发酵右旋糖酐制药废水，沼气发酵装置的容积为1000L，发酵过程中，温度 维持在40～50℃，pH维持在pH6.8～7.3，沼气发酵装置中每天加入右旋糖苷 制药废水50L，废水的加入量为沼气发酵装置的容积的5%(体积百分比)，处 理前进入沼气发酵装置的右旋糖酐制药废水的COD为120000～140000mg/L，每 m3右旋糖苷制药废水中添加NH4Cl 6.8kg(以氮元素计1.5g/L)、NaH2PO4·2H2O 1.5kg(以磷元素计0.3g/L)、CoCl2·6H2O 4.0g(以钴元素计1mg/L)、NiCl2·6H2O 12.1g(以镍元素计3mg/L)，处理过程中，每天产沼气3000～3500L(1个标 准大气压下，25℃时的体积)，沼气中甲烷气体的含量为50%～60%(体积百分 比)，出水COD为3000～6000mg/L，COD去除率为95%～98%。
实施例六
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌 氧发酵右旋糖酐制药废水，沼气发酵装置的容积为1000L，发酵过程中，温度 维持在45～55℃，pH维持在pH6.8～7.3，沼气发酵装置中每天加入右旋糖苷 制药废水60L，废水的加入量为沼气发酵装置的容积的6%(体积百分比)，处 理前进入沼气发酵装置的右旋糖酐制药废水的COD为120,000～140,000mg/L， 每m3右旋糖苷制药废水中添加NH4Cl 6.8kg(以氮元素计1.5g/L)、NaH2PO4·2H2O 2.5kg(以磷元素计0.5g/L)、CoCl2·6H2O 8.1g(以钴元素计2mg/L)、NiCl2·6H2O 4.0g(以镍元素计1mg/L)，处理过程中，每天产沼气3600～4000L(1个标准 大气压下，25℃时的体积)，沼气中甲烷气体的含量为50%～60%(体积百分比)， 出水COD为3000～6000mg/L，COD去除率为95%～98%。
实施例七
一种利用右旋糖酐制药废水产沼气的方法，该方法是在沼气发酵装置中厌 氧发酵右旋糖酐制药废水，沼气发酵装置的容积为1000L，发酵过程中，温度 维持在45～55℃，pH维持在pH6.8～7.3，沼气发酵装置中每天加入右旋糖苷 制药废水75L，废水的加入量为沼气发酵装置的容积的7.5%(体积百分比)， 处理前进入沼气发酵装置的右旋糖酐制药废水的COD为120,000～140， 000mg/L，每m3右旋糖苷制药废水中添加NH4Cl.6.8kg(以氮元素计1.5g/L)、 NaH2PO4·2H2O 1.5kg(以磷元素计0.3g/L)、CoCl2·6H2O 20.2g(以钴元素计 5mg/L)、NiCl2·6H2O 20.2g(以镍元素计5mg/L)，处理过程中，每天产沼气 4500～5000L(1个标准大气压下，25℃时的体积)，沼气中甲烷气体的含量为 50%～60%(体积百分比)，出水COD为3000～6000mg/L，COD去除率为95%～98%。