[發明專利]纖維乙醇廢水的厭氧生化處理方法

有效

• 申請號: 201110353734.4
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103102012A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 張蕾;郭宏山;李寶忠;朱衛
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種高硫酸鹽纖維乙醇生產廢水的生化處理方法和厭氧生化處理反應器。

背景技術

采用厭氧法處理高濃度硫酸鹽有機廢水時，由于硫酸鹽還原反應的介入，其產物H₂S、HS^-和S^2-等會對厭氧產甲烷菌產生嚴重抑制作用，使產氣量下降甚至系統崩潰。纖維乙醇生產廢水屬于一種含有高濃度硫酸鹽、高固體懸浮物的酸性有機廢水，一般采用厭氧-好氧聯合工藝進行生化處理。因此，能否除去廢水中高濃度硫酸根將成為厭氧工藝是否正常運行的關鍵。

目前，脫除硫酸根的技術方法主要有BaC1₂法、CaC1₂法及冷凍法。BaC1₂法是工業應用最廣泛的化學除硫酸根的方法，其工藝操作簡單、去除效果好，但BaC1₂具有較強的毒性、貯存條件要求高、使用成本高等缺點。CaC1₂法由于硫酸鈣的溶度積較大，去除硫酸根時的效果較氯化鋇法差，且殘存大量鈣離子對厭氧微生化反應有抑制作用，生成的鈣垢極易阻塞管路。冷凍法脫除硫酸根的能耗很高，目前工業應用極為少見。近幾年，人們開發出了離子交換法、膜分離法及吸附法等，但這些方法多用于氯堿廢水中硫酸根的脫除，在纖維乙醇廢水處理領域的應用研究報道極少。

針對以上問題，國內外開展了大量的研究。許多研究多將混凝工藝作為纖維乙醇廢水厭氧生化處理的前端工藝，處理后廢水的可生化性雖然提高，但混凝無法去除廢水中溶解性的硫酸根，而且加入的混凝劑如鋁鹽、鐵鹽，其陰離子也會增加對厭氧微生物的毒害。

CN1089579A提出一種能克服高濃度硫酸根對沼氣發酵毒害的方法，在沼氣發酵裝置前設置裝滿鐵刨花的池子，通過控制廢水的流量，先使鐵刨花接觸空氣，氧化生成Fe²⁺，再將溶解于廢水中，滿足沼氣發酵的需要。該方法雖然結構簡單，但鐵刨花與空氣接觸，快速產生的鐵銹造成鐵屑間的粘連、堵塞，使污水短流，降低污水處理效率。此外，在操作過程中需要頻繁調節水量以控制Fe²⁺的濃度，運行管理較為繁瑣。生成Fe²⁺的過程中，需要引入空氣，對后續的厭氧發酵過程有明顯的不利影響。

發明內容

為了克服現有技術中存在的問題，本發明提供一種高效脫除硫酸根的纖維乙醇生產廢水的處理方法，在有效脫除硫酸根的同時，對纖維乙醇厭氧生化處理過程不產生不利影響。

本發明纖維乙醇廢水的厭氧生化處理方法包括如下過程：在厭氧生化處理條件下對纖維乙醇廢水進行處理，厭氧生化處理反應器中設置鐵質填料。

本發明方法中，纖維乙醇廢水是以各種來源的纖維素為原料生產纖維乙醇過程產生的廢水。纖維乙醇廢水厭氧生化處理的條件一般為：進水SO₄^2-濃度為1?000~5?000?mg/L，COD濃度為10?000~40?000?mg/L，COD/SO₄^2-比值為4~10，回流比為1：1~3：1，當COD/SO₄^2-<2時，硫酸根去除率明顯下降。控制反應器內溫度為(35±5)℃，pH的范圍在6.5~7.5之間，氧化還原電位ORP在-380mV～-420mV之間。

本發明方法中，厭氧生化處理反應器中設置的鐵質填料以單質鐵制成，形狀任意，優選為θ環型鐵質填料，θ環型鐵質填料的外徑一般為4~8?mm。鐵質填料一般可以裝填生化反應器容積的1%～20%，優選為5%～10%。θ環型鐵質填料通過切割和卷制而成，具有較大的比表面積和空隙率，在水流的作用下易于流化，也可與其他填料混合添加。

本發明方法中，厭氧生化處理反應器可以采用本領域中常規的反應器結構。一種具體的厭氧生化處理反應器中，在厭氧生化處理反應器內底部設置布水器，廢水及循環水從布水器進入厭氧生化處理反應器中；循環水引自厭氧生化處理反應器的中上部，循環水的引入有利于鐵質填料處于流化狀態；厭氧生化處理反應器頂部設置氣相排出管路；厭氧生化處理反應器上部設置處理后出水管路；厭氧生化處理反應器內上部設置三相分離器，三相分離器可以采用本領域常規結構。三相分離器由沉淀區、集氣罩和氣封組成，氣體被分離后進入集氣罩，固液混合液在沉淀區進行固液分離，下沉的固體靠重力由回流縫返回反應區，從而達到三相分離的效果。