[發明專利]一種纖維素燃料乙醇廢水處理方法

有效

• 申請號: 201510442801.8
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN104986855B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 高大文;胡奇;范利茹;袁敬偉;李春玲;胡豫娟
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F103/36;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

一種纖維素燃料乙醇廢水處理方法，它涉及一種燃料乙醇廢水處理方法。它解決了目前纖維素燃料乙醇生產過程中所產生的廢水中硫酸鹽和氨氮濃度高、不能有效處理的問題。處理方法：一、厭氧CSTR反應器進行厭氧還原反應；二、厭氧IC反應器進行厭氧甲烷化反應；三、SBR反應器處理。采用本發明方法處理纖維素燃料乙醇廢水，廢水中硫酸根去除率達65％以上，廢水中氨去除率達90％以上，出水符合國家排放標準。

技術領域

本發明涉及一種燃料乙醇廢水處理方法。

背景技術

為了減輕長時間使用化石燃料所引發的環境污染以及能源危機，生物燃料乙醇被廣泛推廣，并逐漸實現產業化。早期生物燃料的生產原料為大豆和玉米等糧食作物，為了避免出現“與人爭糧、與糧爭地”的危機，生物燃料生產改用秸稈、稻草等纖維素為原料。

隨著纖維素燃料乙醇行業規模的擴大，其生產過程中產生的廢水總量也不斷增加；據文獻報道，每生產1噸纖維素燃料乙醇，將產生約25～35t工業廢水。纖維素燃料乙醇生產廢水具有高硫酸鹽和高氨氮的特點。

在纖維素燃料乙醇生產的原料預處理階段，通常會采用氨纖維爆破法或稀酸處理法對原料進行預處理，采用硫酸是比較常用的工程選擇方案；因此廢水中硫酸根濃度高，一般都在3000mg/L以上，高的甚至達10000mg/L。不同纖維素原料生產乙醇所產生的廢水中硫酸根的含量是不相同的，例如，以木薯和玉米為原料產生的乙醇廢水中硫酸根的含量差別很大，前者廢水中硫酸根的含量約是后者的10～12倍。由于硫酸根在厭氧條件下容易被硫酸鹽還原菌還原成硫化氫；而水相中硫化氫(HS-)的存在，可以抑制厭氧產甲烷菌的生長，嚴重者還會導致直接中毒死亡，使得有機物的去除效率明顯下降，導致后續好氧以及深度處理負擔加重，運行成本加大，出水無法達標。

纖維素燃料乙醇生產的原料預處理階還會增加廢水中氮的含量，以纖維素為原料生產乙醇所產生的廢水中，氨氮的含量要比以淀粉為原料生產乙醇所產生的廢水高100倍以上，而且多以無機銨鹽的形式存在。

纖維素燃料乙醇生產所產生的廢水排放量大，且水中有機物、硫酸鹽、氨氮濃度高，所以對環境的污染非常嚴重，這大大制約了纖維素燃料乙醇行業的發展。

發明內容

本發明是為了解決目前纖維素燃料乙醇生產過程中所產生的廢水中硫酸鹽和氨氮濃度高、不能有效處理的問題，而提供的一種纖維素燃料乙醇廢水處理方法。

纖維素燃料乙醇廢水按以下步驟進行處理：

一、將稀釋5～6倍的纖維素燃料乙醇廢水通入厭氧CSTR反應器中進行厭氧水解反應，厭氧CSTR反應器中含經馴化的厭氧污泥；

二、步驟一厭氧CSTR反應器出水通入厭氧IC反應器進行厭氧產甲烷反應，厭氧IC反應器中含經馴化的厭氧顆粒污泥；

三、步驟二厭氧IC反應器出水通入SBR反應器處理后，即完成纖維素燃料乙醇廢水處理；

步驟一中厭氧CSTR反應器內水力停留時間為54h；

步驟二中厭氧IC反應器內水力停留時間為20h；

步驟三在SBR反應器中按以下順序進行水處理：先曝氣3h，再停止曝氣、加入乙酸鈉攪拌1h進行反硝化，然后繼續曝氣3h，再停止曝氣、加入乙酸鈉攪拌2～3h，之后靜置2h，即完成SBR反應器對水體的處理；其中，曝氣采用微氧曝氣。

本發明方法步驟一，在厭氧CSTR反應器中，利用硫酸鹽還原菌在厭氧條件下將硫酸鹽轉化為硫化物，經過步驟一和步驟二的兩次厭氧反應，厭氧IC反應器出水中SO42-的濃度在60mg/L以下，降低90％以上。硫酸鹽濃度大幅降低，同時水體內堿度大量增加。