物化-生化耦合技術(shù)用于纖維素乙醇生產(chǎn)廢水處理研究.pdf

1、燃料乙醇是利用生物質(zhì)類物質(zhì)為原料,通過糖化、發(fā)酵等過程產(chǎn)生的一種生物能源,它被認(rèn)為是最有希望替代當(dāng)今化石燃料的可再生能源;以不被人類廣泛利用的纖維質(zhì)原料來生產(chǎn)燃料乙醇已成為世界發(fā)展的必然趨勢。然而纖維素燃料乙醇生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量有機(jī)廢水,廢水未經(jīng)處理直接排放會對生態(tài)環(huán)境造成極大的危害。
　　本文以秸稈產(chǎn)乙醇所排放的廢水(即纖維素乙醇生產(chǎn)廢水)為研究對象,通過分析廢水水質(zhì)特點(diǎn),提出了廢水預(yù)處理,廢水生物處理,廢水深度處理,廢水回用

2、等適合廢水多方位處理的方法,其中廢水預(yù)處理采用鐵碳微電解-Fenton試劑-絮凝沉淀法;廢水生物處理采用兩相厭氧-好氧組合工藝法及CSTR-MFC同時水處理產(chǎn)電法;廢水深度處理采用電催化氧化法;廢水回用通過和企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行,以期通過物化/生化相耦合的技術(shù)對纖維素乙醇生產(chǎn)廢水的處理提供數(shù)據(jù)支持和方法支持。
　　廢水水質(zhì)分析檢測結(jié)果可得,廢水COD值高達(dá)165806mg/L,BOD值高達(dá)44280mg/L,廢水B/C比僅為0.26,

3、COD:TN:TP為1381:5.98:1;廢水通過GC-MS操作可掃描得到52中有機(jī)物質(zhì),其中包含苯酚,糠醛等毒性較大的物質(zhì),結(jié)果表明:廢水是一種高濃度,較難被生物降解,同時營養(yǎng)物質(zhì)較為缺乏的有機(jī)廢水。
　　以COD,TOC,B/C比的變化衡量鐵碳微電解-Fenton試劑-絮凝沉淀法預(yù)處理廢水效果,結(jié)果表明,廢水預(yù)處理前后COD去除率可達(dá)37.65％,TOC去除率可達(dá)31.3%。B/C由0.27升至0.42,廢水可生化性得到較大

4、提高,鐵碳微電解-Fenton-絮凝組合工藝對廢水預(yù)處理具有較好的效果。
　　兩相厭氧-好氧組合反應(yīng)器系統(tǒng)處理纖維素乙醇生產(chǎn)廢水共持續(xù)運(yùn)行139d,最終出水穩(wěn)定,SBR出水COD值可達(dá)340mg/L,COD總?cè)コ蔬_(dá)到96.84%,同時產(chǎn)甲烷相產(chǎn)氣作用明顯,沼氣中甲烷含量可達(dá)68.5%,廢水處理的同時回收了能量,通過掃描電鏡SEM觀察了兩相厭氧-好氧工藝運(yùn)行穩(wěn)定后的各反應(yīng)器內(nèi)污泥形態(tài),各反應(yīng)器內(nèi)皆形成了適合各自生態(tài)位的微生物群落。

5、
　　CSTR-MFC同步厭氧處理產(chǎn)電反應(yīng)器運(yùn)行兩個周期(每個周期持續(xù)時間約300h)結(jié)果表明,單通路運(yùn)行電性能(僅獲得0.57W/m3輸出功率)低于四通路電性能(輸出功率為10.06W/m3),同時CSTR-MFC對COD的去除(COD去除率可達(dá)50%以上)好于常規(guī)的CSTR反應(yīng)器(COD的去除率僅為30%左右)。
　　電催化氧化法處理EGSB反應(yīng)器出水COD去除率達(dá)到44%,處理SBR反COD去除率可達(dá)70%以上。同時S

6、BR出水色度由2000倍降為80倍,SBR處理后的COD指標(biāo)和色度指標(biāo)可達(dá)酒精行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　回用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,EGSB反應(yīng)器出水和SBR反應(yīng)器出水用于工藝回用時,酶解效果(纖維素轉(zhuǎn)化率分別為86.39%和86.22%)好于清潔水(纖維素轉(zhuǎn)化率為85.93%)。發(fā)酵結(jié)果顯示,SBR出水用于發(fā)酵時,能夠提前8h完成發(fā)酵,十分適合發(fā)酵回用;EGSB出水用于發(fā)酵時會產(chǎn)生較大的抑制作用,一直發(fā)酵到88h時酵母才開始繁殖,不利于