[发明专利]一种纤维素燃料乙醇废水处理方法

说明书

一种纤维素燃料乙醇废水处理方法，它涉及一种燃料乙醇废水处理方法。它解决了目前纤维素燃料乙醇生产过程中所产生的废水中硫酸盐和氨氮浓度高、不能有效处理的问题。处理方法：一、厌氧CSTR反应器进行厌氧还原反应；二、厌氧IC反应器进行厌氧甲烷化反应；三、SBR反应器处理。采用本发明方法处理纤维素燃料乙醇废水，废水中硫酸根去除率达65％以上，废水中氨去除率达90％以上，出水符合国家排放标准。

技术领域

本发明涉及一种燃料乙醇废水处理方法。

背景技术

为了减轻长时间使用化石燃料所引发的环境污染以及能源危机，生物燃料乙醇被广泛推广，并逐渐实现产业化。早期生物燃料的生产原料为大豆和玉米等粮食作物，为了避免出现“与人争粮、与粮争地”的危机，生物燃料生产改用秸秆、稻草等纤维素为原料。

随着纤维素燃料乙醇行业规模的扩大，其生产过程中产生的废水总量也不断增加；据文献报道，每生产1吨纤维素燃料乙醇，将产生约25～35t工业废水。纤维素燃料乙醇生产废水具有高硫酸盐和高氨氮的特点。

在纤维素燃料乙醇生产的原料预处理阶段，通常会采用氨纤维爆破法或稀酸处理法对原料进行预处理，采用硫酸是比较常用的工程选择方案；因此废水中硫酸根浓度高，一般都在3000mg/L以上，高的甚至达10000mg/L。不同纤维素原料生产乙醇所产生的废水中硫酸根的含量是不相同的，例如，以木薯和玉米为原料产生的乙醇废水中硫酸根的含量差别很大，前者废水中硫酸根的含量约是后者的10～12倍。由于硫酸根在厌氧条件下容易被硫酸盐还原菌还原成硫化氢；而水相中硫化氢(HS-)的存在，可以抑制厌氧产甲烷菌的生长，严重者还会导致直接中毒死亡，使得有机物的去除效率明显下降，导致后续好氧以及深度处理负担加重，运行成本加大，出水无法达标。

纤维素燃料乙醇生产的原料预处理阶还会增加废水中氮的含量，以纤维素为原料生产乙醇所产生的废水中，氨氮的含量要比以淀粉为原料生产乙醇所产生的废水高100倍以上，而且多以无机铵盐的形式存在。

纤维素燃料乙醇生产所产生的废水排放量大，且水中有机物、硫酸盐、氨氮浓度高，所以对环境的污染非常严重，这大大制约了纤维素燃料乙醇行业的发展。

发明内容

本发明是为了解决目前纤维素燃料乙醇生产过程中所产生的废水中硫酸盐和氨氮浓度高、不能有效处理的问题，而提供的一种纤维素燃料乙醇废水处理方法。

纤维素燃料乙醇废水按以下步骤进行处理：

一、将稀释5～6倍的纤维素燃料乙醇废水通入厌氧CSTR反应器中进行厌氧水解反应，厌氧CSTR反应器中含经驯化的厌氧污泥；

二、步骤一厌氧CSTR反应器出水通入厌氧IC反应器进行厌氧产甲烷反应，厌氧IC反应器中含经驯化的厌氧颗粒污泥；

三、步骤二厌氧IC反应器出水通入SBR反应器处理后，即完成纤维素燃料乙醇废水处理；

步骤一中厌氧CSTR反应器内水力停留时间为54h；

步骤二中厌氧IC反应器内水力停留时间为20h；

步骤三在SBR反应器中按以下顺序进行水处理：先曝气3h，再停止曝气、加入乙酸钠搅拌1h进行反硝化，然后继续曝气3h，再停止曝气、加入乙酸钠搅拌2～3h，之后静置2h，即完成SBR反应器对水体的处理；其中，曝气采用微氧曝气。

本发明方法步骤一，在厌氧CSTR反应器中，利用硫酸盐还原菌在厌氧条件下将硫酸盐转化为硫化物，经过步骤一和步骤二的两次厌氧反应，厌氧IC反应器出水中SO42-的浓度在60mg/L以下，降低90％以上。硫酸盐浓度大幅降低，同时水体内碱度大量增加。