專利名稱：一種生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種水處理領域中降解有機污染物的工藝方法。
背景技術：
生物質能源是一種清潔可再生能源，在能源和環境問題日益嚴重的今天，開發利用生物質能源具有重大的戰略意義。隨著我國經濟的快速發展、工業規模的不斷壯大，以生物質為原料的工業如生物質氣化發電、造紙、制糖、生物質發酵制酒精、食品制造等，在獲得產品的同時產生了大量的廢水，這類廢水含有大量的纖維素、半纖維素、淀粉、糖類、有機酸、蛋白質和酚類物質，OD值很高，直接排放不僅嚴重污染環境，而且造成生物質資源浪費。 因此采用合適的工藝對其進行高效回收處理是回收資源、降低成本、減輕環境污染的關鍵途徑。

發明內容
為了克服已有生物質廢水處理工藝去除污染物功能有限，操作復雜，成本高的問題，本發明提供一種反應速度快、操作簡單、成本低、水處理效果好、可在大規模排放廢水的工廠應用、不會產生二次污染的生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法，所述生物質廢水為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的不能達到國家排放標準的廢水，所述的生物質炭為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的、未經活化的殘炭，所述工藝方法包括如下步驟在生物質廢水中加入生物質炭，其中生物質炭的用量為每升廢水I-IOOOg生物質炭，保持溫度在0-100°C之間，pH在0-12之間，混合O. 5分鐘-24小時；再通過固液分離技術將生物質炭和處理后的生物質廢水分離，其中，吸附了廢水中有機物的生物炭經活化后可重復用于生物質廢水的處理；經生物炭吸附處理后的生物質廢水取樣檢測達到國家排放標準后直接排放。進一步，所述生物質廢水和生物質炭均位于反應器中，所述反應器為循環式反應器、連續流式反應器、間歇式反應器、多級串聯反應器或多級并聯反應器。再進一步，所述活性炭與生物質廢水的混合通過攪拌、泵循環實現。所述生物質炭與生物質廢水的分離通過過濾、離心或旋液分離技術實現。生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的過程包括生物炭吸附與03/H202降解耦合。 反應器的形狀為圓筒形、正方筒形或長方筒形。生物質炭為未經活化處理的熱解炭、竹炭、 秸桿炭、稻殼炭。生物質炭顆粒大小為220目 2mm。生物質廢水含有大量的纖維素，半纖維素，淀粉，糖類，有機酸，蛋白質，酚類物質。本發明的技術構思為生物質炭是由生物質在完全或部分缺氧的情況下經熱解炭化產生的一類高度芳香化難熔性固態物質，屬于廣義概念上黑碳的一種類型，常見的生物質炭包括木炭、竹炭、秸桿炭、稻殼炭等。生物質炭具有高度穩定性和較強的吸附性能，已被認為是大氣CO2的重要儲庫，生物質炭化還可能成為人類應對全球氣候變化的一條重要途徑。生物質炭的元素組成主要包括碳(一般高達60%以上)、氫、氧等，其次是灰分 (包括鉀、鈣、鈉、鎂、硅等)。生物質炭的元素組成由最終炭化溫度決定，隨著最終炭化溫度的升高，其含碳量增加，氫和氧的含量降低，灰分含量亦有所增加。而灰分的元素組成與植物生長地的地質有關。生物質炭不僅由穩定芳香化結構組成，而且還含有許多脂肪族和氧化態碳結構物質。生物質炭顆粒內的碳形式可能取決于植物細胞結構中碳的特征、炭化條件以及形成過程(揮發性物質的濃縮或植物細胞直接炭化)。生物質炭孔隙結構發達、比表面積巨大，而且具有大量的表面負電荷以及高電荷密度的特性，能吸附固定水、土壤或沉積物中的無機離子(如Cu2+、Zn2+、Pb2+、Hg2+和N03_等) 及極性或非極性有機化合物。生物質炭的高度芳香化結構使其比其他任何形式的有機碳具有更高的生物、化學和熱穩定性。將生物質氣化過程中產生的副產品生物質炭用于處理生物質廢水，變廢為寶，是一種新穎、清潔的凈化方法，避免了對水體環境的二次污染，實現了高效節能的目標。本發明是一種新型、高效、潔凈、經濟的水處理工藝。本發明的有益效果主要表現在反應速度快、操作簡單、成本低、水處理效果好、可在大規模排放廢水的工廠應用、不會產生二次污染。
具體實施例方式下面對本發明作進一步描述。實施例I一種生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法，所述生物質廢水為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的不能達到國家排放標準的廢水，所述的生物質炭為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的、未經活化的殘炭，所述工藝方法包括如下步驟在生物質廢水中加生物質炭，其中生物質炭的用量為每升廢水I-IOOOg生物質炭，保持溫度在0-100°C之間，pH在0-12之間，混合O. 5分鐘-24小時； 再通過固液分離技術將生物質炭和處理后的生物質廢水分離，其中，吸附了廢水中有機物的生物炭經活化后可重復用于生物質廢水的處理，或作為活性炭用于其他相關工業過程；經生物炭吸附處理后的生物質廢水取樣檢測達到國家排放標準后直接排放。所述生物質廢水和生物質炭均位于反應器中，所述反應器為循環式反應器、連續流式反應器、間歇式反應器、多級串聯反應器或多級并聯反應器。所述活性炭與生物質廢水的混合通過攪拌、泵循環實現。所述生物質炭與生物質廢水的分離通過過濾、離心或旋液分離技術實現。所述的生物質炭為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的、未經活化的殘炭， 所述生物質炭用于處理生物質廢水，吸附了廢水中有機物的生物炭經活化后可重復用于生物質廢水的處理，或作為活性炭用于其它相關工業過程，因此，所述生物質炭價格低廉、并且是可以重復利用的。本實施例中，生物質炭的用量為每升廢水Ig生物質炭，保持溫度在(TC之間，pH為 0，混合O. 5分鐘。
CODcr 從 12496mg/L 降至 10887mg/L實施例2本實施例中，生物質炭的用量為每升廢水IOg生物質炭，保持溫度在20°C之間，pH 為5，混合2小時。CODcr 從 12496mg/L 降至 1013mg/L本實施例的其他步驟均與實施例I相同。實施例3本實施例中，生物質炭的用量為每升廢水200g生物質炭，保持溫度在60°C之間， pH為8，混合3. 5小時。CODcr 從 12496mg/L 降至 380mg/L本實施例的其他步驟均與實施例I相同。實施例5本實施例中，生物質炭的用量為每升廢水600g生物質炭，保持溫度在80°C之間， pH為9. 5，混合20小時。CODcr 從 12496mg/L 降至 153mg/L本實施例的其他步驟均與實施例I相同。實施例6本實施例中，生物質炭的用量為每升廢水IOOOg生物質炭，保持溫度在100°C之間，pH為12，混合24小時。CODcr 從 12496mg/L 降至 49mg/L 本實施例的其他步驟均與實施例I相同。
權利要求
1.一種生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法，其特征在于所述生物質廢水為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的不能達到國家排放標準的廢水，所述的生物質炭為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的、未經活化處理的殘炭，所述工藝方法包括如下步驟在生物質廢水中加入生物質炭，其中生物質炭的用量為每升廢水I-IOOOg生物質炭， 保持溫度在0-100°C之間，pH在0-12之間，混合O. 5分鐘-24小時；再通過固液分離技術將生物質炭和處理后的生物質廢水分離，其中，吸附了廢水中有機物的生物炭經活化后可重復用于生物質廢水的處理，經生物炭吸附處理后的生物質廢水取樣檢測達到國家排放標準后直接排放。
2.如權利要求I所述的生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法，其特征在于所述生物質廢水和生物質炭均位于反應器中，所述反應器為循環式反應器、連續流式反應器、間歇式反應器、多級串聯反應器或多級并聯反應器。
3.如權利要求I或2所述的生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法，其特征在于所述生物質炭與生物質廢水的混合通過攪拌、泵循環實現。
4.如權利要求I或2所述的生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法，其特征在于所述生物質炭與生物質廢水的分離通過過濾、離心或旋液分離技術實現。
全文摘要
一種生物質炭吸附生物質廢水中的有機物的工藝方法，生物質廢水為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的不能達到國家排放標準的廢水，生物質炭為以生物質為原料的工業獲得產品時產生的、未經活化處理的殘炭，工藝方法包括如下步驟在生物質廢水中加生物質炭，其中生物質炭的用量為每升廢水1-1000g生物質炭，保持溫度在0-100℃之間，pH在0-12之間，混合0.5分鐘-24小時；再通過固液分離技術將生物質炭和處理后的生物質廢水分離，經生物炭吸附處理后的生物質廢水取樣檢測達到國家排放標準后直接排放。本發明反應速度快、操作簡單、成本低、水處理效果好、可在大規模排放廢水的工廠應用、不會產生二次污染。
文檔編號C02F1/58GK102583618SQ20121001232
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者于鳳文, 姬登祥, 王祁寧, 艾寧, 計建炳, 陸向紅 申請人:浙江工業大學