王 娟，姚 昆

（科盛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，江蘇南京 211500）

ABE生產(chǎn)廢水處理工藝研究

王 娟，姚 昆

（科盛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，江蘇南京 211500）

ABE（丙丁總?cè)軇┥a(chǎn)廢水的處理方法包括液固分離、在超聲波作用下加壓鐵錳鋅復(fù)合粉還原、厭氧、好氧和生物濾塔處理等工序，處理后的廢水可穩(wěn)定達標(biāo)排放。

廢水；丙丁總?cè)軇?；厭氧；好?/p>

丙酮、丁醇、乙醇統(tǒng)稱為丙丁總?cè)軇?，是醫(yī)藥、農(nóng)藥、塑料、油漆、國防以及輕工業(yè)的重要原料，早期主要以石油為原料生產(chǎn)丙丁總?cè)軇?。近年來利用生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)丙丁總?cè)軇┮殉蔀橐环N發(fā)展趨勢。紅薯是生產(chǎn)丙丁總?cè)軇┑闹饕现?，其生產(chǎn)產(chǎn)生的有機廢水中污染物COD濃度高，成分復(fù)雜，處理難度大[1]。該廢水若不處理直接排入環(huán)境，將對環(huán)境造成嚴重污染。目前利用紅薯生產(chǎn)丙丁總?cè)軇┊a(chǎn)生廢水的處理方法主要是生物處理法。由于該廢水中含有持久性有機污染物（含苯環(huán)和（或）雜環(huán)有機物），特別是采用鮮紅薯為主要原料時，持久性有機污染物的濃度較高，由此造成生物法處理該廢水很難穩(wěn)定達標(biāo)排放。開發(fā)能穩(wěn)定達標(biāo)排放的利用紅薯生產(chǎn)丙丁總?cè)軇┊a(chǎn)生的廢水處理方法具有較大實用價值[2]。

1 工藝研究

1.1 工藝流程

經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后的丙丁總?cè)軇U水送入耐壓反應(yīng)器，將清潔鐵錳鋅復(fù)合粉加入反應(yīng)器，在超聲波作用下并通入工業(yè)CO2進行反應(yīng)，鐵錳鋅復(fù)合粉的粒度小于180目，鐵錳鋅復(fù)合粉中每種金屬的含量不低于5%（返回使用的鐵錳鋅復(fù)合粉不受此限制），每升廢水加入鐵錳鋅復(fù)合粉5～30g，在超聲波作用下攪拌反應(yīng)時間為10～35min，反應(yīng)溫度為25～60℃，CO2的壓力為0.1～0.6MPa，廢水輸入超聲波的功率為2～8kW/ m2。反應(yīng)后的廢水進行液固分離，分離出的鐵錳鋅復(fù)合粉返回反應(yīng)器。液固分離后的廢水用石灰乳或其他堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH值到7.0～8.5，然后進入?yún)捬醴磻?yīng)器。廢水在厭氧反應(yīng)器停留24～120h，厭氧溫度為25～55℃。厭氧后的廢水進入生物好氧池常溫處理，好氧處理時間為4～12h。好氧處理后的廢水進入沉淀池，沉淀時間為1～3h。不定期從沉淀池中抽出污泥進行過濾，濾餅作一般固體廢棄物處置，濾液返回好氧池。沉淀池的上清廢水送多層生物濾塔處理。生物濾塔的填料為活性炭或多孔陶粒，每層厚度為0.5m～1.0m，總厚度為1～3m。生物濾塔的優(yōu)勢菌種為光合細菌中的紅假單胞菌（Rhodopseudomonas）。生物濾塔的水力負荷為50～150m3/（m2·d）。生物濾塔的出水達標(biāo)排放或回用。

1.2 工藝原理

丙丁總?cè)軇U水的固態(tài)物質(zhì)較多，在進入鐵錳鋅復(fù)合粉還原反應(yīng)器前，進行液固分離，避免固態(tài)物質(zhì)對鐵錳鋅復(fù)合粉還原的影響，也有利于未反應(yīng)完的鐵錳鋅復(fù)合粉回收再利用。廢水進入鐵錳鋅復(fù)合粉還原反應(yīng)器后，廢水中的大分子有機物，特別是持久性有機污染物（含苯環(huán)和（或）雜環(huán)等的有機物）通過鐵錳鋅復(fù)合粉還原產(chǎn)生的強還原自由基的作用而破壞，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。通入壓力CO2的目的是維持鐵錳鋅復(fù)合粉還原合適的pH值（2.0～5.0）；輸入超聲波的作用是加快還原反應(yīng)的傳質(zhì)過程。還原后的廢水用石灰乳或其他堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH值，以滿足后續(xù)厭氧和好氧過程的要求。經(jīng)前述處理的廢水在厭氧過程中，通過微生物的作用，大分子有機物進一步變成小分子有機物，為后續(xù)生物氧化創(chuàng)造更有利條件。通過生物氧化處理，剩余的大多數(shù)有機物被去除，同時去除氮磷等污染物。廢水最后進入活性炭或多孔陶粒生物濾塔，在微生物，特別是紅假單胞菌的作用下，進一步去除有機物和氮磷等污染物，保證處理后的廢水穩(wěn)定達標(biāo)排放。

2 應(yīng)用案例介紹

案例1：每天處理1m3丙丁總?cè)軇U水（成分：CODCr39 000mg/L、T-N40.8mg/L、SS 29 000mg/L、T-P4.2mg/L、 色度720），經(jīng)液固分離、鐵錳鋅復(fù)合粉還原（10min、40℃、CO2壓力0.6MPa、每升廢水加入鐵錳鋅復(fù)合粉15g、每立方米廢水輸入超聲波的功率為4kW）、厭氧（pH8.5、72h、25℃～35℃）、好氧（4h）和生物濾塔（多孔陶粒填料層總厚度1m、水力負荷50m3/（m2·d））處理后出水的CODCr為49mg/L、T-N6.2mg/L、T-P0.2mg/L、色度14。

案例2：每天處理5m3丙丁總?cè)軇U水（成分：CODCr41000mg/L、T-N38.5mg/L、SS31500mg/L、T-P4.7mg/L、 色度760），經(jīng)液固分離、鐵錳鋅復(fù)合粉還原（20min、25℃、CO2壓力0.1MPa、每升廢水加入鐵錳鋅復(fù)合粉5g、每立方米廢水輸入超聲波的功率為2kW）、厭氧（pH值7.0、24h、35～55℃）、好氧（6h）和生物濾塔（活性炭填料層總厚度2m、水力負荷150m3/（m2·d））處理后出水的CODCr為56mg/L、T-N5.8mg/L、T-P0.2mg/L、色度18。

3 小結(jié)

采用鐵錳鋅復(fù)合粉還原，將廢水中的持久性污染物破壞，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造有利條件，從而保證處理后的廢水穩(wěn)定達標(biāo)排放；相對于在其他廢水處理中使用的金屬還原法，采用CO2代替目前廣泛使用的硫酸作酸化劑，不引入SO42-離子，消除了產(chǎn)生H2S的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而避免了H2S的污染，同時也避免了SO42-對厭氧和好氧過程中微生物的抑制作用，大大提高生物處理的效率；丙丁總?cè)軇S都建有鍋爐，燃料燃燒產(chǎn)生的CO2廢氣可充分利用，不僅可降低處理成本還能減少碳排放；處理后的廢水能穩(wěn)定達標(biāo)排放，具有明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

[1] 陳徽東.丁醇發(fā)酵工藝全流程建模與模擬[D].北京：北京化工大學(xué)，2014.

[2] 高新國.丙丁總?cè)軇ˋBE）項目的環(huán)境影響評價研究[D].天津：天津大學(xué)，2008.

Study on Wastewater Treatment Process of ABE Production

Wang Juan，Yao Kun

The treatment methods of ABE（total solvent）production wastewater mentioned in this paper include liquid-solid separation，reduction of iron-manganese-zinc composite powder under an ultrasonic wave，anaerobic，aerobic and biological filter treatment.Wastewater can be stable discharge.

wastewater；total solvent；anaerobic；aerobic

X783

：B

：1003–6490（2017）04–0220–01

2017–03–30

王娟（1985—），女，江蘇無錫人，助理工程師，主要從事給排水和水處理設(shè)計工作。