ABE生產廢水處理工藝研究

王 娟，姚 昆

（科盛環保科技股份有限公司，江蘇南京 211500）

ABE生產廢水處理工藝研究

王 娟，姚 昆

（科盛環保科技股份有限公司，江蘇南京 211500）

ABE（丙丁總溶劑）生產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，處理后的廢水可穩定達標排放。

廢水；丙丁總溶劑；厭氧；好氧

丙酮、丁醇、乙醇統稱為丙丁總溶劑，是醫藥、農藥、塑料、油漆、國防以及輕工業的重要原料，早期主要以石油為原料生產丙丁總溶劑。近年來利用生物質發酵生產丙丁總溶劑已成為一種發展趨勢。紅薯是生產丙丁總溶劑的主要原料之一，其生產產生的有機廢水中污染物COD濃度高，成分復雜，處理難度大[1]。該廢水若不處理直接排入環境，將對環境造成嚴重污染。目前利用紅薯生產丙丁總溶劑產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（含苯環和（或）雜環有機物），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定達標排放。開發能穩定達標排放的利用紅薯生產丙丁總溶劑產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

經調節池調節后的丙丁總溶劑廢水送入耐壓反應器，將清潔鐵錳鋅復合粉加入反應器，在超聲波作用下并通入工業CO2進行反應，鐵錳鋅復合粉的粒度小于180目，鐵錳鋅復合粉中每種金屬的含量不低于5%（返回使用的鐵錳鋅復合粉不受此限制），每升廢水加入鐵錳鋅復合粉5～30g，在超聲波作用下攪拌反應時間為10～35min，反應溫度為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。反應后的廢水進行液固分離，分離出的鐵錳鋅復合粉返回反應器。液固分離后的廢水用石灰乳或其他堿性物質調節其pH值到7.0～8.5，然后進入厭氧反應器。廢水在厭氧反應器停留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排放或回用。

1.2 工藝原理

丙丁總溶劑廢水的固態物質較多，在進入鐵錳鋅復合粉還原反應器前，進行液固分離，避免固態物質對鐵錳鋅復合粉還原的影響，也有利于未反應完的鐵錳鋅復合粉回收再利用。廢水進入鐵錳鋅復合粉還原反應器后，廢水中的大分子有機物，特別是持久性有機污染物（含苯環和（或）雜環等的有機物）通過鐵錳鋅復合粉還原產生的強還原自由基的作用而破壞，為后續生化處理創造有利條件。通入壓力CO2的目的是維持鐵錳鋅復合粉還原合適的pH值（2.0～5.0）；輸入超聲波的作用是加快還原反應的傳質過程。還原后的廢水用石灰乳或其他堿性物質調節其pH值，以滿足后續厭氧和好氧過程的要求。經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，為后續生物氧化創造更有利條件。通過生物氧化處理，剩余的大多數有機物被去除，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定達標排放。

2 應用案例介紹

案例1：每天處理1m3丙丁總溶劑廢水（成分：CODCr39 000mg/L、T-N40.8mg/L、SS 29 000mg/L、T-P4.2mg/L、 色度720），經液固分離、鐵錳鋅復合粉還原（10min、40℃、CO2壓力0.6MPa、每升廢水加入鐵錳鋅復合粉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丙丁總溶劑廢水（成分：CODCr41000mg/L、T-N38.5mg/L、SS31500mg/L、T-P4.7mg/L、 色度760），經液固分離、鐵錳鋅復合粉還原（20min、25℃、CO2壓力0.1MPa、每升廢水加入鐵錳鋅復合粉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

采用鐵錳鋅復合粉還原，將廢水中的持久性污染物破壞，為后續生物處理創造有利條件，從而保證處理后的廢水穩定達標排放；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，消除了產生H2S的物質基礎，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；丙丁總溶劑廠都建有鍋爐，燃料燃燒產生的CO2廢氣可充分利用，不僅可降低處理成本還能減少碳排放；處理后的廢水能穩定達標排放，具有明顯的經濟效益和環境效益。

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

[2] 高新國.丙丁總溶劑（ABE）項目的環境影響評價研究[D].天津：天津大學，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計工作。