[发明专利]一种生物质炭吸附生物质废水中的有机物的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理领域中降解有机污染物的工艺方法。 

背景技术

生物质能源是一种清洁可再生能源，在能源和环境问题日益严重的今天，开发利用生物质能源具有重大的战略意义。随着我国经济的快速发展、工业规模的不断壮大，以生物质为原料的工业如生物质气化发电、造纸、制糖、生物质发酵制酒精、食品制造等，在获得产品的同时产生了大量的废水，这类废水含有大量的纤维素、半纤维素、淀粉、糖类、有机酸、蛋白质和酚类物质，OD值很高，直接排放不仅严重污染环境，而且造成生物质资源浪费。因此采用合适的工艺对其进行高效回收处理是回收资源、降低成本、减轻环境污染的关键途径。 

发明内容

为了克服已有生物质废水处理工艺去除污染物功能有限，操作复杂，成本高的问题，本发明提供一种反应速度快、操作简单、成本低、水处理效果好、可在大规模排放废水的工厂应用、不会产生二次污染的生物质炭吸附生物质废水中的有机物的工艺方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种生物质炭吸附生物质废水中的有机物的工艺方法，所述生物质废水为以生物质为原料的工业获得产品时产生的不能达到国家排放标准的废水，所述的生物质炭为以生物质为原料的工业获得产品时产生的、未经活化的残炭，所述工艺方法包括如下步骤： 

在生物质废水中加入生物质炭，其中生物质炭的用量为每升废水1-1000g生 物质炭，保持温度在0-100℃之间，pH在0-12之间，混合0.5分钟-24小时； 

再通过固液分离技术将生物质炭和处理后的生物质废水分离，其中，吸附了废水中有机物的生物炭经活化后可重复用于生物质废水的处理；经生物炭吸附处理后的生物质废水取样检测达到国家排放标准后直接排放。 

进一步，所述生物质废水和生物质炭均位于反应器中，所述反应器为循环式反应器、连续流式反应器、间歇式反应器、多级串联反应器或多级并联反应器。 

再进一步，所述活性炭与生物质废水的混合通过搅拌、泵循环实现。 

所述生物质炭与生物质废水的分离通过过滤、离心或旋液分离技术实现。 

生物质炭吸附生物质废水中的有机物的过程包括生物炭吸附与O₃/H₂O₂降解耦合。反应器的形状为圆筒形、正方筒形或长方筒形。生物质炭为未经活化处理的热解炭、竹炭、秸秆炭、稻壳炭。生物质炭颗粒大小为220目～2mm。生物质废水含有大量的纤维素，半纤维素，淀粉，糖类，有机酸，蛋白质，酚类物质。 

本发明的技术构思为：生物质炭是由生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质，属于广义概念上黑碳的一种类型，常见的生物质炭包括木炭、竹炭、秸秆炭、稻壳炭等。生物质炭具有高度稳定性和较强的吸附性能，已被认为是大气CO₂的重要储库，生物质炭化还可能成为人类应对全球气候变化的一条重要途径。 

生物质炭的元素组成主要包括碳(一般高达60％以上)、氢、氧等，其次是灰分(包括钾、钙、钠、镁、硅等)。生物质炭的元素组成由最终炭化温度决定，随着最终炭化温度的升高，其含碳量增加，氢和氧的含量降低，灰分含量亦有所增加。而灰分的元素组成与植物生长地的地质有关。生物质炭不仅由稳定芳香化结构组成，而且还含有许多脂肪族和氧化态碳结构物质。生物质炭颗粒内的碳形式可能取决于植物细胞结构中碳的特征、炭化条件以及形成过程(挥发性物质的浓缩或植物细胞直接炭化)。 

生物质炭孔隙结构发达、比表面积巨大，而且具有大量的表面负电荷以及高电荷密度的特性，能吸附固定水、土壤或沉积物中的无机离子(如Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺和NO₃^-等)及极性或非极性有机化合物。生物质炭的高度芳香化结构使其比其他任何形式的有机碳具有更高的生物、化学和热稳定性。 

将生物质气化过程中产生的副产品生物质炭用于处理生物质废水，变废为宝，是一种新颖、清洁的净化方法，避免了对水体环境的二次污染，实现了高效节能的目标。本发明是一种新型、高效、洁净、经济的水处理工艺。 

本发明的有益效果主要表现在：反应速度快、操作简单、成本低、水处理效果好、可在大规模排放废水的工厂应用、不会产生二次污染。 

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。 

实施例1