[发明专利]水性流出物的处理方法

说明书

本发明涉及在糠醛生产过程中获得的水性流出料流的处理方法。对含有有机溶剂、糠醛和水的水性流出料流施以共沸蒸馏以获得馏出料流和具有较低BOD和COD值的处理过的流出料流，BOD和COD值可通过生物制沼进一步降低。

发明领域

本发明涉及水性流出物的处理方法。特别地，本文要求保护的发明提供在由木质纤维素原料生产糠醛的过程中获得的水性流出料流的处理方法。该方法尤其包括使用共沸蒸馏技术从水性流出料流中同时蒸馏和回收有机溶剂的方法。所述方法特别涉及含有与水形成共沸物的作为糠醛的溶剂的有机溶剂，例如MIBK(甲基异丁基酮)和ISP(异佛尔酮)的水性流出料流的处理。此外，所述方法显著降低所述流出料流的COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)。

发明背景

尤其考虑到全球气候变化，生物质原料，特别是木质纤维素生物质，例如作为各种工业部门，如农业的低价值副产物产生的废物料流是化石燃料的替代品。木质纤维素生物质是地球上最丰富可得的可再生原料，包括但不限于例如作为各种工业部门，如农业(例如空果束、玉米秸、稻草、甘蔗渣)或林业(例如锯木厂、纸浆厂残渣)的低价值副产物产生的废物料流。

木质纤维素生物质[LCM]通常由大约35至55％纤维素、15至35％半纤维素和15至35％木质素构成。通过加工木质纤维素生物质可得的产品之一是糠醛。

考虑到保护全球气候，需要优化的生产糠醛的方法和工艺，例如通过减少工艺步骤、避免废物和环境污染并由此降低当前的成本和为后代作出的努力。

例如在糠醛生产中产生的工业水性流出料流可能含有各种量的有机或无机物质。这些流出料流在排放到天然水流或再用于工业或农业活动之前需要严格的化学或生物加工。工业流出物的组成复杂性取决于生成它们的工艺，并且是对这些流出物的安全和有效处理而言重要的方面。这些流出物的许多有机污染组分是化学合成中所用的普通溶剂。也有其它性质复杂的有机组分，它们在自然界中难以分解并对不同的生命形式有害。已经描述了使用不同类型的物理、化学或生物工艺处理工业水性流出物或废水料流的许多方法。但是，这些工艺的选择在很大程度上取决于要处理的流出物的组成性质以有效利用处理工艺和所用的整体方法的积极成果。

在糠醛生产方法中，在酸催化的脱水过程中与水一起使用一种或多种有机溶剂；在所述反应完成时，反应物料分离为有机相和水相。形成的糠醛进入所述有机相，而水相含有可溶性反应废品。这种水相或水性流出料流还含有大约2重量％以可溶形式使用的有机溶剂。这些有机溶剂和反应废品显著提高所述料流的COD和/或BOD，以造成有效生物制沼和处置的问题。具有适量有机溶剂的流出物由于其杀死或抑制微生物生长(这是通过生物过程处理流出物的关键要求)的趋势而无法有效用生物过程处理。

因此，需要一种处理在糠醛生产过程中获得的水性流出料流以降低处理过的流出料流的COD和BOD值的方法。

发明目的

本文要求保护的发明的一个目的是提供在糠醛生产过程中生成的水性流出料流的处理方法，以使处理过的流出料流具有低COD和BOD值。

本文要求保护的发明的另一目的是提供在糠醛生产过程中获得的水性流出料流的处理方法，以使处理过的流出料流中的有机溶剂以较低量存在，因此生物制沼更有效发生，由此进一步降低COD和BOD值。

本发明的一个目的是提供由各种生物质原料，特别是含木糖的木质纤维素生物质废物料流生产糠醛的有效方法，特别是连续方法。该方法应该与现有技术的先前方法相比改进，尤其是不仅完全回收作为产品的糠醛，还完全回收外加有机溶剂，即中间产品(如果适用)和/或残余物基本不含糠醛和外加有机溶剂。

另一目的是提供从经济角度看有利的方法，残余物具有降低的COD和/或BOD。

目的还在于提供回收尽可能多的产品(糠醛)和有机溶剂的方法。

发明概述