CN110407352B - 一种生物质热解水溶液产物处理方法 - Google Patents

一种生物质热解水溶液产物处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物质热解水溶液产物处理方法，其将作为生物质热解水溶液产物的工业废水作为原料进行处理，先将其加热保温再进行降温，并向降温后的废水溶液中依次加入PAM、铝盐、活性炭以及活性炭或者白土，并分别在加入相应试剂后进行过滤，最后再加入双氧水以完成处理。本发明能有效对生物质热解水溶液产物中的BOD5、氨氮、总磷以及COD等污染物进行处理，有效改善水质，并易于通过工业化流程进行控制和量化操作进行控制。

Description

一种生物质热解水溶液产物处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术，具体涉及一种对生物质热裂解工序中含大量 化学物质的水溶液进行处理的生物质热解水溶液产物处理方法。
背景技术
在生物质热裂解工艺中的水溶液产物是把树木炭化，将其能量转换成气 体再自然冷却成浓缩液体而成，其中产生含大量化学物质的水溶液污水色度 高，污水中污染物含量高，生物难降解物质多，B/C比低，可生化性差，有毒 有害物质多，水质成分复杂，副产物多，反应原料常为溶剂类物质或环状结 构的化合物，增加了污水的处理难度。若不经过处理直接排出将对周边环境 造成极大影响。
在现有技术中，絮凝法作为最重要的水污染控制方法之一被广泛用于污 水处理过程中。其中，铝盐作为一种常用的絮凝剂，其投入水中时，其首先 电离成Al3+离子，Al3+与水电离产生的OH-结合生成了氢氧化铝，氢氧化铝 的胶体粒子带有正电荷，它与带负电荷的胶粒发生异性电相吸与电中和作用， 逐渐凝聚成粗大的絮状物，然后在重力的作用下沉降以能除去水中的悬浮物 和胶体，另外，铝盐除了其本身发生的化学作用外，还伴随其他物理作用， 如表面接触作用及网捕作用等也可以带来附加的沉降效果。而为了提高絮凝效果，也有采用聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂的，PAM作为一种线状的有 机高分子聚合物，其作用机理与铝盐的基本相同，但是其形成的胶体分子量 更大、胶体链更长，在吸附水中的悬浮颗粒时可以在颗粒之间起链接架桥作 用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快了沉淀的速度，因而更适宜于处 理高浊度污水。另外，经实验验证，PAM在饮用水处理中，利用其吸附和架 桥的作用，对浊度、色度都有很好的提升空间。但因其单体的毒性，对其质 量控制要求大大提高，也限制了它的使用。
目前，国内针对生物质热解产生的废水处理还未有报道，国内对工业废 水处理的方式也比较单一，但工业水处理的成分日益复杂，难度日益加大， 使用单一的絮凝剂在处理效果时，其效果已远远不能逐渐落后于日渐提高处 理需求。而从国内外水处理剂的现状来看，在品种上、性能上、工艺方法上 以及成本上都有待于进一步的研究与发展。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种生物质热解水溶液产物处理方 法，该处理方便通过合适的水处理剂选择，配合特定的物理、化学结合的处 理步骤来对废水进行有效的多维度的净化处理，其工艺流程简单，处理效率 高，可用以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种生物质热解水溶液产物处理方法，具体包括以下操作步骤：
S1：将作为生物质热解水溶液产物的工业废水加热至90～100℃，并保温 8～12min，然后将保温后的原液降温至20～50℃过滤。
S2：向S1步骤处理后的滤液中加入PAM，反应完成后过滤。
S3：将S2步骤处理后的滤液加热到40～60℃，然后加入铝盐，反应完成 后过滤。
S4：向S3步骤处理后的滤液中加入占滤液质量7％-15％的活性炭，反应 完全后通过1～3μm的滤网进行过滤，将滤液的pH值调至中性后过滤。
S5：将S4步骤处理后的滤液中再次加入占滤液质量5％的活性炭或者是 白土，然后过滤。
S6：在S5步骤处理后的滤液中加入双氧水，反应完全后完成处理。
作为进一步限定，所述步骤S1、S2、S3、S4、S5中溶液的过滤过程中， 除第一次加入活性炭反应完全后过滤采用1～3μm的滤网进行之外，均通过 30～50μm的滤网进行过滤。
作为进一步限定，所述步骤S2中PAM的加入量为原液质量百分比的 0.1～1.0％。
作为进一步限定，所述步骤S2中，为达到充分反应并有效减少药剂用量 的效果，滤液在加入PAM后在2000～3000r/min的转速条件下进行搅拌反应， 其反应时间为20～60min。
作为进一步限定，所述步骤S3中，铝盐的加入量为滤液质量浓度的 5～10％。
作为进一步限定，所述步骤S3中，为达到充分反应并有效减少药剂用量 的效果，滤液在加入铝盐后在2000～3000r/min条件下搅拌10～30min，然后， 在30～40℃的温度条件下静置30min～60min再进行过滤操作。
作为进一步限定，所述步骤S4、S5中采用的活性炭为粉末活性炭，这种 粉末活性炭相比于普通活性炭，其表面积大吸附力更强、纯度高、滤速快、 质量稳定，具有絮凝效应和助滤效应等特点。
作为进一步限定，所述步骤S6中加入的双氧水浓度为30％，且其加入量 优选为溶液体积百分比的4～10％。
作为进一步限定，在步骤S6中为促进双氧水与溶液反应，溶液在加入双 氧水后在常温下进行搅拌反应，其搅拌转速控制为100～300r/min，反应时间 为200～800min。
有益效果：本发明的生物质热解水溶液产物处理方法通过合理选择合适 水处理剂以及各药剂的最佳配比，并通过加入顺序调整配合适当的物理处理， 将符合条件的工业污水处理得到无色无味不含有害物质的水体。该方法工艺 流程简单，工作效率高，不会产生二次污染物，能有效提高水的利用率，减 少资源浪费，亦可实现工业化大规模处理，是一种环境友好型的污水处理方 法。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：
在实施例一中采用稻壳作为原料制备稻壳热裂解液产生的工业废水作为 原料。
处理时，首先通过固液分离除去大颗粒固体杂质，然后将分离后的工业 废水加热至100℃，并保温8min，然后将原液降温至40℃，将降温后的原液 通过50μm的滤网过滤，除去悬浮杂质。然后向上述液体中加入占原液质量 百分比0.75％的PAM，然后加入反应釜，然后在反应釜中利用搅拌装置在 2200r/min的转速条件下搅拌反应60min，反应完成后过滤杂质。将过滤杂质 后得到的液体加热到60℃，加入质量浓度9％的铝盐，然后在2200r/min的转 速条件下搅拌28min，在35℃的温度条件下静置60min，后通过30μm滤网 过滤分离，除掉糊状杂质后得到滤液。
向上述滤液中加入占滤液质量15％的活性炭，静置反应1h后，通过3μ m的滤网过滤；向滤液中滴加NaOH溶液并将滤液调至中性，再通过30μm 滤网过滤；过滤后的滤液中再加入占滤液质量5％的白土，并再一次通过30 μm滤网过滤；向滤液中加入占滤液体积百分比8％的30％浓度的双氧水，在 常温下以200r/min的转速条件搅拌，并反应600min，即完成净化处理操作。 将处理前、后的上述工业废水中的重要检测因子成分进行检测，得到如表1所示的数据：
Figure BSA0000182644190000041
Figure BSA0000182644190000051
实施例二：
在实施例二中采用废弃的枝桠作为原料制备稻壳热裂解液产生的工业废 水作为原料。
处理时，首先通过固液分离除去大颗粒固体杂质，将生物质热裂解工序 产生的工业废水加热至100℃，保持10min后降温至30℃，再通过40μm滤 网过滤，在滤液加入原液质量百分比0.15％的PAM，在2000r/min条件下搅拌 30min，充分反应后将溶液加热至60℃，加入占溶液质量百分比7.5％的铝盐， 在3000r/min条件下搅拌30min，32℃保温静置60min，后通过40μm滤网过 滤，加入占滤液质量8％活性炭，反应1h，然后通过1μm的滤网过滤，调节液体pH至中性，通过40μm滤网过滤，在滤液加入滤液质量5％活性炭，通 过40μm滤网过滤，最后在滤液中加入占滤液体积百分比7％的双氧水(30％ 浓度)，在常温状态下搅拌，控制转速300r/min，反应500min即得处理后的 水样，将处理前、后的上述工业废水水样中的重要检测因子成分进行检测， 得到如表2所示的数据。
Figure BSA0000182644190000052
Figure BSA0000182644190000061
由上述表1以及表2可知，废水排放基本控制项目浓度下降，各污染物 的处理率均在95％以上，其处理效果明显，且过滤得到处理后的水液颜色澄 清，无特殊气味，同时也易于通过工业化流程进行控制和量化操作处理，可 有效改善水质污染，提高水的利用率，同时能够减少对水资源的浪费，环境 污染，从而使本发明有更好的经济性和环保性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：将作为生物质热解水溶液产物的工业废水加热至90～100℃，并保温8～12min，然后将保温后的原液降温至20～50℃过滤；
S2：向S1步骤处理后的滤液中加入PAM，反应完成后过滤；
S3：将S2步骤处理后的滤液加热到40～60℃，然后加入铝盐，反应完成后过滤；
S4：向S3步骤处理后的滤液中加入占滤液质量7％-15％的活性炭，反应完全后通过1～3μm的滤网进行过滤，将滤液的pH值调至中性后过滤；
S5：将S4步骤处理后的滤液中再次加入占滤液质量5％的活性炭或者是白土，然后过滤；
S6：在S5步骤处理后的滤液中加入双氧水，反应完全后完成处理。
2.根据权利要求1所述的生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，所述步骤S1、S2、S3、S4、S5中溶液的过滤过程中，除步骤S4中第一次加入活性炭反应完全后过滤采用1～3μm的滤网进行之外，均通过30～50μm的滤网进行过滤。
3.根据权利要求1所述的生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，所述步骤S2中PAM的加入量为原液质量百分比的0.1～1.0％。
4.根据权利要求1所述的生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，滤液在加入PAM后在2000～3000r/min的转速条件下进行搅拌反应，其反应时间为20～60min。
5.根据权利要求1所述的生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，滤液在加入铝盐后在2000～3000r/min条件下搅拌反应10～30min，然后在30～40℃的温度条件下静置30min～60min再进行过滤操作。
6.根据权利要求1所述的生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，所述步骤S4、S5中采用的活性炭为粉末活性炭。
7.根据权利要求1所述的生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，所述步骤S6中加入的双氧水浓度为30％，且其加入量为溶液体积百分比的4～10％。
8.根据权利要求1所述的生物质热解水溶液产物处理方法，其特征在于，溶液在加入双氧水后进行常温搅拌反应，其搅拌转速为100～300r/min，反应时间为200～800min。
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