專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水的處理和能源化利用領(lǐng)域，尤其涉及右旋糖酐制藥廢水的 能源化利用。
背景技術(shù)：
右旋糖苷制藥廢水是一種較為特殊的制藥廢水，廢水組成成分復(fù)雜，COD 濃度可高達(dá)70，000 140，000mg/L，廢水中果糖含量極高，BOD/COD值接近l， 可生化性強(qiáng)。但是由于右旋糖苷制藥廢水營(yíng)養(yǎng)單一，C/N比值嚴(yán)重失調(diào)(高碳 低氮)，其他營(yíng)養(yǎng)成分缺乏，在進(jìn)行發(fā)酵時(shí)容易出現(xiàn)故障，使得反應(yīng)不能持續(xù) 正常運(yùn)行。目前，除了厭氧處理方法外，還有人將右旋糖酐制藥廢水用于制作工業(yè)酒 精或味精，但是生產(chǎn)工業(yè)酒精和味精的運(yùn)行成本較高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種利用右旋糖苷制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法是在沼 氣發(fā)酵裝置中厭氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，向廢水中加入氮和磷。氮和磷是沼氣發(fā)酵微生物細(xì)胞的必要組成部分，對(duì)于氮和磷缺乏的廢水而 言，必須人為地向廢水中補(bǔ)充氮和磷，才能保障產(chǎn)甲烷菌正常生長(zhǎng)所需氮源和 磷源。通常以尿素或銨鹽作為氮源，以磷酸鹽為磷源。右旋糖酐制藥廢水中C/N比值嚴(yán)重失調(diào)，氮和磷的含量極低，向廢水中添加了氮和磷之后，厭氧發(fā)酵裝置中的微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)源就基本可以得到保 證。這樣，這些微生物就可以發(fā)酵利用右旋糖酐制藥廢水中的果糖等物質(zhì)，在 厭氧條件下，將果糖等物質(zhì)代謝得到甲垸，使得產(chǎn)沼氣能夠連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。本發(fā)明的利用右旋糖苷制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，大大節(jié)省了廢水處理的運(yùn) 行成本，為后期的好氧處理節(jié)省大量能量，同時(shí)可以進(jìn)行能源回收利用，達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。右旋糖酐制藥廢水初始COD為70，000 140， 000mg/L，經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣后，出水C0D為2000 6000mg/L，廢水的 C0D去除率可達(dá)9(^以上。同時(shí)，每i^廢水可產(chǎn)沼氣40 70m3，沼氣中的甲烷 含量為50 60%，按沼氣現(xiàn)在的市場(chǎng)價(jià)格1.0元/ mH十算，則每1113廢水可收益 40 70元。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，不僅向廢水中加入氮源和磷源，而且向廢水中加 入Co2， Ni2+。厭氧發(fā)酵過(guò)程中起重要作用的是產(chǎn)甲垸菌，產(chǎn)甲垸菌所需要的微量金屬元 素的量非常少，但微量金屬元素的缺乏卻能夠?qū)е律锘盍ο陆?，進(jìn)而影響整 個(gè)厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果和穩(wěn)定性。因此，在厭氧反應(yīng)器中維持足夠的微量金 屬元素的濃度是十分必要的。產(chǎn)甲垸菌對(duì)鎳和鈷等元素的需求相對(duì)較高，右旋 糖酐制藥廢水由于營(yíng)養(yǎng)單一，廢水中鎳元素和鈷元素的含量極少，不能滿足甲 垸菌生長(zhǎng)代謝對(duì)鎳元素和鈷元素的要求。甲烷菌對(duì)Ni的需要是其他微量元素 不能替代的，Ni是甲垸菌細(xì)胞中的F43。的唯一金屬成分，而該酶正是催化甲基 輔酶M生成甲垸所必需的；鈷元素能激活甲基營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)甲垸菌和乙酸菌。為了得到更好的產(chǎn)沼氣的效果，本發(fā)明的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法中向廢水中加入氮和磷的量為每m3廢水中加入氮源0. 5 2kg(以氮元素 計(jì))，每1113廢水中加入磷源0. 1 0.8kg/L(以磷元素計(jì))。為了得到更好的產(chǎn)甲垸的效果，本發(fā)明的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的 方法中向廢水中加入Co2+和Ni2+的量為每1113廢水中加入(:02+ 1 5g (以鈷元 素計(jì))，每1113廢水中加入組2+ 1 5g (以鎳元素計(jì))。為了維持較好的發(fā)酵狀態(tài)，發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵裝置內(nèi)溫度維持在25 558 7. 3。為了維持發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定，發(fā)酵過(guò)程中廢水進(jìn)水的負(fù)荷為沼氣發(fā)酵裝置容 積的1% 5% (體積百分比)。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，并不因此將本發(fā)明限制在所述 的實(shí)施例范圍之中。 實(shí)施例一一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭 氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，沼氣發(fā)酵裝置的容積為500m3，發(fā)酵溫度維持在35 4(TC， pH維持在pH6.8 7. 3，沼氣發(fā)酵裝置中每天加入右旋糖苷制藥廢水15 m3，廢水每天的加入量為沼氣發(fā)酵裝置的容積的3% (體積百分比)，處理前進(jìn) 入沼氣發(fā)酵裝置的右旋糖酐制藥廢水的COD為90， 000 100， 000mg/L，每n/右 旋糖苷制藥廢水中添加NH4C12. 3kg(以氮元素計(jì)為0. 5g/L ) 、NaH2P04《仏0 0. 5kg (以磷元素計(jì)O. lg/L )，處理過(guò)程中，每天產(chǎn)沼氣600 750 m3 (l個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓下，25"C時(shí)的體積)，沼氣中甲烷氣體的含量為50% 60% (體積百分比)，出 水COD為3000 6000mg/L， COD去除率為94% 970/0。 實(shí)施例二一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭 氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，沼氣發(fā)酵裝置的容積為500m3，發(fā)酵過(guò)程中，溫度 維持在35 4(TC， pH維持在p朋.8 7.3，沼氣發(fā)酵裝置中每天加入右旋糖苷 制藥廢水20m3，廢水的加入量為沼氣發(fā)酵裝置的容積的4% (體積百分比)，處 理前進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置的右旋糖酐制藥廢水的COD為90， 000 100， 000mg/L， 每n^右旋糖苷制藥廢水中添加NH4Cl 9. lkg (以氮元素計(jì)2. Og/L) 、NaH2P04 2H204.0 (以磷元素計(jì)0.8g/L)，處理過(guò)程中，每天產(chǎn)沼氣900 1000 m3 (l個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 大氣壓下，25。C時(shí)的體積)，沼氣中甲烷氣體的含量為50°/。 60%(體積百分比)， 出水COD為3000 6000mg/L， COD去除率為94% 97%。 實(shí)施例三一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭 氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，沼氣發(fā)酵裝置的容積為500m3，發(fā)酵過(guò)程中，溫度 維持在35 40。C， pH維持在pH6.8 7.3，沼氣發(fā)酵裝置中每天加入右旋糖苷 制藥廢水18 m3，廢水的加入量為沼氣發(fā)酵裝置的容積的3. 6% (體積百分比)， 處理前進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置的右旋糖酐制藥廢水的COD為90，000 100， 000mg/L，每1113右旋糖苷制藥廢水中添加NH4C1 6. 8kg (以氮元素計(jì)1. 5g/L)、 NaH2P04 2H20 1. 5kg(以磷元素計(jì)0. 3g/L)，處理過(guò)程中，每天產(chǎn)沼氣750 900m3 (l個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，25'C時(shí)的體積)，沼氣中甲垸氣體的含量為5(m 6(m(體 積百分比)，出水COD為3000 6000mg/L， COD去除率為94% 97%。 實(shí)施例四一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭 氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，沼氣發(fā)酵裝置的容積為IOOOL，發(fā)酵過(guò)程中，溫度 維持在25 38。C， pH維持在pH6.8 7.3，沼氣發(fā)酵裝置中每天加入右旋糖苷 制藥廢水25L，廢水的加入量為沼氣發(fā)酵裝置的容積的2.5% (體積百分比)， 處理前進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置的右旋糖酐制藥廢水的COD為70， 000 90，000mg/L， 每013右旋糖苷制藥廢水中添加NH4C16. 8kg (以氮元素計(jì)1. 5g/L) 、NaH2P04 2H20 1.5kg (以磷元素計(jì)0.3g/L)、 CoCl2'6H20 20. 2g (以鈷元素計(jì)5mg/L)、 NiCl2* 6H20 20 . 2g(以鎳元素計(jì)5mg/L)，處理過(guò)程中，每天產(chǎn)沼氣800 1100L (l個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，25。C時(shí)的體積)，沼氣中甲垸氣體的含量為50% 60%(體積百分比)，出水C0D為3000 6000mg/L， COD去除率為93% 96%。實(shí)施例五
一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，沼氣發(fā)酵裝置的容積為IOOOL，發(fā)酵過(guò)程中，溫度維持在40 5(TC， pH維持在pH6.8 7.3，沼氣發(fā)酵裝置中每天加入右旋糖苷制藥廢水50L，廢水的加入量為沼氣發(fā)酵裝置的容積的5% (體積百分比)，處理前進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置的右旋糖酐制藥廢水的COD為120000 140000mg/L，每1113右旋糖苷制藥廢水中添加NH4C16.8kg(以氮元素計(jì)1. 5g/L) 、 NaH2P04 2H20
1. 5kg(以磷元素計(jì)0. 3g/L ) 、CoCl2 6H20 4. Og(以鈷元素計(jì)lmg/L)、NiCl2 6H2012. lg (以鎳元素計(jì)3mg/L)，處理過(guò)程中，每天產(chǎn)沼氣3000 3500L (l個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，25匸時(shí)的體積)，沼氣中甲垸氣體的含量為50% 60% (體積百分比)，出水COD為3000 6000mg/L， COD去除率為95°/。 98%。
實(shí)施例六
一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，沼氣發(fā)酵裝置的容積為IOOOL，發(fā)酵過(guò)程中，溫度維持在45 55t:， pH維持在pH6.8 7.3，沼氣發(fā)酵裝置中每天加入右旋糖苷制藥廢水60L，廢水的加入量為沼氣發(fā)酵裝置的容積的6% (體積百分比)，處理前進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置的右旋糖酐制藥廢水的COD為120， 000 140，000mg/L，每1113右旋糖苷制藥廢水中添加NH4C1 6. 8kg(以氮元素計(jì)1. 5g/L) 、NaH2P04 2H20
2. 5kg(以磷元素計(jì)0. 5g/L ) 、CoCl2 6H20 8. lg(以鈷元素計(jì)2mg/L)、NiCl2 6H204.0g (以鎳元素計(jì)lmg/L)，處理過(guò)程中，每天產(chǎn)沼氣3600 4000L (l個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，25"時(shí)的體積)，沼氣中甲垸氣體的含量為50% 60%(體積百分比)，出水COD為3000 6000mg/L， COD去除率為95% 98%。一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭
氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，沼氣發(fā)酵裝置的容積為IOOOL，發(fā)酵過(guò)程中，溫度維持在45 55'C， pH維持在p朋.8 7.3，沼氣發(fā)酵裝置中每天加入右旋糖苷制藥廢水75L，廢水的加入量為沼氣發(fā)酵裝置的容積的7.5% (體積百分比)，處理前進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置的右旋糖酐制藥廢水的C0D為120，000 140，000mg/L，每013右旋糖苷制藥廢水中添加NH4C1. 6. 8kg(以氮元素計(jì)1. 5g/L)、腿'm 2H20 1. 5kg (以磷元素計(jì)0. 3g/L) 、 CoCl2 6H20 20. 2g (以鈷元素計(jì)5mg/L)、 NiCl2*6H20 20 . 2g (以鎳元素計(jì)5mg/L)，處理過(guò)程中，每天產(chǎn)沼氣4500 5000L (1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，25"時(shí)的體積)，沼氣中甲烷氣體的含量為50% 60%(體積百分比)，出水COD為3000 6000mg/L，C0D去除率為95% 98%。
權(quán)利要求
1. 一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，其特征在于向廢水中加入氮和磷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，其特征 在于向廢水中加入Co"和Nf+。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，其特征在于向廢水中加入氮和磷的量為每1113廢水中加入氮0.5 2kg，以氮元素計(jì)，每W廢水中加入磷0. 1 0.8kg，以磷元素計(jì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，其特征 在于向廢水中加入Cq2+和Ni"的量為每m3廢水中加入Co2+ 1 5g，以鈷元 素計(jì)，每n/廢水中加入Ni24 1 5g，以鎳元素計(jì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的 方法，其特征在于發(fā)酵過(guò)程中，沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)溫度維持在25 55°C， pH 維持在pH6. 8 7. 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，其特征 在于發(fā)酵過(guò)程中每天右旋糖酐制藥廢水進(jìn)水量為沼氣發(fā)酵裝置容積的1% 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用右旋糖酐制藥廢水產(chǎn)沼氣的方法，該方法是在沼氣發(fā)酵裝置中厭氧發(fā)酵右旋糖酐制藥廢水，向廢水中加入氮和磷。右旋糖酐制藥廢水經(jīng)本發(fā)明的方法處理后，廢水的COD去除率可達(dá)90％以上，每m³廢水可產(chǎn)沼氣40～70m³，沼氣中的甲烷含量為50～60％(體積百分含量)，本方法能源化利用右旋糖酐制藥廢水，變廢為寶，不僅減少污染，而且有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C02F3/28GK101519670SQ20091010341
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者尹小波, 勇 胡, 宇 鄧 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所