糠醛废水处理工艺研究综述

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1、·糠醛废水处理工艺研究综述刘卫，白妙馨(内蒙古自治区环境科学研究院，呼和浩特010011)摘要：本文通过对糠醛生产工艺和3种废水零排放方案和4中废水达标处理方式进行研究后认为:糠醛废水排放量较大，成分复杂，污染物浓度高，治理成本居高不下是其治理的难点。根据对比发现，双效闪蒸法能够实现废水的零排放并进行副产品回收，且具有一定的应用基础，具有较大的发展潜力;多功能热解装置和生产废水闭路循环技术能够实现废水的零排放，具有一定的技术优势，应在今后进行此方面的案例调研总结，扩大其应用范围。传统的厌氧好氧及在其基础上进行延伸的一些处理

2、方法应按照因地制宜的原则，综合考虑其排水去向进行工艺设计调整，实现达标排放和经济效益的统一。关键词：糠醛;废水;治理;工艺对比中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号1007－0370（2013）08－0039－031引言糠醛（C5H4O2）又称呋喃甲醛，是重要的杂环类有机化合物，用它直接和间接合成的化工产品有1000多种，广泛应用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、石油炼制、染料、香料、造纸等行业。另外，还是极好的有机溶剂，用于提炼高级润滑油和柴油。到目前为止，糠醛无法通过人工合成，只能通过水解农业废料秸秆

3、等中的多聚戊糖得到。目前，糠醛多利用玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣、稻壳等富含多聚戊糖物质水解反应制取，其中玉米芯中多聚戊糖的含量最大且取材容易，在北方应用较广。我国是世界最大的糠醛生产国和出口国，全国糠醛年生产能力在40万吨以上，主要分布在河南、山东、吉林、内蒙等玉米生产区。由于市场变化较大，受市场供给的影响，产量和价格波动较大，糠醛的价格在1300～5000元/吨浮动［1］。在糠醛生产过程中会产生大量的糠醛废水（主要为塔下水），其量大约为糠醛产量的24倍［2］。糠醛废水属高浓度、难降解的有机废水，其治理一直是国内外研究的难点［

4、3］。本文通过对几种废水处理方法进行较论述，提出糠醛处理的优选方式。2糠醛生产工艺2．1原料及催化剂2．1．1原料糠醛生产主要是利用植物原料中的戊聚糖，所以原料中戊聚糖含量越高越好。植物纤维中主要含有纤维素、半纤维素、木质素。其中主要是半纤维素中含有的戊聚糖水解先生成戊糖，再由戊糖生产糠醛，纤维素可以水解得到葡萄糖，木质素可以用来生产苯和苯酚。生产糠醛的原料资源十分丰富，生产中常用的大宗原料主要有玉米芯、甘蔗渣、燕麦壳、棉籽壳、稻壳等，此外，经提取拷胶后的阔叶材及橡腕（拷腕渣）、油茶壳、麦秸、高梁壳等亦都得到应用。衡量原料

5、的价值，除收购成本，运输半径等经济因素外，主要以其所含聚戊糖数量多少为标准，各类原料含聚戌糖量见表1所示。表1各类原料聚戌糖含量原料名称聚戊糖%原料名称聚戊糖%玉米芯25－40小麦秸25．6玉米秸24．6高粱壳23．2燕麦壳32－36桦树25．9甘蔗渣25．6－29．1杨树22．6棉籽壳28稻壳16－22油茶壳24－27橡树栲胶壳19－202．1．2催化剂糠醛工业生产中常用的催化剂有硫酸、盐酸、重过磷酸钙、醋酸等。其中盐酸催化活性高，但对设备腐蚀严重。催化剂的催化活性与其电离性有关，这是因为木糖脱水环化的速率常数与催化电离

6、能之间存在函数关系。除了酸催化剂之外一些能够水解产生氢离子的酸式盐、强酸弱碱盐也可用来催化木糖脱水反应。实际应用的有磷酸盐、磷酸二氢钙（过磷酸钙、重过磷酸钙）以及硝酸盐和氯化钱。Ti、Zn、Al等金属的盐类，TiO2、ZnO、Fe2O3等金属氧化物也可作为催化剂，金属盐类和金属氧化物可能是作为路易斯酸促进木糖脱水环化。随着研究的深入，逐渐出现一些固体催化剂，如氢型沸石、磺酸型树脂等。见诸报道的催化剂还有碘化氢、溴化氢、高氯酸、甲酸、丙酸、丁酸、乙二酸、2，3，4－三羟基戊二酸、吡啶、萘胺、二苯胺等。2．2工艺类型糠醛的生产

7、方法，根据水解和脱水两步反应是否在同一个水解锅内进行分为一步法和两步法；根据进料方式的不同又分为间歇和连续的生产方法。在糠醛生产过程中，为了提高收率，抑制生成的糠醛发生副反应，通常采用汽提、溶剂萃取等操作将生成的糠醛及时从体系中移出，近十几年人们又开发了利用超临界CO2萃取移出糠醛的新方法。到目前为止，工业中一般采用汽提的方法移出生成的糠醛。3废水处理3．1可实现废水零排放的几种工艺3．1．1糠醛废水多功能热解反应装置多功能热解反应装置对其生产废水进行治理，综合处理后废水完全回用于生产过程，作到生产废水循环使用和零排放，实

8、现清洁生产。本污水处理工艺可根据糠醛生产单位污水产生量分别进行设计，占地面积小，有较强的灵活性。年产1500吨糠醛厂，处理能力为300t/d时投资98万元，运行费0．56元/m3污水。其工艺流程详见图1。图1污水多功能热解处理工艺流程图3．1．2中和循环闪蒸回用技术中和循环闪蒸法充分利用糠醛废水度高和醛