公布日：2024.01.09

申請日：2023.08.22

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C07C29/151(2006.01)I;C07C29/80(2006.01)I;C07C31/04(2006.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;

C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，第一步：植物素補(bǔ)碳除臭，S1、將植物素按一定比例稀釋后，通過噴霧器或霧化器將其噴灑到有機(jī)污水表面；S2、將經(jīng)過植物素處理后的有機(jī)污水送入?yún)捬醴磻?yīng)器，利用厭氧微生物將有機(jī)污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲酸、乙酸等揮發(fā)性脂肪酸，并同時產(chǎn)生氫氣和二氧化碳；S3、將厭氧反應(yīng)器出水送入好氧反應(yīng)器，利用好氧微生物將揮發(fā)性脂肪酸進(jìn)一步降解為無機(jī)鹽，并同時消耗氫氣和二氧化碳。本發(fā)明利用高濃度有機(jī)污水中難以處理的有機(jī)物和碳水化合物，結(jié)合植物素補(bǔ)碳除臭工藝，通過六級微生物深度處理后轉(zhuǎn)化為甲醇半成品，再通過蒸餾工藝進(jìn)一步蒸餾為成品甲醇。

權(quán)利要求書

1.一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步：植物素補(bǔ)碳除臭，S1、將植物素按一定比例稀釋后，通過噴霧器或霧化器將其噴灑到有機(jī)污水表面；S2、將經(jīng)過植物素處理后的有機(jī)污水送入?yún)捬醴磻?yīng)器，利用厭氧微生物將有機(jī)污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲酸、乙酸等揮發(fā)性脂肪酸，并同時產(chǎn)生氫氣和二氧化碳；S3、將厭氧反應(yīng)器出水送入好氧反應(yīng)器，利用好氧微生物將揮發(fā)性脂肪酸進(jìn)一步降解為無機(jī)鹽，并同時消耗氫氣和二氧化碳；S4、將好氧反應(yīng)器出水經(jīng)過沉淀、過濾后處理工藝；第二步：六級微生物深度處理，通過不同類型的微生物進(jìn)行厭氧和好氧的生物反應(yīng)，將有機(jī)污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲酸、乙酸等揮發(fā)性脂肪酸，再經(jīng)過費(fèi)托合成法制備成甲醇半成品；第三步：蒸餾工藝，利用蒸餾塔將甲醇半成品中的水分和雜質(zhì)分離出來，得到純度較高的甲醇。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，其特征在于，植物素與有機(jī)污水中的異味分子吸附、溶解，其反應(yīng)時間為8-15小時。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，其特征在于，植物素采用木醋液、植物油、植物精油其中任意一種或兩種組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，其特征在于，有機(jī)污水在厭氧反應(yīng)器內(nèi)部的時間通過以下公式計算：式中：HRT為水力停留時間，單位為小時或天；V為反應(yīng)器容積，單位為立方米；Q為進(jìn)水流量，單位為立方米/小時或立方米/天。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，其特征在于，六級微生物分別是：第一級：厭氧產(chǎn)氫菌，將有機(jī)污水中的多糖、蛋白質(zhì)、脂肪等大分子有機(jī)物水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等小分子有機(jī)物，并同時產(chǎn)生氫氣；第二級：厭氧產(chǎn)乙酸菌，將小分子有機(jī)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、二氧化碳和更多的氫氣；第三級：厭氧產(chǎn)甲酸菌，將乙酸和二氧化碳還原為甲酸和水，并消耗部分氫氣；第四級：厭氧產(chǎn)甲烷菌，將甲酸和更多的二氧化碳還原為甲烷和水，并消耗更多的氫氣；第五級：好氧產(chǎn)合成氣菌，將甲烷和空氣中的氧進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，生成合成氣；第六級：好氧產(chǎn)甲醇菌，利用特殊的催化劑，將合成氣中的一氧化碳和氫進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，生成甲醇半成品。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，其特征在于，甲醇半成品在蒸餾塔中經(jīng)過加熱、汽化、冷凝、回流過程，根據(jù)不同物質(zhì)的沸點和相對揮發(fā)性，實現(xiàn)分級分離。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，其特征在于，甲醇半成品在蒸餾塔的加熱溫度以及冷凝溫度通過以下公式計算：

TH＝TB+ΔTH

TC＝TD-ΔTC

式中：TH為加熱溫度，單位為攝氏度；TC為冷凝溫度，單位為攝氏度；TB為甲醇半成品的沸點，單位為攝氏度；TD為甲醇半成品的露點，單位為攝氏度；ΔTH為加熱側(cè)傳熱溫差，單位為攝氏度；ΔTC為冷凝側(cè)傳熱溫差，單位為攝氏度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，通過對有機(jī)污水的處理，能夠獲得純度較高的甲醇，對有機(jī)污水加以利用，使其能夠具有更好的處理方法。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法，包括以下步驟：

第一步：植物素補(bǔ)碳除臭，

S1、將植物素按一定比例稀釋后，通過噴霧器或霧化器將其噴灑到有機(jī)污水表面；

S2、將經(jīng)過植物素處理后的有機(jī)污水送入?yún)捬醴磻?yīng)器，利用厭氧微生物將有機(jī)污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲酸、乙酸等揮發(fā)性脂肪酸，并同時產(chǎn)生氫氣和二氧化碳；

S3、將厭氧反應(yīng)器出水送入好氧反應(yīng)器，利用好氧微生物將揮發(fā)性脂肪酸進(jìn)一步降解為無機(jī)鹽，并同時消耗氫氣和二氧化碳；

S4、將好氧反應(yīng)器出水經(jīng)過沉淀、過濾后處理工藝；

第二步：六級微生物深度處理，通過不同類型的微生物進(jìn)行厭氧和好氧的生物反應(yīng)，將有機(jī)污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲酸、乙酸等揮發(fā)性脂肪酸，再經(jīng)過費(fèi)托合成法制備成甲醇半成品。

第三步：蒸餾工藝，利用蒸餾塔將甲醇半成品中的水分和雜質(zhì)分離出來，得到純度較高的甲醇。

在本發(fā)明一或多個實施方式中，上述的植物素與有機(jī)污水中的異味分子吸附、溶解，其反應(yīng)時間為8-15小時。

在本發(fā)明一或多個實施方式中，上述的植物素采用木醋液、植物油、植物精油其中任意一種或兩種組合。

在本發(fā)明一或多個實施方式中，上述的有機(jī)污水在厭氧反應(yīng)器內(nèi)部的時間通過以下公式計算：

式中：

HRT為水力停留時間，單位為小時或天；V為反應(yīng)器容積，單位為立方米；Q為進(jìn)水流量，單位為立方米/小時或立方米/天。

在本發(fā)明一或多個實施方式中，上述的六級微生物分別是：

第一級：厭氧產(chǎn)氫菌，這些菌可以將有機(jī)污水中的多糖、蛋白質(zhì)、脂肪等大分子有機(jī)物水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等小分子有機(jī)物，并同時產(chǎn)生氫氣；

第二級：厭氧產(chǎn)乙酸菌，這些菌可以將小分子有機(jī)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、二氧化碳和更多的氫氣；

第三級：厭氧產(chǎn)甲酸菌，這些菌可以將乙酸和二氧化碳還原為甲酸和水，并消耗部分氫氣；

第四級：厭氧產(chǎn)甲烷菌，這些菌可以將甲酸和更多的二氧化碳還原為甲烷和水，并消耗更多的氫氣；

第五級：好氧產(chǎn)合成氣菌，這些菌可以將甲烷和空氣中的氧進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，生成合成氣；

第六級：好氧產(chǎn)甲醇菌，這些菌可以利用特殊的催化劑，將合成氣中的一氧化碳和氫進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，生成甲醇半成品。

在本發(fā)明一或多個實施方式中，上述的甲醇半成品在蒸餾塔中經(jīng)過加熱、汽化、冷凝、回流過程，根據(jù)不同物質(zhì)的沸點和相對揮發(fā)性，實現(xiàn)分級分離。

在本發(fā)明一或多個實施方式中，上述的甲醇半成品在蒸餾塔的加熱溫度以及冷凝溫度通過以下公式計算：

TH＝TB+ΔTH

TC＝TD-ΔTC

式中：

c為加熱溫度，單位為攝氏度；TC為冷凝溫度，單位為攝氏度；TB為甲醇半成品的沸點，單位為攝氏度；TD為甲醇半成品的露點，單位為攝氏度；ΔTH為加熱側(cè)傳熱溫差，單位為攝氏度；ΔTC為冷凝側(cè)傳熱溫差，單位為攝氏度。

有益效果

本發(fā)明提供了一種利用高濃度有機(jī)污水制備甲醇的方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

1、本發(fā)明利用高濃度有機(jī)污水中難以處理的有機(jī)物和碳水化合物，結(jié)合植物素補(bǔ)碳除臭工藝，通過六級微生物深度處理后轉(zhuǎn)化為甲醇半成品，再通過蒸餾工藝進(jìn)一步蒸餾為成品甲醇；而植物素補(bǔ)碳除臭增加有機(jī)污水中的可生化性和微生物活性，同時，有效地去除有機(jī)污水中的硫化氫、氨氮等臭氣成分，提高有機(jī)污水的處理效率和質(zhì)量，減少后續(xù)反應(yīng)的能耗和污染。

（發(fā)明人：姚春德;劉生全;余強(qiáng);游易霖;姚安仁）