[00653441]造纸与发酵典型废水资源化和超低排放关键技术及应用

该项目属于轻工业科学技术领域的轻工业废物处理与综合利用方向，应用于造纸（废纸制浆、化学机械制浆、蔗渣制浆）和发酵（啤酒、葡萄酒、酒精）典型废水处理。废纸制浆、化学机械制浆、蔗渣制浆、啤酒、葡萄酒和酒精废水排放量约占全国工业废水排放量的10%,化学需氧量（COD)排放量约占全国工业废水COD排放量的9%。该项目处理的造纸和发酵典型废水具有废水量大、有机污染物浓度高等特点，是一种含有较大资源总量的废水。该项目创造性地开发了上流式多级厌氧、多级环流好氧、异相催化氧化、沼气净化等关键技术及核心设备，形成了针对造纸和发酵典型废水的资源化及超低排放处理技术体系，实现了废水生物质能（沼气）高效回收、再生水有效回用、污染物超低排放，促进了轻工行业的节能减排与可持续发展。该项目取得的创新性成果如下：1.创新开发了基于微生物过程强化的高效厌氧菌群富集培养及污泥颗粒化加速技术，有效解决了废水的常规厌氧处理过程甲烷转化率低、污泥颗粒化时间长等问题。甲烷产率达0.28～0.33m<'3>·(kgCOD)<'-1>,颗粒化时间只需30～60天。2.创新开发了水溶性多金属多配体自由基缓释剂和负载型固相催化材料，形成了高效异相催化氧化技术，有效提高了H<,2>O<,2>的利用率和催化剂的活性，使H<,2>O<,2>和FeSO<,4>用量较传统技术减少30%以上，pH值范围拓展至2～11。3.创新开发了氨浸渍强化吸附及泡沫活性炭变压吸附沼气净化技术，提高了活性碳对H<,2>S的吸附容量及CO<,2>的脱除效率，使净化后沼气中的H<,2>S浓度低于10 ppm,甲烷含量达95%以上。4.创新开发了上流式多级厌氧反应器,提高了反应器抗负荷冲击能力，使有机负荷达30kgCOD·m<'-3>·d<'-1>；创新开发了多级环流好氧处理核心设备，实现了微生物相有效分离和功能分区；创新开发了上流式多相废水处理氧化塔，促进了均相、非均相催化氧化在反应器中的协同作用，反应时间只需20-60分钟。5.创新集成了针对造纸和发酵典型废水的资源化及超低排放处理技术体系，构建了上流式多级厌氧-多级环流好氧-异相催化氧化的废水处理技术路线，实现了废水处理中生物质能（沼气）高效回收、再生水有效回用、污染物超低排放，大幅降低了废水处理成本。该项目共获专利136项，其中发明专利30项，发表论文245篇，其中SCI收录58篇，获教育部科技进步奖一等奖1项，中国轻工联合会科技进步奖一等奖1项。实现了核心设备国产化，打破国外垄断，显著降低应用企业的环保投资成本。该项目技术及设备已在国内外138家造纸和发酵企业推广应用，其中15家完成单位及主要应用单位2013～2015年累计处理废水6.2亿立方米，回收生物质能（沼气）5.4亿立方米，回用再生水2.4亿立方米，产生颗粒污泥3.0万吨，实现新增销售额35.1亿元，新增利润5.1亿元，节约支出2.8亿元，减排COD总量1.2万吨，取得了重大的经济、环境和社会效益。