醇及醚~1

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4. 醇及醚的去除技术
4.1 概述
烃类化合物分子中的氢原子被羟基取代即为醇。

如果羟基是连接在伯碳原子上, 则形成的是伯醇; 连接在仲或叔碳原子上则分别是仲醇或叔醇。

同时又可根据分子中含有羟基的个数, 分别称为一元醇、二元醇、三元醇及多元醇等。

与羟基相连的烃基如为饱和烃、不饱和烃及芳香烃, 则醇又可分饱和醇、不饱和醇及芳醇。

低碳醇一般都是液化, 三碳醇以下可与水以任意比例混合, 而四碳到十碳的醇大都是可与水部份互溶的液态醇, 但其中个别醇如叔丁醇, 环已醇在室温时(20℃)为固体。

醇的化学性质从废水治理角度来看最重要的是其易氧化性, 伯醇经氧化可降解为醛, 并进一步氧化成酸。

仲醇则氧化成酮, 如果氧化条件较剧烈, 也可进一步氧化成酸。

但叔醇一般难以氧化。

RCH 2OH → RCHO →
RCOOH
R2CHOH →R2CO →RCOOH
R3COH →³
不少的醇来自天然产物或由天然产物加工而得。

常见的醇中, 除甲醇外, 一般毒性均较低。

绝大部份醇均可被微生物降解。

如果醇分子中羟基氢再被另一烃基取代, 则形成的化合物称醚。

除二甲醚及甲乙醚在常温下为气体外, 其余的醚多是液体或固体的化合物。

从化学性质来说, 醚类化合物的反应性能差, 因此在废水处理中, 常给化学降解带来困难, 并且不少醚类化合物也多是生化难降解的物质。

醇与醚在废水中也时有发现。

含醇废水常见于饮料工业、发酵工业及日化工业等。

在有机化学工业中, 醇常作为溶剂, 或作为原料使用。

长碳链的醇还可用来制备表面活性剂。

有关这些含醇废水治理的综述报告可见[1,2,3]。

废水中常见的醇有甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、乙二醇4、丙二醇及甘油等。

有不少醚在工业中常作为溶剂。

另外聚乙二醇及其醚类衍生物作为乳化剂, 或作为清洗剂, 故多见于各种金属加工工业中, 此时常与油同时存在于废水中。

4.2 含醇废水的物化处理法
4.2.1 混凝沉降法
对于水溶性的醇, 混凝沉降法的效果是比较差的。

废水中的醇主要是靠混凝沉降中产生的絮体所具有的吸附作用而被去除的。

例如废水中的甲醇, 在用硫酸亚铁进行混凝沉降法处理中, 当硫酸亚铁用量为100 毫克／升、pH 为9～10、水与甲醇的比例为20:1 时, 其去除率为33.4～37.2%; 而水与甲醇的比例为10:1 时, 其去除率为31.2～35.4%5。

一些与水不互溶但经乳化的醇可以通过破乳(用混凝剂破乳或用电解絮凝破乳)而去除之。

如废金属防锈油(内含煤油、2-乙基已醇、烷基苯基聚乙二醇醚以及卵磷脂等), 与1% NaCl 及0.5% Al2(SO4)3混合, 然后在铝板间进行电解絮凝10 分钟(电压为5 伏、电流密度为0.5安/厘米2) 即可使废水得到净化6。

4.2.2 蒸馏、汽提法
对一些沸点较低而挥发性高的醇可用蒸馏法或汽提法回收去除之。

一些酚醛树脂的生产废水中往往含有甲醇(含量2%), 这一部份甲醇系由甲醛溶液中带入的, 这部份甲醇可用蒸馏法回收, 当废水被加热到90～95℃时, 一般可回收81～92%的甲醇7,8。

造纸废水中的甲醇9, 10,11, 12、生产水杨酸钠的甲醇 水母液13均可用蒸馏法或汽提法回收甲醇。

含7～20% 甲醇的废水, 如果加热到67℃, 可以回收到含量85～95%的甲醇, 若再经过精馏, 则可获得浓度更高的甲醇, 残液中甲醇含量一般可降低到0.02%, 此残液就可以直接排放到污水管道中, 送至污水处理厂进行集中处理14。

含甲醇的废水也可以用
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空气在填料塔中进行吹脱处理, 吹脱气中的甲醇可用焚烧法处理去除之15。

废水中的甲醇在75℃经气提后, 其去除率为95%16。

氧化乐果合在废水中含有高浓度的甲醇和氯仿, 可采用汽提法将甲醇和氯仿一起蒸出冷凝, 并用水解法将氯仿水解除去。

本法甲醇的去除率＞99%, 氯仿去除率～100%, COD 去除率为＞50%17。

一些甲醇浓度较低的生产废水, 如果工艺允许, 可以套用多次, 让甲醇累积到一定浓度时, 再进行蒸馏回收。

例如在生产季戊四醇时, 每吨产品约伴有20 吨废水产生。

废水中含有甲醇、甲醛及甲酸等。

这种废水回用于下一批生产过程中, 套用五次后, 甲醇浓度可增至1800 毫克／升, 然后进行蒸馏回收18。

一些在甲醇生产中产生的废水, 还可直接导至汽 烃重整器中, 并在重整催化剂上转化成一氧化碳与氢, 产生的这种混合气, 具有合适的H2/CO比, 适用于甲醇生产或生产含一氧化碳的合成气19。

生产甲醇的废水可在0.25兆帕及115～130℃下挥发, 再输入950～1100℃及0.25兆帕的燃烧炉, 以综合利用作为甲醇生产的原料20。

糖厂废水中的乙醇可用汽提法去除, 其汽提效率与汽液比、废水的组份、乙醇的含量及冷凝液的温度等因素均有关系21。

某些尿素树脂生产的废水中, 其COD 及BOD值均较高, 分别可达197 克/升及140 克/升, 其中主要原因之一是由于丁醇的存在。

这种废水中的丁醇可用直接蒸馏法回收之。

如将废水直接蒸出原体积的5.5% 的液体, 即可回收废水中75～85% 的丁醇。

蒸馏残液再用0.1～1% 的石灰处理, 回流10 分钟, 可使废水中的丁醇浓度降低到测不出的水平, BOD的去除率为40.2～61.9%22。

抗生素生产废水中的丁醇及醋酸丁酯用汽提法回收, 去除率可达99～100%23。

聚酰胺树脂生产中, 其生产母液中含有甘油, 可先用硫酸酸化至pH 为6, 在80℃保持2 小时, 下层分出后, 过滤, 真空浓缩后可得89.6% 的甘油, 如用水汽蒸馏, 则可得98.2% 的甘油, 甘油从母液中的回收率为56.0%24。

制皂工业中的废碱液, 如果经硫酸铝处理, 也可用蒸馏法回收甘油25。

另外氯代丁醇废水, 在加热到沸点的情况下, 加入粉状的烧过的碳酸钠, 调节pH 为10 左右, 并同时进行蒸馏而得到处理26。

废水中的氯乙醇可加入计算量的氢氧化钠或氢氧化钙, 在40℃, 以7 米3/(米3.小时) 的气量曝气60 分钟而得到处理, 当加入加倍量的碱, 则曝气时间在40℃时为10 分钟, 或在20℃时为60分钟27。

氯苄水解制备苯甲醇过程中的废水, 可行水汽蒸馏, 使苯甲醇收率提高5%, 冷凝液再回用于生产过程中去28。

4.2.3 萃取法
利用萃取法可从废水中回收醇类化合物, 对浓度较高的某些含醇废水是有其积极意义的。

废水中的二乙二醇(35.0～62.0 克/升)(并含70～80克氯化钠/升)可用122
CHCl3-BuOH-DetOAc进行萃取, 出水COD可降到2000毫克／升29。

生产EF-1 树脂的废水中含有糠醇、甲醇等及其它有机物, 可用乙醚萃取回收去除, 所用的醚水比为7/10, 回收后的废水其COD值仍较高, 可用二氧化锰氧化, 或用生活污水稀释75 倍进行生化氧化处理30。

季戊四醇的生产废水中含有季戊四醇, 可用叔丁醇作溶剂来萃取。

萃取液经蒸发冷却等处理可得纯度为94% 的季戊四醇31。

糠醇可在18～25% NaCl 的存在下用三氯乙烯或丁醇等萃取回收32,33。

彩照显影剂废水中含有苄醇, 如用氯仿或四氯化碳作溶剂萃取分离, 苄醇可有56% 的回收率34。

甲基苯甲醇可用四氯化碳, 甲苯或正已烷萃取回收35。

4.2.4 吸附法
利用吸附剂来去除废水中的醇主要是用于低浓度含醇废水的处理。

最常用的吸附剂为活性炭, 工业级的活性炭可在20℃下从废水中去除微量的甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇及正已醇36,37,38,。

含有二甲基乙酰胺及异丁醇的废水可以通过活性炭吸附, 废炭用氯仿处理。

饱和的氯仿用蒸馏法回收, 并可回收二甲基乙酰胺及异丁醇, 废炭经氯仿处理后应进一步用蒸汽在130～150℃进行再生39。

由氯乙醇制备环氧乙烷的废水中含有丙二醇, 可在pH 小于4 下, 通过8～80 目椰子壳做的活性炭给予去除40。

在用活性炭吸附丙二醇时, 其吸附特性符合Langmuir 吸附等温式41。

制备环氧氯丙烷的废水可用活性炭或合成树脂KhE 348 进行吸附回收其中的甘油42。

有机硅生产废水中含有醇及甲苯等, 可用吸附法选择性地去除之。

吸附剂可用活性炭, 如AG-2, AR-3, SKT, BAU 及非活性吸附剂如Donetz 煤或矿渣。

经试验, 其中除AG-2 型吸附剂可用来吸附丁醇外, 其它吸附剂对各种醇的去除均无实际意义。

因此可用AG-2 从废水中去除丁醇, 处理后剩余的甲醇及乙醇可再进一步作生化处理, AG-2对丁醇的吸附, 其效果非常好, 在 2 分钟内吸附过程已基本完成43。

活性无烟煤具有狭范围的孔径分布(0.8～1.2 纳米), 适用于环氧树脂废水中的甘油吸附, 具有广范围的孔径分布的煤对甘油的吸附是无效的44。

环氧树脂生产废水中的甘油可用多级表面用水溶性高分子化合物改性的无烟煤吸附, 并可用异丙醇进行再生45。

其它用来吸附醇的炭质吸附剂还有磺化煤, 可吸附异丙醇46; 泥煤或褐煤可吸附丙烯醇及甘油47。

轻质陶渣或Keramzit等, 如在pH为0.1～0.5时用Bi(NO3)2处理, 先在460～960℃下加热, 然后再在60～200℃下处理, 可用作甲醇的吸附剂48。

生产乙醇及乙苯的废水, 其COD值在800～4000毫克／升, BOD 为100～200毫克／升, 通过发电厂飞灰吸附, 可使COD值减少76%。

吸附处理后的水可再用活性污泥法处理49。

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铝酸盐、硅酸盐、铁及(或)锌盐及碱土金属盐溶液混合可得M1O:M2O2:Al2O3为(0.5～10); (0～1):1 的吸附剂, 其中M1及M2均为金属离子, 可作为甲醇的吸附剂, 其吸附性能要比活性炭为好50。

以2:8 的Al(OH)3-Mg(OH)2配比在600℃制得的吸附剂可从废水中去除香草醇51。

肌醇废水可用甲壳多聚糖进行处理, COD去除率可达＞99%, 脱色率可达94%以上。

所产生的废净水剂, 用少量水洗涤后, 在空气中氧化6～8 小时, 即可恢复吸附能力, 并可重复再生12 次52。

4.2.5 膜技术
含醇类的废水, 如甲醇、乙醇等可用反渗透技术处理, 使用较多的是醋酸纤维素膜(CA 膜)53, 54, 55。

例如用不对称的醋酸丁酯纤维素及醋酸纤维素反渗透管状膜, 可以从含有无机物及聚甘油的石油化工废水中分出甘油, 在4.2～5.6 兆帕压力下操作时, 其选择性最好。

一个单级的反渗透装置可回收27% 的甘油, 并能从水中除去92%的无机盐及94%的聚甘油, 如果用多级反渗透装置, 并以对流湍流式进液, 则可回收31%的甘油, 处理后水中可以使无机盐不存在, 聚甘油的浓度可降至5.2%56。

同样, 也可用反渗透技术处理含乙二醇的废水57。

如在由乙烯氧化制备环氧乙烷时, 其废水中的乙二醇也可用酰胺膜, 在有无机盐存在下, 并在约3.0～10.0 兆帕条件下用反渗透技术进行去除58。

在研究利用不对称醋酸纤维素膜进行反渗透操作, 处理含叔丁醇、环已醇、苯乙醇及正已醇的废水, 发现这些醇的被分离能力受其氢键能力的影响所控制59。

此外, 文献上还报道了使用聚-(亚胺-1,3-苯撑基亚胺羰基苯撑羰基)膜来分离8种醇类化合物。

这种膜是由间苯二胺与7:3的间/对-苯二甲酸所组成的60, 61。

在电渗析过程中, 所含的醇还可以因发生阳极氧化而被去除55%62。

膜技术有时还作为含醇废水生化处理前的预处理。

含卤代醇的废水, 在生化处理前可先用电渗析处理, 如某生产氯丙醇的废水中含有机物质1800 毫克／升, BOD 值为1200 毫克／升及COD值为1300 毫克／升。

可先中和, 再在氯化钙的存在下进行电渗析, 经处理后的废液, 如在35℃用活性污泥法处理16 小时, 可使其BOD 值降至20 毫克／升, COD 值降为50 毫克／升, 如果不经预处理其出水的BOD 值将高达300 毫克／升以上, COD值大于500 毫克／升63。

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4.3 含醇废水的化学处理法
4.3.1 水解法
由二氯丙醇为原料的环氧氯丙烷生产废水, 含有氯代烃、醚、酮、醛及羧酸等, 可在pH 10～14, 温度＞75℃, 压力＞1 巴, 反应0.5 小时, 以脱有机氯, 然后调整pH后可作进一步的生化处理64。

氯乙醇(及三氯乙醛) 可与氢氧化钠或氢氧化钙搅拌曝气使之变为毒性较小或无毒的处理液65。

4.3.2 湿式氧化及空气催化氧化
醇类化合物可容易地用湿式氧化的方法分解之。

如含有甲醇、甲醛等的废水, 可在温度为120℃、压力为0.3 兆帕下, 并加入700 毫克／升的碳酸钙, 最后在温度为180℃、压力为0.8 兆帕的氧的存在下加热1 小时而去除之66。

又如甲醇废水(含甲醇50000毫克／升)经湿式氧化后, 甲醇的去除率为76.8%67。

在处理含乙二醇的废水时, 可取200毫升废水(其COD值为11000毫克／升, 含乙二醇为1%), 与0.05g三氯化铬混合, 在230℃、1.0 兆帕压力下处理2 小时, 可去除99.2% 的COD68。

工业废水中含有的乙酰乙醇及甲基丁烯醇, 可在240℃, 30.0 兆帕的压力下, 并在含Ni 为17%, Cu为6%、Mn为1.5% (载在SiO2上)的催化剂存在下进行催化氧化, 出水再经稀释20 倍后, 即可进行生化处理69。

含甘油废水也可用湿式氧化处理70。

丁醇及辛醇的生产废水, 可在450～500℃用3～5%的空气在铜催化剂催化下进行净化, 可得97～98% 的净化效率71。

含氨的甲醇废水可用汽提法处理, 生成的蒸汽含氨为3800 毫克／升, 含甲醇为2500 毫克／升与4% 的空气混合, 在482℃下与CuO 803 催化剂(含Al2O3 10% 的CuO)接触, 空间速率为6000, 压力为0.14兆帕, 则经处理后氨的浓度为105 毫克／升, 而甲醇能被全部去除72。

4.3.3 化学氧化剂氧化
含醇废水可在金属催化剂(载体为活性炭)的存在下, 用氧化剂进行氧化, 再用离子交换树脂进行处理, 此法特别适用于低级醇的处理73。

用于处理含醇废水的化学氧化剂主要有臭氧, 过氧化氢, 氯系氧化剂以及其它一些氧化剂。

臭氧可用来处理含醇废水。

含甲醇的废水可以用臭氧氧化法予以处理74。

甲醇在废水中用臭氧氧化时, 甲醛是中间产物, 而最终产物为二氧化碳。

从反应动力学上看, 臭氧与甲
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126 醇的反应对臭氧说是二分之一级反应, 对甲醛是一级反应。

在酸性条件下, 甲醇呈一级反应, 臭氧是二分之一级反应, 当 pH 从 7.2 增加到 11.0 时, 则甲醇改为一级反应, 而臭氧改为1.5～0.54级75。

如果用 Al 2O 3～SiO 2 作臭氧化的催化剂时, 甲醇的去除率可达 85%76。

在研究异丁醇的臭氧化时, 发现以pH 为4.3～12.0之间为最好77。

甘油及丙烯醇均可用臭氧使其从废水中除去78。

乙二醇可以用臭氧氧化及电解的方法处理, 其中间产物是羟乙酸、乙二醛、羟乙醛及甲醛等。

二者联合使用可以产生反应性的自由基而得到协同作用79。

乙二醇、二甘醇及三甘醇可用臭氧处理, 其氧化产物均可被生化氧化, 因此在臭氧化处理后可用 Pseudomonas aeruginosa PEG-K 作进一步的净化80,81。

废水中的乙醇及甘油还可因紫外光照的催化下, 加速臭氧化反应的进行82。

例如在含乙醇废水用臭氧处理时, 其处理效果是较差的, 而在紫外光照的催化下, 其分解速率得到了大大的增加, 如图 4-1 所示83。

图 4-1
二氯丁二烯生产废水中含有氯代丁烯醇(如3-氯-2-丁烯-1-醇及2,3-二氯-2-烯-1-醇)可用臭氧处理, 在室温条件下, 它极易氧化成醋酸、羟乙酸、乙二醛、二氧化碳及水84, 85。

过氧化氢与硫酸亚铁组成的Fenton 试剂对处理含醇废水有较好的效果, 在用H 2O 2/FeSO 4 系统处理含异丙醇废水时, 当温度为 70～75℃、pH 为2～2.5, 氧化后再结合活性炭及及离子交换树脂以回收催化剂, 废水的TOD 可以从150～300 毫克／升降低到 2 毫克／升以下86。

电容器厂在铝电介赋能过程中会排放出含乙二醇废水, 水量较小, 但COD 值达 2000～3500毫克／升, 并呈酸性, 可采用 Fenton 试剂氧化-加碱凝聚分离-处理水循环回流的工艺, COD 去除率可达 96%87。

氯及其氧化性衍生物可以有效地处理含醇废水, 如能结合催化氯氧化或光诱导氧化则效果尤佳。

例如含高COD 值的甲醇废水, 与次氯酸钠溶液混合, 通过凝胶型 SiO 2 (比表面积为250～800米2 /克, 孔体积为0.4～10厘米3 /克), 其中并浸渍有 Ni 2O 3 ,
可得到好的处理效
果88。

也可直接利用Ni2O3 作催化剂, 用氯或次氯酸在pH 为4～7 下进行催化氧化, 处理后溶解的或未反应的Ni2O3, 可用沉淀法从废水中回收套用, 例如生产环氧氯丙烷的生产废水, 其中除含有甘油外, 还有环氧氯丙烷及三氯丙烷等, 另有氯化钙30000毫克／升, 其TOC 值为1000 毫克／升, 经用Cl2/ Ni2O3 系统处理, 余下的TOC 值可降至120 毫克／升89。

在用氯氧化处理时, 如能在紫外辐射的诱导下进行, 其效果更佳, 如含有丙二醇及羧酸的盐水中, 可加入次氯酸钠溶液, 并在3600 的紫外辐射下可以得到净化90,91。

又如某乙二醇的废水, 先将pH 调整到 5 以上, 然后溶入氯, 再在pH 大于3 的情况下, 以紫外光照处理。

在实际操作中可将10 升含50 毫克／升的乙二醇废水, 放入一玻璃管中, 内放一装有5 瓦低压灯的紫外光源, 先将水调至pH 为8 左右, 通入氯的微气泡, 当吸收一定量后, 将pH 调至 5.1～5.5, 并打开光源, 50 分钟后(pH 为 5.3), 氯的含量可从250 毫克／升降至5 毫克／升, COD值从68毫克／升降低到3 毫克／升。

pH值的调整是很重要的, 如不调整pH, 则氯的含量仅能从250 毫克／升降至85毫克／升, COD值仅从67毫克／升降至32 毫克／升92。

在光化学氯氧化中, 氯的浓度及L0值(其值为灯与反应器器壁的距离, 或灯与液面的距离)应维持在小于 2.0³COD 大于0.02L0 之间, 反应一般进行5～150 分钟。

本法需用少量的氯, 因为光的氧化能力强, COD的去除率也比一般的常规氧化法为大。

在处理含乙二醇废水时, 其Cl2/COD =0.1, 在25℃、pH 为5 时给予紫外光照, 并不断搅拌, 过量的氯用亚硫酸钠破坏, 此时, COD 的去除率为90 毫克/(升.小时), 同时产生少量的NaClO3 (＜1%), 如果使用的氯量Cl2/COD为4.4～2.2, 则COD去除率为70 毫克/(升.小时), 并约产生5% 的NaClO393。

另外, 含脂肪醇的废水, 在用氯氧化法处理时, 同时用超声波处理强化, 可以加强其净化效果94。

甲醇废水还可以以氙灯代替日光作光催化氧化反应, 并以ZnO 及TiO2 作催化剂, 6 小时有机物约可去除30～50%95。

2-乙氧基乙醇及2-丁氧基乙醇可用二氧化钛/模拟日光进行降解, 最后可定量形成二氧化碳96。

不饱和的脂肪醇如丙烯醇, 可用65% 的硝酸及20% 的硫酸在150～160℃下加热, 再用石灰或石灰石中和, 以去除其固有的剌激性嗅味97。

环已醇废水可用硝酸钠作氧化剂处理98。

4.3.4 电解氧化
还有不少的含醇废水可以由电解氧化法予以去除。

如在尿素树脂生产废水的处理中, 可在废水中加 1 摩尔/升的氢氧化钠、用不溶性阳极PbO2作电极, 在电流密度为0.19～0.22 安培/厘米2下电解3 小时, 可使废水中的甲醇全部被分解99。

甘油废水则可在温度为70℃、电压为30 伏/厘米下, 用铝电极进行电解净化100。

含乙二醇的废水, 可用PbO2 作阳极进行电解氧化以降低其COD值, 如某废水中含COD为28000毫克／升、硫酸钠为0.5 摩尔及硫酸为0.2 摩尔, 用镀钛的铝阳极及SVS 304 不锈钢作阴极, 在温度为45～50℃电压为 3.5 伏, 电流密度为2.5 安培/厘米2下进行电解, 电流效率为69.5%, 出水的COD可降
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至500 毫克／升101。

电镀废水中的甲醇、甲醛及甲酸(各为3000毫克／升)可以在1摩尔硫酸下分别进行电解13.8、6.6及 5.4 小时, 最后使上述浓度均降至1 毫克／升102。

在电解过程中如果同时含有氯化钠, 则可发生次氯酸钠而进行氧化, 如丙二醇及环氧丙烷的生产废水中含有氯化钠100 克/升, 用NiCl2²2H2O 及CoCl2²2H2O 作催化剂, 可提高电解氧化能力103。

其它的醇类也可用电解法予以去除104。

4.3.5 辐射法
废水中的饱和醇还可用电离辐射法予以去除105。

4.4 含醇废水的生化处理法
大部份工业中常见的醇类化合物均可用生化法予以降解106。

例如甲醇、乙醇、2-氯乙醇、环已醇、2-乙基已醇、甲基苄醇107、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、季戊四醇等, 在一般情况下既可用活性污泥法处理, 也可用厌氧处理法处理, 另外的一些含醇废水还可用固定化的丝状菌来处理, 可得到良好的效果108,109,110。

由于使用菌种不同, 或实验条件的差异, 这些醇的生化可降解性的报道常有较大的差异。

在用活性污泥法处理含醇废水时, 醇的易降解程度, 常按下列次序递减∶甲醇、乙醇、正丁醇、正戊醇、正丙醇、异丙醇。

在代谢过程中, 能发现有相应的脂肪酸生成111。

在研究C4～C7的1-醇及2-醇的生物可降解性时, 可以发现这些醇的水/辛烷间的分配系数与生化降解速率有关, 可成抛物线或双曲线的对数-对数的线性关系112。

另有研究表明C1～C9的伯醇的生化降解与其分子量的大小、活性污泥的适应性有关, 凡能适应甲醇及庚醇降解的活性污泥, 均能降解C1～C9的伯醇113。

醇可用单级或批式的生物转盘处理, 相同浓度的各种含醇废水发现分子量越大, 生物降解性能越差114。

虽然直链的醇类的化合物易被微生物所降解, 但在链上若有甲基取代(或烷基)的话, 则常在较大程度上影响他们的微生物的生化降解特性。

例如在表4-1 中可以看出, 当各种醇以含碳量为2 毫克／升的溶液进行生化降解时, 甲基的数量及其取代基位置的不同, 其生物可降解性有很大的差别。

当链上有一个甲基(或烷基)取代时, 其生物降解性能影响不大, 仍是属于易降解的化合物。

但是如果连接羟基的碳原子上同时引入二个甲基而成为叔醇时, 则几乎成为生化不可降解物质, 如果二个甲基在上述碳原子以外的同一碳原子上, 或是二个甲基在相邻的二个碳原子上, 其生物降解也是相当困难的。

甲醇废水常见于甲醇生产、甲醛生产以及以甲醇为溶剂或原料的化学工业中, 甲醇的生物可降解性极大, 可以降解为二氧化碳及水115。

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表4-1 醇的生物降解特性
甲醇在利用活性污泥来降解时, 如果浓度较高(如大于300 毫克／升)、运转不当, 易导致污泥膨胀现象发生5。

可用来降解甲醇的微生物极多。

例如在含有Opercularia glomerate、Philodina rosebla、Frinema ovate 及Cheolosma 的活性污泥存在下, 浓度为0.6～1.5 克/升的甲醇废水, 经16 小时的曝气可使其浓度降低为零。

C3～C9的醇, 如果浓度在1000毫克／升以下, 也可用这些菌株氧化116。

另外也可用Pseudomonas hyphomicrobium culture (NRRLB 12569-73) 有效地去除甲醇及乙醇117,118。

将嗜甲基的Candida boidinii的细胞固定化在三醋酸纤维素上, 可用来处理废水中的甲醇, 甲醇可以依次氧化成甲醛及甲酸119。

用SBR 技术可以处理甲醇废水120。

甲醇废水可在三相生物流化床系统中用由太原化肥厂和山西生物研究所提供的186菌种进行处理, 甲醇的容积负荷可达 3.02～3.36千克/米3.天, COD去除率可达89.3～96.7%121。

甲醇废水可在50～55℃下用UASB 系统, 通过有固定化的Methanosarcina 或Methanococcus 的污染降解而得到处理, 并有高的COD处理负荷122。

也通过有固定化的Methanothrix 的污染降解而得到处理, 并有高的COD处理负荷123。

甲醇生产时的蒸馏残液, 可用UASB 系统处理, 当采用中温(35～37℃)一步厌氧消化法,
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反应器的水力停留时间保持在20小时左右, 进水COD值为30952毫克／升时, 系统的有机负荷达36.79千克COD/米3.日, COD去除率达80%以上, 每1 千克COD可产沼气0.5米3 124。

利用硝酸盐在硝酸盐还原菌的存在下, 可以处理甲醇废水。

在ｐＨ7.5, 温度为25℃, 碳氮比为1.4时, COD去除率及硝酸-氮利用率均可达到最佳值, 停留时间为12 小时, COD 去除率及硝酸-氮的利用率均可达到80%以上。

当废水中的COD值在600毫克／升左右时, 出水中COD值可降至158毫克／升左右。

每消耗1 毫克的硝酸-氮可去除2.992毫克的COD, 与进水浓度, 碳氮比及停留时间关系不大125。

在工业上甲醇还常与其它有机污染物共存于废水中, 如含甲醇、甲醛及乙二醇的废水, 用活性污泥法处理时, 曾分离出44 种微生物菌种, 其中以Pseudomonas 为主, 此外还有Achromobacter、Flavobacterium、Mycobacterium、Xanthomonas、Acetobacter、Alcaligenes、Micrococous 及Sarcina 等。

污泥负荷与其中微生物的组分也颇有关系126。

甲醇在烃类化合物的存在下, 用磷酸调整pH 至 3.9～4, 可用Hansenula polymorpha 及Candida quilliermondii 等酵母在36～36℃下进行处理127。

甲醇还可与甲醛128或甲酸129一起用活性污泥法处理, 当甲醇与甲酸盐一起用活性污泥法处理时, 如果原系统能适应1 克/升的甲醇或1 克/升的甲酸盐, 则该系统中的一个化合物(如甲醇)可以被另一种化合物(如甲酸盐)慢慢地置换, 而不影响系统的处理能力。

乙醇大部份产生于饮料工业以及一些以乙醇作溶剂或原料的化学工业中。

乙醇也较易用生化法处理130。

例如由啤酒厂或生产酵母及乙醇的废水中, 含有一定量的乙醇, 可用生物转盘、生物滤池或其它生物装置处理之。

生物转盘用铝或聚乙烯制成, 厚度为3～5 毫米, 这样可以有效地增加有效面积, 负荷为50克BOD/米2.天), 对啤酒厂及酒精生产厂, 其BOD去除率可达98%, 而酵母生产废水一般只能达到86%131。

有多种形态学分类的微生物可用来氧化废水中的丙醇、异丙醇及丙二醇, 其中包括杆菌、球菌、分枝杆菌、放线菌、霉菌及藻类等, 适用于丙醇去除的活性污泥含有82%的分枝杆菌, 而适应于异丙醇的以放线菌为主。

在处理丙二醇废水中, 起主导作用的是极毛杆菌113。

乙氧基乙醇的浓度≤1%时不会对活性污泥产生毒性, 用活性污泥法处理时, 当浓度为495±40毫克／升及2284±201毫克／升时, 其出水浓度可降至92±18及18±17毫克／升132。

用活性污泥法处理2-叔丁氧基乙醇, 而叔碳原子及醚键为难生物降解的因子, 当以2- 叔丁氧基乙醇为降解唯一的基质时, 在曝气槽中会积累起一种产物, 但如进水中还有其它基质存在时, 这种产物不会积累133。

多元醇(如乙二醇、丙二醇及甘油)广泛地应用于有关的工业中, 包括生产乙二醇中的副产物二甘醇及三甘醇等, 都是可以生化降解的。

在天然水体中, 大多数能很快地被自然界所净化。

例如乙二醇当温度为20℃时, 3 天左右即可完全降解。

降解速度与温度关系较大, 当温度降至8℃以下时, 7 天后也只有部份的乙二醇被分解134, 用生化降解乙二醇, 其降解率一般为80～100%135。

用Pseudomonas putida 在生物转盘及好氧条件下可将乙二醇作为唯一碳源生长, 并分解乙二醇, 乙二醇的浓度为4000～6000毫克／升136。

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