專利名稱：煙草廢水污泥活化及其再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市固體廢棄物資源化再利用技術(shù)領(lǐng)域，專門涉及煙草行業(yè)生產(chǎn)廢水 污泥活化及其再利用方法。
背景技術(shù)：
煙草行業(yè)生產(chǎn)單位在煙草薄片、卷煙、雪茄煙及其制品生產(chǎn)過程中所排放的廢水， 不可避免地攜帶了一些固形物，其中必定含有煙草原料碎末等成份。特別是采用造紙法再 造煙草薄片的生產(chǎn)過程，因?yàn)槠湓媳旧砭蜑闊熑~碎片、煙末、煙梗等原料，又經(jīng)過粉碎、抽 提、抄造等生產(chǎn)過程，使煙草原料更加細(xì)微化，所以會將更多的固形物隨生產(chǎn)廢水一起排 放。目前，廢水處理過程雖然消解了部分細(xì)微化的固體成份，但依然還有相當(dāng)一部分固體變 成了廢水處理后的廢棄污泥。具初步統(tǒng)計，一個年產(chǎn)6000噸煙草薄片生產(chǎn)廠，每年外運(yùn)的 濕泥在6000多噸，其中含干泥約1200多噸，干泥主要組成為煙葉細(xì)微粉末、細(xì)微煙梗碎末 和少量短細(xì)纖維等。在目前的運(yùn)行條件下，這些廢棄污泥固體僅是單純運(yùn)出慪肥或填埋，沒 有發(fā)揮其充分價值，所以需要有一個綜合利用技術(shù)鏈從頭到尾予以徹底解決。經(jīng)過取樣分析，這些生產(chǎn)單位污水處理站污泥池中的污泥，采用蒸餾-紫外分光 光度法可測定的煙堿類生物堿含量達(dá)到了 1_3%，而且泥粉細(xì)碎，一般可全部通過100-200 目標(biāo)準(zhǔn)篩。這說明其泥粉含有潛在的生物堿類物質(zhì)，在泥粉中主要以生物堿(煙堿)的檸 檬酸鹽和蘋果酸鹽等形式存在。因此，擺在面前的問題是如何將泥粉中的生物堿(煙堿) 置換出來，使其處于一種可游離的狀態(tài)，并均勻分布在泥粉表面或固體的松散結(jié)構(gòu)區(qū)域，在 使用過程中于一定條件下發(fā)揮其生物堿活性，達(dá)到殺蟲效果。作為上述污泥的綜合利用技術(shù)鏈節(jié)之一，本發(fā)明人在此之前已經(jīng)公布了“造紙法 煙草薄片廢水固-液富集分離方法”(申請?zhí)?010100290 . X)，該法旨在將更多物質(zhì)富 集在固相，使后續(xù)污泥固體的利用價值得以提高，其固-液物質(zhì)分配比按COD計，達(dá)到了 7:3-8: 2，并且固相極易粉化與活化。此后，本發(fā)明人在此之前又提出了作為該綜合利 用技術(shù)鏈節(jié)之二的發(fā)明專利，名稱為“煙草廢水污泥提取生物堿的方法”，該法旨在將泥粉 中的生物堿提取出來，作為生物源殺蟲劑等工業(yè)用途。污泥綜合利用進(jìn)行到這一步，只是有 待于將提取后的泥粉進(jìn)行制劑化處理和粉體制備，找出其合理用途，則全部技術(shù)鏈條才告 完成。本發(fā)明為全部技術(shù)鏈的第三步，任務(wù)是研究“煙草廢水污泥活化及其再利用方 法”，將其全部資源化利用。與此同時，作為可以單獨(dú)使用的一項技術(shù)，用以解決同類卷煙和 煙草制品生產(chǎn)過程中廢水污泥的活化與再利用問題。為了檢測活性泥粉生物堿的游離活性，本發(fā)明采用定性檢測值與定量檢測值之和 來綜合評價活性泥粉的生物堿活性，其值越大，則生物堿活性越大。定性檢測值稱之為A項 值，定量檢測值稱之為B項值，生物堿活性值=A+B。A 項值的檢測方法引用 了美國 John A. Dean 的 “ Langer，s Handbook of Chemistry” 15thedition，由McGraw-Hill Inc.出版社于1998年出版，選擇其中的五種試劑與泥粉進(jìn)行顯色反應(yīng)，根據(jù)顯色程度確定其陽性值大小，五種試劑測定的陽性值之和即 為泥粉試樣的A項值。所選五種試劑分別為Froehde試劑為0. 5%的鉬酸鈉與濃硫酸的新鮮溶液；Hager試劑為2，4，6_三硝基苯酚的飽和水溶液；Sonnenschein試劑為用磷酸處理過的鉬酸銨的硝酸溶液；Marme試劑為碘化鎘與碘化鉀在沸水中的飽和溶液；Marquis試劑為35%甲醛與濃硫酸混合液。B項值的檢測采用定量泥粉以定量蒸餾水進(jìn)行水浸Mhr，水浸液采用紫外分光光 度法比色測定其生物堿濃度，折算成泥粉浸出生物堿的千分?jǐn)?shù)(％。)，即為泥粉試樣的B項 值。具體測定時以若干空白樣和參照樣進(jìn)行比對，最終評價出泥粉的生物堿活性。本發(fā)明與先前申請的兩項發(fā)明專利一樣，經(jīng)檢索文獻(xiàn)表明，也許國外的卷煙、雪茄 煙和煙草制品生產(chǎn)工藝可能有別于國內(nèi)，所以未見該類城市固體廢棄物綜合利用相關(guān)報 導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種既可單獨(dú)使用，又可接口于背景技術(shù)的 方法，將煙草廢水污泥活化、干燥、粉碎、研磨、篩分，制備成一種具有一定生物堿活性的泥 粉，用于和其它藥劑混配成粉狀殺蟲劑使用，或者作為粉狀殺蟲劑的添加劑和載負(fù)劑。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案本發(fā)明提供的煙草廢水污泥活化及其再利用方法，具體是利用卷煙生產(chǎn)單位污 水處理站污泥池的廢棄污泥，首先通過添加堿基活化與鈣基置換用劑進(jìn)行混合、壓濾、干 燥、粉碎、篩分成為100-200目的泥粉；然后進(jìn)行溶劑活化、浮選除雜、油泥中和；最后進(jìn)行 干燥、研磨、篩分得到200-300目的活性粉體；由于其處理過程促使煙堿類生物堿在固-液 兩相間重新分配，因此獲得的活性泥粉具有生物堿活性的粉體。所述的活性泥粉具有煙堿類生物堿活性，且煙堿類生物堿的游離釋放性質(zhì)呈緩釋 性，該活性泥粉適用于和其它藥劑混配成粉狀殺蟲劑使用，或者作為粉狀殺蟲劑的添加劑 和載負(fù)劑來使用。本發(fā)明采用包括以下步驟的方法(1)污泥預(yù)處理起始于污水處理站的污泥池，按污泥干重投加5-10%和過200目 標(biāo)準(zhǔn)篩的氫氧化鈣粉體，混合均勻后進(jìn)行壓濾、干燥、粉碎、篩分成為100-200目的泥粉；(2)溶劑活化按泥粉干重溶劑重=1 1. 5-2. 0的配比配料，將物料投加到活 化釜中，于室溫條件下攪拌浸漬活化30-40min ；活化畢，靜置分層Hhr，分別獲得上層為 纖維浮渣，下層為泥粉固體，中間為溶劑相煙浸膏的多相體系；(3)浮選除雜選用3-5 μ m規(guī)格濾袋，吸取上層纖維浮渣進(jìn)行袋濾，剩余相混合物 進(jìn)行固-液分離，合并袋濾后的溶劑相和固-液分離后的溶劑相直接循環(huán)使用于下一次溶 劑活化過程；袋濾后的纖維殘渣留作它用，獲得了去除纖維雜質(zhì)后的活性油泥；(4)干燥研磨篩分按活性油泥重10-20%的重量比加入200-300目的重碳酸鈣粉 體，混合均勻，進(jìn)入干燥設(shè)備進(jìn)行溶劑回收，得到干燥固體，而回收的溶劑返回到溶劑活化 步驟進(jìn)行循環(huán)使用；同時將干燥固體粉碎、研磨，過200-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，即獲得具有生物堿活性的泥粉。所述的污泥預(yù)處理步驟中，采用的堿基活化與鈣基置換用劑為氫氧化鈣粉體，不 選用鈉基(NaOH)和鉀基(KOH)活化法，以保持其緩釋性和長效性；其氫氧化鈣重量用量是 以干泥生物堿測定含量的統(tǒng)計值0. 5-2%為依據(jù)而設(shè)定的，篩選出合理的重量用量范圍為 5-10%。所述的溶劑活化步驟采用了一類鹵代烷烴和鹵代烯烴的單一活化溶劑或者是其 組合，其涉及到的活化溶劑為三氯甲烷、三氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯或四氯乙烯，活化溶 劑完全重復(fù)使用和/或循環(huán)使用。所述的浮選除雜是在溶劑活化時同步進(jìn)行的，因?yàn)樗x溶劑的重密度較大，當(dāng)靜 置分層時污泥中的細(xì)微纖維殘渣完全浮選于表面，有利于將其浮選去除。所述的干燥研磨篩分包括以下步驟(1)粉體干燥前添加了類別相同的鈣基中和劑，其為酸堿平衡等當(dāng)量的重碳酸鈣 粉體，使最終制備的粉體系統(tǒng)自發(fā)進(jìn)行酸堿平衡作用，最后顯中性微堿性質(zhì)；(2)干燥后的粉體應(yīng)該進(jìn)行充分研磨，使粉體再度細(xì)微化，因?yàn)樵谖勰囝A(yù)處理時已 經(jīng)進(jìn)行了一次粉碎篩分，又在浮選步驟去除了纖維殘渣，所以利于粉體的再度細(xì)微化；(3)篩分粒徑應(yīng)采用200-300目的標(biāo)準(zhǔn)篩，其平均粒徑可達(dá)到70_50 μ m,使粉體的 流動性、分散性、穩(wěn)定性、可噴灑性等指標(biāo)充分適應(yīng)于粉狀殺蟲劑的標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明提供的上述方法具有以下的用途本方法可與“造紙法煙草薄片廢水 固-液富集分離方法”(申請?zhí)?010100290 . 作為前提技術(shù)之一，以及與“從煙草薄片 廢水污泥中提取生物堿的方法”作為前提技術(shù)之二，三者一起構(gòu)成完整的技術(shù)鏈，旨在綜合 解決“煙草薄片廢水物化分離與污泥固體資源化利用”的所有技術(shù)問題，但又不限制各自單 獨(dú)使用。所述“造紙法煙草薄片廢水固-液富集分離方法”，該方法主要是將廢水中煙堿 等成份富集于固相予以分離，單級分離COD去除率可達(dá)到70-80%，處理水再行生化“強(qiáng)制 好氧法”或“厭氧-好氧法”處理回用或排放，而污泥固體可以再利用；其包括格柵攔渣、混 凝富集反應(yīng)、沉降、對上層清澈水進(jìn)行后續(xù)處理和污泥固體濃縮等步驟。所述“從煙草薄片廢水污泥中提取生物堿的方法”，該方法主要是先在卷煙生產(chǎn) 廢水處理后所形成的廢棄污泥中加入堿基活化和鈣基置換用劑進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)壓濾干燥 粉化成泥粉，然后采用溶劑與稀硫酸進(jìn)行抽提-洗脫循環(huán)工藝，獲得生物堿的硫酸鹽，作為 工業(yè)用途。若針對于前提技術(shù)產(chǎn)生的油泥，僅通過上述干燥研磨篩分步驟進(jìn)行處理，即獲得 具有生物堿活性的泥粉。在利用上述干燥研磨篩分步驟進(jìn)行處理時，先計算污泥預(yù)處理時投加氫氧化鈣的 堿基當(dāng)量，投加酸堿平衡等當(dāng)量的重碳酸鈣粉體，混合均勻，減壓干燥回收溶劑，對固體進(jìn) 行粉碎、研磨，然后過200-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到的是所述的活性泥粉。本發(fā)明與現(xiàn)行污泥處理外運(yùn)慪肥或填埋方式比較，主要有以下優(yōu)點(diǎn)1.由于污泥預(yù)處理添加了堿基活化與鈣基置換用劑，一方面活化作用開始進(jìn) 行，另一方面更多物質(zhì)轉(zhuǎn)移到固相，使固-液分離易于實(shí)現(xiàn)。抽濾后的濕泥固含量可達(dá) 25-35%，而原工藝按同樣抽濾固含量僅為15-18%，減小了濕泥總量。
2.溶劑活化前所進(jìn)行的干燥粉碎篩分過程，設(shè)定的篩分粒徑為100-200目，既考 慮到了活化時固-液兩相物質(zhì)分配的均勻性，又使粉碎篩分容易進(jìn)行。3.浮選除雜實(shí)際上于溶劑活化是同步進(jìn)行的，采用重密度大于水的溶劑使細(xì)小纖 維浮選較為徹底，分相非常明顯，利于今后泥粉的使用。4.油泥的后續(xù)處理對泥粉中的堿性物質(zhì)進(jìn)行了中和，使最終泥粉顯中性微堿，并 可按要求進(jìn)行調(diào)整，充分照顧了泥粉今后使用時的配伍性。5.本發(fā)明針對造紙法煙草薄片廢水污泥、卷煙生產(chǎn)廢水污泥、雪茄煙廢水污泥、煙 草制品廢水污泥進(jìn)行活化與再利用，其適用范圍較廣。6.本發(fā)明采用的是堿基活化與鈣基置換原理，不象鈉基和鉀基活化使生物堿散失 較多，活化后的粉體便于保存，生物堿具有緩慢可釋放性質(zhì)。總之，本發(fā)明容易實(shí)施，所制備的活性粉體含有一定量的可游離煙堿類生物堿成 份，具有實(shí)用的生物堿活性，生物堿具有緩慢可釋放性質(zhì)，便于保存，適用于和其它藥劑混 配成粉狀殺蟲劑使用，或者作為粉狀殺蟲劑的添加劑和載負(fù)劑。該法可對煙草薄片廢水污 泥、卷煙廢水污泥、雪茄煙廢水污泥、煙草制品廢水污泥進(jìn)行活化與再利用，其適用范圍較
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公布的煙草廢水污泥活化及其再利用方法，在其用于煙草薄片、卷煙、雪茄 煙和煙草制品等生產(chǎn)廢水污泥的活化與粉體制備時，采用一個通行制備工藝，工藝起始點(diǎn) 為污水處理站的污泥池，具體處理包括以下四個步驟(1)污泥預(yù)處理在污泥池中，按干泥重投加5-10%，過200目標(biāo)準(zhǔn)篩的氫氧化鈣 粉體，充分混合后進(jìn)行壓濾、干燥、粉碎、篩分，獲得100-200目的預(yù)處理泥粉。(2)溶劑活化按泥粉干重溶劑重=1 1. 5-2. O(WtzVt)的配料比，將物料投 加到活化釜中，在室溫下攪拌浸漬活化30-40min?；罨叄o置分層Hhr，獲得了上層為 纖維浮渣，下層為泥粉固體，中間為溶劑相煙浸膏的多相體系。(3)浮選除雜吸取上層纖維浮渣，選用3-5 μ m規(guī)格濾袋進(jìn)行過濾，剩余相混合物 進(jìn)行固-液分離，合并袋濾后的溶劑相和固-液分離后的溶劑相直接循使用于下一次溶劑 活化過程。袋濾后的纖維殘渣留作它用，獲得了去除纖維雜質(zhì)后的活性油泥。(4)干燥研磨篩分按油泥重10-20%的重量比加入200-300目的重碳酸鈣粉體， 混合均勻，進(jìn)入干燥設(shè)備進(jìn)行溶劑回收，回收的溶劑進(jìn)行循環(huán)利用。最后，對干燥固體進(jìn)行 粉碎、研磨，過200-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，即可獲得具有一定生物堿活性的泥粉。本發(fā)明對于工藝起始點(diǎn)為污水處理站均質(zhì)池的情況，推薦采用全程處理工藝，以 提高污泥的綜合利用價值。全程處理工藝如前述，再度描述如下均質(zhì)池廢水一格柵攔渣一混凝富集一沉降一污泥壓濾一干燥粉化一溶劑抽提一 離心分離一中和調(diào)配一干燥研磨篩分一活性泥粉。對于上述最后一個步驟，本發(fā)明進(jìn)一步作出說明計算污泥預(yù)處理時投加氫氧化 鈣的堿基當(dāng)量，投加酸堿平衡等當(dāng)量的重碳酸鈣粉體，混合均勻，減壓干燥回收溶劑，對固 體進(jìn)行粉碎、研磨，過200-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，即為具有一定生物堿活性的泥粉。下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。由卷煙生產(chǎn)廠污水處理站均質(zhì)池廢水經(jīng)全程工藝流程處理，獲得具有一定生物堿 活性的泥粉。分別采用5種指示劑定性檢測粉體的表觀生物堿游離(A項值)情況，定性評 價粉體表觀生物堿活性。采用“水浸-紫外分光光度法”定量檢測粉體水浸時的生物堿(B 項值)釋放量，用以評價粉體的生物堿可釋性。取武漢淡雅香科技發(fā)展股份有限公司綜合廢水50kg，廢水由武漢市漢陽區(qū)環(huán)境監(jiān) 測站送樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行活性泥粉制備。具體操作如下首先，按“造紙法煙草薄片廢水固-液富集分離方法”(專利申請?zhí)?010100290 . X)對廢水進(jìn)行固-液富集分離，獲得濕泥約1500g。流程為廢水50kg—過50目標(biāo)準(zhǔn)篩一 混凝沉降一污泥抽濾一獲得水相濕泥1500g。該方法主要是將廢水中煙堿等成份富集于 固相予以分離，單級分離COD去除率可達(dá)到70-80%，處理水再行生化“強(qiáng)制好氧法”或“厭 氧-好氧法”處理回用或排放，而污泥固體可以再利用；其包括格柵攔渣、混凝富集反應(yīng)、沉 降、對上層清澈水進(jìn)行后續(xù)處理和污泥固體濃縮等步驟。然后，按“從煙草薄片廢水污泥中提取生物堿的方法”處理在污泥中將生物堿提 取出來，之后獲得剩余油泥約850g。流程為水相濕泥一干燥粉化一溶劑抽提一離心分離 —獲得油相濕泥850g。最后，按本發(fā)明“煙草廢水污泥活化及其再利用方法”之后續(xù)過程進(jìn)行中和調(diào)配、 烘干、粉碎、研磨、篩分，制備成活性泥粉約500g。流程為油相濕泥一中和調(diào)配一干燥研磨 篩分一活性泥粉。上述本發(fā)明的流程，按污泥經(jīng)過的完整工藝路線，串聯(lián)如下廢水50kg —過50目 標(biāo)準(zhǔn)篩一混凝沉降一污泥抽濾一干燥粉化一溶劑抽提一離心分離一中和調(diào)配一干燥研磨 篩分一活性泥粉500g?；钚阅喾鄣氖章?，按該卷煙生產(chǎn)廠所排放的廢水量進(jìn)行計算，收率為1 %，泥粉活 性的定性與定量檢測結(jié)果以及綜合評價結(jié)論見表1和表2。表中各項說明如下(1)表中序號1-3為空白比對樣，4-5為標(biāo)準(zhǔn)物參照樣，6-7為實(shí)驗(yàn)室制備未經(jīng)活化 泥粉，8-9為實(shí)驗(yàn)室制備活性泥粉；(2)所用硅藻土為AR級，所用煙堿為40%硫酸煙堿，純度為95%，購于德國Sigma 公司，為試劑級。從表1和表2可以看出未經(jīng)活化的泥粉其表觀游離生物堿測定顯陰性反應(yīng)，而經(jīng) 過活化的泥粉則呈明顯陽性反應(yīng)。再經(jīng)泥粉水浸Mhr，測定生物堿浸出量，未經(jīng)活化的泥粉 不可測出，說明為零，而經(jīng)過活化的泥粉則為6. 43%。，說明其具備一定的生物堿可釋放量， 可用于粉狀殺蟲劑的調(diào)配或者作為其添加劑和載負(fù)劑使用。實(shí)施例2 取湖北新業(yè)煙草薄片開發(fā)有限公司污水處理站污泥濃縮池的污泥證8，污泥由武 漢格林環(huán)保設(shè)施運(yùn)營有限公司送樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行污泥預(yù)處理與活性泥粉制備。泥粉的檢 測按實(shí)施例1同樣方法，分別采用5種指示劑定性檢測粉體的表觀生物堿游離(A項值)情 況，定性評價粉體表觀生物堿活性。采用“水浸-紫外分光光度法”定量檢測粉體水浸時的 生物堿(B項值)釋放量，用以評價粉體的生物堿可釋性。該實(shí)施例2的5kg污泥，制備時全部流程為污泥5kg —投加預(yù)處理劑一凝聚濃縮—污泥抽濾一干燥粉碎篩分一溶劑活化一離心分離一中和調(diào)配一干燥研磨篩分一活性泥 粉 500g。各步驟具體工藝條件為投加預(yù)處理劑——測定濕泥干固含量，按污泥干重8%投加氫氧化鈣粉體；凝聚濃縮——攪拌反應(yīng)20min，靜置沉降30min，潷除上層清水；污泥抽濾——采用實(shí)驗(yàn)室水循環(huán)式真空泵，以布式漏斗抽濾；干燥粉碎篩分——在80-90°C下烘干，用實(shí)驗(yàn)室粉碎機(jī)粉碎，過100-200目標(biāo)準(zhǔn) 篩；溶劑活化——按泥粉重溶劑重=1 2加入溶劑攪拌活化30min，溶劑選用鹵代
烷烴類；離心分離——采用實(shí)驗(yàn)室低速離心機(jī)，離心條件3000rpmX IOmin ；中和調(diào)配——漥除上層溶劑，按油泥重15%加入重碳酸鈣粉體，調(diào)配均勻；干燥研磨篩分——室外晾干》ir，以實(shí)驗(yàn)室球磨機(jī)研磨，再過200目標(biāo)準(zhǔn)篩即成。實(shí)施例2最終獲得活性泥粉約500g，按該煙草薄片廠污水處理站污泥池所取污泥 量進(jìn)行計算，活性泥粉對污泥池所取污泥量的產(chǎn)率為10%，泥粉活性的定性與定量檢測結(jié) 果以及綜合評價結(jié)論見表3和表4。表中各項說明如下(1)表中序號1-3為空白比對樣，4-5為標(biāo)準(zhǔn)物參照樣，6_7為實(shí)驗(yàn)室制備未經(jīng)活化 泥粉，8-9為實(shí)驗(yàn)室制備活性泥粉；(2)所用硅藻土為AR級，所用煙堿為40%硫酸煙堿，純度為95%，購于德國Sigma 公司，為試劑級。從表3和表4可以看出，實(shí)施例2與實(shí)施例1有相似的測定結(jié)果。由表4得出的結(jié)論為未經(jīng)活化的泥粉其表觀游離生物堿測定顯陰性反應(yīng)，而經(jīng) 過活化的泥粉則呈明顯陽性反應(yīng)，A項值為+7。再經(jīng)泥粉水浸24hr，測定生物堿浸出量，未 經(jīng)活化的泥粉為不可測出，說明為零，而經(jīng)過活化的泥粉則為4. 13%。，雖比實(shí)施例1為低， 但仍然具有一定的生物堿可釋放量，也可用于粉狀殺蟲劑的調(diào)配或者作為其添加劑和載負(fù) 劑使用，只是其用量會稍大一些。下面介紹實(shí)施例所述“從煙草薄片廢水污泥中提取生物堿的方法”的主要技術(shù)內(nèi)容。所述“從煙草薄片廢水污泥中提取生物堿的方法”，該方法主要是先在卷煙生產(chǎn) 廢水處理后所形成的廢棄污泥中加入堿基活化和鈣基置換用劑進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)壓濾干燥 粉化成泥粉，然后采用溶劑與稀硫酸進(jìn)行抽提-洗脫循環(huán)工藝，獲得生物堿的硫酸鹽，作為 工業(yè)用途。所述生物堿的形態(tài)為煙草中生物堿的硫酸鹽，其主要成份為硫酸煙堿，其余組份 均為煙堿類同系物和衍生物。該方法從兩種不同的卷煙生產(chǎn)廢水處理工藝所形成的廢棄污泥中提取生物堿， 第一種為污泥I，該污泥是以發(fā)明專利申請?zhí)枮?01010(^9028. X、發(fā)明名稱為“造紙法煙 草薄片廢水固-液富集分離方法”處理廢水所形成的污泥固體，其提取率為該污泥干重的 1.5-3% ；第二種為污泥II，該污泥是以常規(guī)物化-生化法處理廢水所形成的污泥固體，該 污泥需要進(jìn)行污泥預(yù)的處理，之后再行提取生物堿，其提取率為該污泥干重的0. 8-2%。
所述污泥I可以采用下述三個提取步驟(1)濕泥干燥粉化將濕泥于80-90°C干燥，然后粉碎至100-200目的泥粉。(2)溶劑抽提(正萃取)按泥粉重溶劑重=1 1. 2-1. 5的比例配料，將物料 投加到抽提釜中，于60-80°C下攪拌抽提90-120min ；抽提畢，進(jìn)行固_液分離，固相污泥經(jīng) 蒸餾回收溶劑用于循環(huán)抽提，干泥留作再利用，分離獲得的溶劑液相為油相煙草浸膏。在上述溶劑抽提過程中使用的是一種脫芳烴溶劑，采用完全循環(huán)利用方式，該 脫芳烴溶劑為單一的碳-氫化合物，碳數(shù)分布為C9-12，初沸程為141-150°C，終沸程為 151-160°C，重密度為0. 75-0. 80g/cm3。推薦使用?？松梨诨さ娜蚬?yīng)產(chǎn)品Exxsol D30、Exxsol D40、Exxsol D60 和 Exxsol D80 的其中之一或其組合。在上述溶劑抽提過程中，由于固-液兩相生物堿類物質(zhì)的分配平衡關(guān)系，生成了 一種含有游離生物堿活性物的油性泥粉，提高了污泥固體進(jìn)行后續(xù)再度利用的價值。(3)稀酸洗脫(反萃取)按油相煙草浸膏重稀硫酸液重=1 0. 5-1. 0的比 例配料，將物料投加到洗脫釜中，于室溫條件下攪拌洗脫30-60min ；洗脫后，進(jìn)行液_液分 離，油相液經(jīng)蒸餾回收溶劑用于循環(huán)抽提，少量干渣留作再利用，分離獲得的水相液為生物 堿硫酸鹽和剩余硫酸溶液，該硫酸溶液用于下次循環(huán)的累積洗脫液，直到游離硫酸被生物 堿中和至設(shè)定的濃度后，即獲得富集濃縮的生物堿硫酸鹽提取物。在上述稀酸洗脫過程中使用的是以重量百分比為10-25% WH2SO4溶液作為累積 洗脫液，累積洗脫過程中，測定稀酸洗脫液中游離硫酸的含量< 1 %時，更換新的稀硫酸洗 脫液。在上述稀酸洗脫過程中，油相液體蒸餾后獲得部分干渣，為去生物堿的油相提取 物，可再度進(jìn)行分離純化和繼續(xù)利用。該方法對于污泥II，提取之前采用了一種污泥預(yù)處理步驟，使這種污泥的提取率 提高到價值實(shí)用水平，而接下來的提取步驟與上述的污泥I提取步驟相同。所述污泥II預(yù)處理可以采用下述步驟(1)首先取樣測定污泥池所含干泥重量，不使用包括聚丙烯酰胺在內(nèi)的高分子絮 凝劑進(jìn)行污泥濃縮，改用堿基化與鈣基化用劑進(jìn)行污泥的預(yù)處理；(2)按所測干泥重量投加15-20%的過200目標(biāo)準(zhǔn)篩的Ca(OH)2粉體，或者投加 10-15%的過200目標(biāo)準(zhǔn)篩的CaO粉體，混合均勻后隔夜進(jìn)行壓濾。對于污泥I，已經(jīng)含有本提取方法所需的堿基化與鈣基化用劑；對于污泥II，在 其預(yù)處理步驟中添加了本提取方法所需的堿基化與鈣基化用劑，為后續(xù)提取打下了物質(zhì)基 石出。上述“從煙草薄片廢水污泥中提取生物堿的方法”，本申請人也申請了發(fā)明專利。附表表1從均質(zhì)池廢水起始制備的活性泥粉(實(shí)施例1)生物堿活性測定結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種煙草廢水污泥活化及其再利用方法，其特征在于利用卷煙生產(chǎn)單位污水處理 站污泥池的廢棄污泥，首先通過添加堿基活化與鈣基置換用劑進(jìn)行混合、壓濾、干燥、粉碎、 篩分成為100-200目的泥粉；然后進(jìn)行溶劑活化、浮選除雜、油泥中和；最后進(jìn)行干燥、研 磨、篩分得到200-300目的活性粉體；由于其處理過程促使煙堿類生物堿在固-液兩相間重 新分配，因此獲得的活性泥粉是具有生物堿活性的粉體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于活性泥粉具有煙堿類生物堿活性，且煙堿類 生物堿的游離釋放性質(zhì)呈緩釋性，該活性泥粉適用于和其它藥劑混配成粉狀殺蟲劑使用， 或者作為粉狀殺蟲劑的添加劑和載負(fù)劑。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法的步驟包括(1)污泥預(yù)處理起始于污水處理站的污泥池，按污泥干重投加5-10%和過200目標(biāo)準(zhǔn) 篩的氫氧化鈣粉體，混合均勻后進(jìn)行壓濾、干燥、粉碎、篩分成為100-200目的泥粉；(2)溶劑活化按泥粉干重溶劑重=1:1.5-2. 0的配比配料，將物料投加到活化釜中， 于室溫條件下攪拌浸漬活化30-40min ；活化畢，靜置分層Hhr,分別獲得上層為纖維浮 渣，下層為泥粉固體，中間為溶劑相煙浸膏的多相體系；(3)浮選除雜選用3-5μ m規(guī)格濾袋，吸取上層纖維浮渣進(jìn)行袋濾，剩余相混合物進(jìn)行 固-液分離，合并袋濾后的溶劑相和固-液分離后的溶劑相直接循環(huán)使用于下一次溶劑活 化過程；袋濾后的纖維殘渣留作它用，獲得了去除纖維雜質(zhì)后的活性油泥；(4)干燥研磨篩分按活性油泥重10-20%的重量比加入200-300目的重碳酸鈣粉體， 混合均勻，進(jìn)入干燥設(shè)備進(jìn)行溶劑回收，得到干燥固體，而回收的溶劑返回到溶劑活化步驟 進(jìn)行循環(huán)使用；同時將干燥固體粉碎、研磨，過200-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，即獲得具有生物堿活性 的泥粉。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的污泥預(yù)處理步驟中，采用的堿基活化 與鈣基置換用劑為氫氧化鈣粉體，不選用鈉基(NaOH)和鉀基(KOH)活化法，以保持其緩釋 性和長效性；其氫氧化鈣用量是以干泥生物堿測定含量的統(tǒng)計值0. 5-2%為依據(jù)而設(shè)定的， 篩選出合理的重量用量范圍為5-10%。
5.如權(quán)利要求3所述的方法.其特征在于所述的溶劑活化步驟采用了一類鹵代烷烴和 鹵代烯烴的單一活化溶劑或者是其組合，涉及到的活化溶劑為三氯甲烷、三氯乙烷、四氯化 碳、三氯乙烯或四氯乙烯，活化溶劑完全重復(fù)使用和/或循環(huán)使用。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的浮選除雜是在溶劑活化時同步進(jìn)行 的，因?yàn)樗x溶劑的重密度較大，當(dāng)靜置分層時污泥中的細(xì)微纖維殘渣完全浮選于表面，有 利于將其浮選去除。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的干燥研磨篩分包括以下步驟(1)油泥干燥前添加了類別相同的鈣基中和劑，其為酸堿平衡等當(dāng)量的重碳酸鈣粉體， 使最終制備的粉體系統(tǒng)自發(fā)進(jìn)行酸堿平衡作用，最后顯中性微堿性質(zhì)；(2)將干燥后的粉體給予充分研磨，使粉體再度細(xì)微化，因?yàn)樵谖勰囝A(yù)處理時已經(jīng)進(jìn)行 了一次粉碎篩分，又在浮選步驟去除了纖維殘渣，所以利于粉體的再度細(xì)微化；(3)篩分粒徑采用200-300目的標(biāo)準(zhǔn)篩，其平均粒徑可達(dá)到70-50μ m，使粉體的流動 性、分散性、穩(wěn)定性、可噴灑性等指標(biāo)充分適應(yīng)于粉狀殺蟲劑的標(biāo)準(zhǔn)。
8.權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述方法的用途，其特征是該方法與發(fā)明專利申請?zhí)?010100290 . X公布的“造紙法煙草薄片廢水固_液富集分離方法”作為前提技術(shù)之 一，以及與“煙草廢水污泥提取生物堿的方法”作為前提技術(shù)之二，三者一起構(gòu)成完整的技 術(shù)鏈，旨在綜合解決“煙草薄片廢水物化分離與污泥固體資源化利用”的所有技術(shù)問題，但 又不限制其各自的單獨(dú)使用；所述“煙草廢水污泥提取生物堿的方法”，其方法是先在卷煙生產(chǎn)廢水處理后所形成 的廢棄污泥中加入堿基活化和鈣基置換用劑進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)壓濾干燥粉化成泥粉，然后 采用溶劑與稀硫酸進(jìn)行抽提-洗脫循環(huán)萃取，獲得生物堿的硫酸鹽，作為工業(yè)用途。
9.如權(quán)利要求8所述的用途，其特征是若針對前提技術(shù)產(chǎn)生的油泥進(jìn)行活化與再利 用，僅通過權(quán)利要求書4所述步驟(4)進(jìn)行處理，即獲得具有生物堿活性的泥粉。
10.如權(quán)利要求9所述的用途，其特征是進(jìn)行處理時，先計算污泥預(yù)處理時投加氫氧化 鈣的堿基當(dāng)量，投加酸堿平衡等當(dāng)量的重碳酸鈣粉體，混合均勻，減壓干燥回收溶劑，對固 體進(jìn)行粉碎、研磨，然后過200-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到的是所述的活性泥粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及煙草廢水污泥活化及其再利用方法，該方法是利用卷煙生產(chǎn)單位污水處理站污泥池的廢棄污泥，先通過添加堿基活化與鈣基置換用劑進(jìn)行混合、壓濾、干燥、粉碎、篩分成為100-200目的泥粉；再進(jìn)行溶劑活化、浮選除雜、油泥中和；最后進(jìn)行干燥、研磨、篩分得到200-300目的活性粉體；由于處理過程促使煙堿類生物堿在固-液兩相間重新分配，因此獲得的泥粉具有實(shí)用的生物堿活性，適用于和其它藥劑混配成粉狀殺蟲劑使用，或者作為粉狀殺蟲劑的添加劑和載負(fù)劑。本方法可對煙草薄片廢水污泥、卷煙廢水污泥、雪茄煙廢水污泥、煙草制品廢水污泥進(jìn)行活化與再利用，活化后的粉體便于保存，生物堿具有緩慢可釋放性質(zhì)，其適用范圍較廣。
文檔編號C02F11/00GK102070285SQ201010562368
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者萬超, 劉志昌, 吳四和, 姚元軍, 王云祥, 王鳳蘭, 胡麗軍 申請人:武漢淡雅香科技發(fā)展股份有限公司