專利名稱：檸檬酸色譜提取法廢液的處理和再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及檸檬酸色譜提取法所產(chǎn)生廢液的處理和再利用方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的檸檬酸提取方法主要為鈣鹽沉淀法，采用該提取工藝生產(chǎn)檸檬酸會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水和廢渣，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。近年來，在長(zhǎng)期工業(yè)污染防治過程中出現(xiàn)的清潔生產(chǎn)，已被世界上許多國(guó)家的實(shí)踐證實(shí)為環(huán)境友好且有利于可持續(xù)發(fā)展的最有效手段。檸檬酸色譜提取法作為一種清潔生產(chǎn)法，以其硫酸消耗低、產(chǎn)生廢氣少、不產(chǎn)生硫酸鈣廢渣等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到檸檬酸制造行業(yè)的青睞。然而，在色譜法提取檸檬酸的生產(chǎn)過 程中會(huì)產(chǎn)生大量廢液，廢液中含有檸檬酸、蛋白質(zhì)、葡萄糖及其它糖類、脂肪、氨氮、有機(jī)酸、發(fā)酵菌體分泌酶、發(fā)酵殘留物等，其有機(jī)物濃度高、成分復(fù)雜、酸性強(qiáng)、處理難度大。目前，國(guó)內(nèi)檸檬酸色譜提取法廢液主要進(jìn)行傳統(tǒng)的去污水處理，包括生物處理法，如厭氧生物法、活性污泥法、生物膜法等。該方法雖然處理效果較好，但投資大，成本高，且最終處理液不能回收和循環(huán)再利用；此外，已見報(bào)道的檸檬酸色譜提取法廢液的處理方法還有光合細(xì)菌法、乳狀液膜法等，但均由于處理效率低、成本高、操作工藝繁瑣而無法大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，開發(fā)一種高效率、低成本、可循環(huán)的檸檬酸色譜提取法廢液的處理方法，以期達(dá)到預(yù)防污染和提高經(jīng)濟(jì)效益的雙重目的，具有極為重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有檸檬酸色譜提取法廢液的處理方法存在的上述缺陷，本申請(qǐng)人經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種高效率、低成本、可循環(huán)的檸檬酸工業(yè)色譜廢液的處理和再利用方法，達(dá)到了預(yù)防污染和提高經(jīng)濟(jì)效益的雙重目的。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種檸檬酸色譜提取法廢液的處理方法，包括以下步驟
(I)一級(jí)吸附在所述廢液中加入由凹凸棒土、酸改性凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土、鈉離子改性沸石粉以及有機(jī)改性沸石粉組成的復(fù)合吸附劑，于60 65°C攪拌吸附O. 5
2.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為50 180rpm，最后靜置沉降O. 5 10h，沉降完畢，得到的上清液為一級(jí)吸附清液，其中
凹凸棒土的質(zhì)量濃度為30 100g/L，
酸改性凹凸棒土的質(zhì)量濃度為10 50g/L，
沸石粉的質(zhì)量濃度為30 100g/L，
膨潤(rùn)土的質(zhì)量濃度為10 50g/L，
鈉離子改性沸石粉的質(zhì)量濃度為5 20g/L，
有機(jī)改性沸石粉的質(zhì)量濃度為5 20g/L ；(2)二級(jí)吸附在步驟(I)所得一級(jí)吸附清液中再次加入上述復(fù)合吸附劑，按照步驟(I)所述方法再次進(jìn)行攪拌吸附以及沉降處理，得到的上清液為二級(jí)吸附清液，即為所述廢液的最終處理液。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為
步驟(I)和步驟(2)所述復(fù)合吸附劑重復(fù)利用2 5次。本發(fā)明還提供了一種檸檬酸色譜提取法廢液的再利用方法，將所得二級(jí)吸附清液直接用于發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸中的原料漿液調(diào)制工序，將其與發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的原料混合并攪拌均勻，制成原料漿液。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為
所述發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的原料選自玉米粉、木薯粉、小麥淀粉、紅薯粉中的一種。
·
所述二級(jí)吸附清液的加入量以所述發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的原料在所述原料漿液中的質(zhì)量濃度達(dá)到200 320 g/L為準(zhǔn)。本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果
本發(fā)明針對(duì)檸檬酸色譜提取法產(chǎn)生的廢液，將凹凸棒土、酸改性凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土、鈉離子改性沸石粉以及有機(jī)改性沸石粉按一定比例配比制成復(fù)合吸附劑，并作為吸附介質(zhì)直接投料于上述廢液中進(jìn)行吸附處理；凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土是一類架狀構(gòu)造的硅酸鹽非金屬礦物，其基本結(jié)構(gòu)是由許多硅氧四面體通過氧橋聯(lián)接而成的特殊孔道體系，具有優(yōu)越的吸附脫色能力，其中，凹凸棒土和酸改性凹凸棒土主要吸附有機(jī)酸，沸石粉、鈉離子改性和有機(jī)改性沸石粉以及膨潤(rùn)土主要吸附氨氮和蛋白類，三者對(duì)糖類均有一定的吸附作用。一方面，復(fù)合使用上述吸附劑，可有效去除上述廢液中的糖、有機(jī)酸、氨氮等，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明處理方法對(duì)有機(jī)酸、總糖、總氮的去除率分別可達(dá)95%、28%,42%,與處理前相比，處理后的吸附清液透光率顯著增加，酸度下降，且該方法操作工藝簡(jiǎn)單、投資小、效率高，吸附劑可重復(fù)利用，有利于節(jié)約能源，降低水處理成本；另一方面，經(jīng)本發(fā)明方法處理的吸附清液中還含有適量的總糖和總氮，可作為檸檬酸發(fā)酵過程中霉菌(如黑曲霉菌)菌絲體生長(zhǎng)用的碳源和氮源，從而應(yīng)用于發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸工業(yè)中的原料調(diào)漿工序，實(shí)現(xiàn)了檸檬酸工業(yè)色譜廢液的回收和再利用，節(jié)約了水資源，極大地降低了生產(chǎn)成本。綜上所述，本發(fā)明提供了一種高效率、低成本、可循環(huán)的檸檬酸色譜提取法廢液的處理和再利用方法，達(dá)到了預(yù)防污染和提高經(jīng)濟(jì)效益的雙重目的。


圖I為本發(fā)明中所述廢液之處理設(shè)備的示意圖。圖2為色譜提取法生產(chǎn)檸檬酸的過程以及現(xiàn)有技術(shù)中色譜廢液的處理示意圖。圖3為色譜提取法生產(chǎn)檸檬酸的過程以及本發(fā)明色譜廢液的處理和再利用示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。如圖I所示，來自檸檬酸生產(chǎn)車間的待處理色譜廢液進(jìn)入廢液緩沖槽1，
在其中短暫停留和緩沖后，通入裝有攪拌器7的一級(jí)吸附槽2中，在不斷攪拌的條件下與加入一級(jí)吸附槽2中的復(fù)合吸附劑進(jìn)行吸附反應(yīng)；吸附結(jié)束，將一級(jí)吸附槽2中經(jīng)過吸附反應(yīng)的色譜廢液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入一級(jí)沉降槽3中進(jìn)行靜置沉降；沉降結(jié)束，將一級(jí)沉降槽3中的一級(jí)吸附清液通入裝有攪拌器7的二級(jí)吸附槽4中，在不斷攪拌的條件下與加入二級(jí)吸附槽4中的復(fù)合吸附劑進(jìn)行吸附反應(yīng)；吸附結(jié)束，將二級(jí)吸附槽4中經(jīng)過吸附反應(yīng)的一級(jí)吸附清液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入二級(jí)沉降槽5中進(jìn)行靜置沉降；沉降結(jié)束，將二級(jí)沉降槽5中的二級(jí)吸附清液通入吸附清液槽6中保存，得到所述廢液的最終處理液。將所得二級(jí)吸附清液直接用于發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸中的原料漿液調(diào)制工序，同時(shí)，將二級(jí)沉降槽5中沉降的二級(jí)吸附劑泥漿通入一級(jí)吸附槽2中進(jìn)行再利用。上述廢液處理設(shè)備中液體的流動(dòng)是以泵抽吸的方式來實(shí)現(xiàn)的。如圖2和圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)中檸檬酸色譜提取法產(chǎn)生的色譜廢液直接進(jìn)行 傳統(tǒng)的去污水處理(如厭氧生物法、活性污泥法、生物膜法、光合細(xì)菌法等)，處理后的廢液不可回收和再利用；本發(fā)明利用復(fù)合吸附劑對(duì)檸檬酸色譜法提取廢液進(jìn)行吸附處理，處理后的廢液可直接用于發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸中的原料調(diào)漿工序，實(shí)現(xiàn)了檸檬酸工業(yè)色譜廢液的回用，節(jié)約了水資源，降低了生產(chǎn)成本。實(shí)施例I
檸檬酸工業(yè)色譜廢液的處理方法
(1)預(yù)處理來自檸檬酸色譜法生產(chǎn)車間的待處理廢液進(jìn)入廢液緩沖槽1，在其中短暫停留和緩沖后，通入裝有攪拌器7的一級(jí)吸附槽2中；
(2)—級(jí)吸附在一級(jí)吸附槽2內(nèi)的上述廢液中加入由凹凸棒土、酸改性凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土、離子改性沸石粉以及有機(jī)改性沸石粉組成的復(fù)合吸附劑，于60°C進(jìn)行攪拌吸附O. 5 h,攪拌轉(zhuǎn)速為50rpm,其中，凹凸棒土的質(zhì)量濃度為30 g/L、酸改性凹凸棒土的質(zhì)量濃度為50 g/L、沸石粉的質(zhì)量濃度為30 g/L、膨潤(rùn)土的質(zhì)量濃度為50 g/L、鈉離子改性沸石粉的質(zhì)量濃度為5 g/L、有機(jī)改性沸石粉的質(zhì)量濃度為20 g/L ;吸附結(jié)束，將一級(jí)吸附槽2中經(jīng)過上述吸附反應(yīng)的廢液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入一級(jí)沉降槽3中進(jìn)行靜置沉降，沉降時(shí)間為10h，沉降完畢，得到的上清液為一級(jí)吸附清液；
(3)二級(jí)吸附將一級(jí)吸附清液通入裝有攪拌器7的二級(jí)吸附槽4中，在一級(jí)吸附清液中再加入上述復(fù)合吸附劑，于60°C進(jìn)行攪拌吸附O. 5 h，攪拌轉(zhuǎn)速為50 rpm;吸附結(jié)束，將二級(jí)吸附槽4中經(jīng)過上述吸附反應(yīng)的一級(jí)吸附清液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入二級(jí)沉降槽5中進(jìn)行靜置沉降，沉降時(shí)間為O. 5 h，沉降完畢，得到的上清液為二級(jí)吸附清液，即為所述廢液的最終處理液，將二級(jí)沉降槽5中的二級(jí)吸附清液通入吸附清液槽6中保存，同時(shí)，將二級(jí)沉降槽5中沉降的復(fù)合吸附劑泥漿通入一級(jí)吸附槽2中進(jìn)行再利用。上述廢液處理設(shè)備中液體的流動(dòng)是以泵抽吸的方式來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例2
檸檬酸工業(yè)色譜廢液的處理方法
(1)預(yù)處理來自檸檬酸生產(chǎn)車間的待處理色譜廢液進(jìn)入廢液緩沖槽1，在其中短暫停留和緩沖后，通入裝有攪拌器7的一級(jí)吸附槽2中；
(2)一級(jí)吸附在I級(jí)吸附槽2內(nèi)的上述廢液中加入由凹凸棒土、酸改性凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土、離子改性沸石粉以及有機(jī)改性沸石粉組成的復(fù)合吸附劑，于63°C進(jìn)行攪拌吸附I. 5 h,攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm,其中，凹凸棒土的質(zhì)量濃度為65 g/L、酸改性凹凸棒土的質(zhì)量濃度為30 g/L、沸石粉的質(zhì)量濃度為65 g/L、膨潤(rùn)土的質(zhì)量為30 g/L、離子改性沸石粉的質(zhì)量濃度為12 g/L、有機(jī)改性沸石粉的質(zhì)量濃度為12 g/L ;吸附結(jié)束，將一級(jí)吸附槽2中經(jīng)過上述吸附反應(yīng)的廢液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入一級(jí)沉降槽3中進(jìn)行靜置沉降，沉降時(shí)間為5. 5 h，沉降完畢，得到的上清液為一級(jí)吸附清液；
(3)二級(jí)吸附將一級(jí)吸附清液通入裝有攪拌器7的二級(jí)吸附槽4中，在一級(jí)吸附清液中再次加入上述復(fù)合吸附劑，于63°C進(jìn)行攪拌吸附I. 5 h，攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm ;吸附結(jié)束，將二級(jí)吸附槽4中經(jīng)過上述吸附反應(yīng)的一級(jí)吸附清液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入二級(jí)沉降槽5中進(jìn)行靜置沉降，沉降時(shí)間為5. 5 h，沉降完畢，得到的上清液為二級(jí)吸附清液，即為所述廢液的最終處理液；將二級(jí)沉降槽5中的二級(jí)吸附清液通入吸附清液槽6中保存，同時(shí)，將二級(jí)沉降槽5中沉降的復(fù)合吸附劑泥漿通入一級(jí)吸附槽2中進(jìn)行再利用。上述廢液處理設(shè)備中液體的流動(dòng)是以泵抽吸的方式來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例3
(1)預(yù)處理來自檸檬酸生產(chǎn)車間的待處理色譜廢液進(jìn)入廢液緩沖槽1，在其中短暫停留和緩沖后，通入裝有攪拌器7的一級(jí)吸附槽2中；
(2)—級(jí)吸附在一級(jí)吸附槽2內(nèi)的上述廢液中加入由凹凸棒土、酸改性凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土、離子改性沸石粉以及有機(jī)改性沸石粉組成的復(fù)合吸附劑，于65°C進(jìn)行攪拌吸附2. 5h,攪拌轉(zhuǎn)速為180rpm,其中，凹凸棒土的質(zhì)量濃度為100 g/L、酸改性凹凸棒土的質(zhì)量濃度為10 g/L、沸石粉的質(zhì)量濃度為100 g/L、膨潤(rùn)土的質(zhì)量為10 g/L、鈉離子改性沸石粉的質(zhì)量濃度為20 g/L、有機(jī)改性沸石粉的質(zhì)量濃度為5 g/L;吸附結(jié)束，將一級(jí)吸附槽2中經(jīng)過上述吸附反應(yīng)的廢液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入一級(jí)沉降槽3中進(jìn)行靜置沉降，沉降時(shí)間為O. 5h，沉降完畢，得到的上清液為一級(jí)吸附清液；
(3)二級(jí)吸附將一級(jí)吸附清液通入裝有攪拌器7的二級(jí)吸附槽4中，在一級(jí)吸附清液中再次加入上述復(fù)合吸附劑，并進(jìn)行攪拌吸附2. 5h，攪拌轉(zhuǎn)速為ISOrpm ;吸附結(jié)束，將二級(jí)吸附槽4中經(jīng)過上述吸附反應(yīng)的一級(jí)吸附清液以及復(fù)合吸附劑的混懸液通入二級(jí)沉降槽5中進(jìn)行靜置沉降，沉降時(shí)間為O. 5h，沉降完畢，得到的上清液為二級(jí)吸附清液，即為所述廢液的最終處理液；將二級(jí)沉降槽5中的二級(jí)吸附清液通入吸附清液槽中保存，同時(shí)，將二級(jí)沉降槽5中沉降的復(fù)合吸附劑泥漿通入一級(jí)吸附槽2中進(jìn)行再利用。上述廢液處理設(shè)備中液體的流動(dòng)是以泵抽吸的方式來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例I 實(shí)施例3檸檬酸色譜提取法廢液處理前后各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果參見表
Io表I
權(quán)利要求
1.一種檸檬酸色譜提取法廢液的處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)一級(jí)吸附在所述廢液中加入由凹凸棒土、酸改性凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土、鈉離子改性沸石粉以及有機(jī)改性沸石粉組成的復(fù)合吸附劑，于60 65°C攪拌吸附O. 5 2.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為50 180rpm，最后靜置沉降O. 5 10h，沉降完畢，得到的上清液為一級(jí)吸附清液，其中 凹凸棒土的質(zhì)量濃度為30 100g/L，酸改性凹凸棒土的質(zhì)量濃度為10 50g/L， 沸石粉的質(zhì)量濃度為30 100g/L， 膨潤(rùn)土的質(zhì)量濃度為10 50g/L，鈉離子改性沸石粉的質(zhì)量濃度為5 20g/L， 有機(jī)改性沸石粉的質(zhì)量濃度為5 20g/L ；(2)二級(jí)吸附在步驟(I)所得一級(jí)吸附清液中再次加入上述復(fù)合吸附劑，按照步驟(I)所述方法再次進(jìn)行攪拌吸附以及沉降處理，得到的上清液為二級(jí)吸附清液，即為所述廢液的最終處理液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述檸檬酸色譜提取法廢液的處理方法，其特征在于步驟(I)和步驟(2)所述復(fù)合吸附劑重復(fù)利用2 5次。
3.權(quán)利要求I所述檸檬酸色譜提取法廢液的再利用方法，其特征在于將所得二級(jí)吸附清液直接用于發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸中的原料漿液調(diào)制工序，將其與發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的原料混合并攪拌均勻，制成原料漿液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述工業(yè)色譜提取法廢液的再利用方法，其特征在于所述發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的原料選自玉米粉、木薯粉、小麥淀粉、紅薯粉中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述檸檬酸色譜提取法廢液的再利用方法，其特征在于所述二級(jí)吸附清液的加入量以所述發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的原料在所述原料漿液中的質(zhì)量濃度達(dá)到200 320 g/L 為準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種檸檬酸色譜提取法廢液的處理和再利用方法，其處理方法為以凹凸棒土、酸改性凹凸棒土、沸石粉、膨潤(rùn)土、鈉離子改性沸石粉以及有機(jī)改性沸石粉組成的復(fù)合吸附劑作為吸附介質(zhì)對(duì)所述廢液進(jìn)行吸附處理，包括一級(jí)吸附和二級(jí)吸附；其再利用方法為將經(jīng)過二級(jí)吸附所得二級(jí)吸附清液直接用于發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸中的原料調(diào)漿工序，制成原料漿液，所述二級(jí)吸附清液的加入量以發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的原料在所述原料漿液中的質(zhì)量濃度達(dá)到200～320g/L為準(zhǔn)。本發(fā)明提供了一種高效率、低成本、可循環(huán)的檸檬酸色譜提取法廢液處理和再利用方法，達(dá)到了預(yù)防污染和提高經(jīng)濟(jì)效益的雙重目的。
文檔編號(hào)C02F103/36GK102942236SQ201210381749
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者胡志杰, 蔣小東, 孫福新, 毛鴻浩, 趙華平, 金賽, 彭艷紅, 張?zhí)m 申請(qǐng)人:宜興協(xié)聯(lián)生物化學(xué)有限公司