CN101891838B - 在海藻化工生产漂浮废渣液中回收残余褐藻胶的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在海藻化工生产漂浮废渣液中回收残余褐藻胶的方法，包括溶气水的制备、溶气水和渣液的混合、连续漂浮净化、清液回收利用。本方法是通过溶气水与漂浮废液混合漂浮，对废渣液进行有效净化，除去其中的杂质，实现了废渣液中废渣与胶液的分离，将原本废渣液中的胶液回收得到含胶的清液，再将净化后的清液作为冲稀水回用，从而使废渣液中的褐藻胶得到有效回收。本发明采用一种低成本方式将海带化工生产产生的漂浮废渣液中的褐藻胶进行了回收利用，在不影响产品品质的情况下可提高褐藻胶得率4-5％。该方法成本低，效率高，具有很高的实用性。
Description
技术领域：
本发明属于海藻加工废液回用技术，是一种在海藻化工生产中回收废渣中残余褐藻胶的方法。
技术背景：
我国是海藻生产大国，经过数十年的发展已成为全球最大的海带生产国，据统计2009年中国海藻产量已经达到100万吨，其中海带产量占全球总产量的70％以上，已成为我国的海洋经济重要的支柱产业之一，具有巨大的社会和经济效益。
褐藻胶是我国最主要的海藻化工产品，广泛应用于纺织印染、食品、医药、日化和生物技术等领域，市场需求量巨大，且随着产品种类增多及应用范围的不断扩大，市场价值不断提高。褐藻胶生产原料主要是褐藻，包括：巨藻、海带、马尾藻和泡叶藻等。在我国，海带是褐藻胶生产的最主要的原料。
褐藻胶的生产工艺基本上将原料采用纯碱消化，然后经自来水冲稀、发泡漂浮、去除杂质后得褐藻酸钠溶液，再经一系列提取即得到褐藻胶产品。然而，在漂浮过程中，由于工艺限制最后得到的漂浮渣液中，含有大量的褐藻胶液，又因其中含有大量的粘稠胶体，普通方法很难将杂质除去。在褐藻胶生产中，漂浮渣占冲稀液总量的10％，经初步实验验证，其中有50％为褐藻胶液，这也就意味着5％的褐藻胶被白白浪费，我国现年产褐藻胶约35000t，以现市场价每吨3.5万元/t计，每年损失约6300万元。这不仅造成资源的极大浪费，更会对环境造成极大地污染。
目前，漂浮废渣液的处理，通常只作为废液直接排放，或经过简单钙化后，压榨烘干处理制得附加值低的海带渣产品。山东寻山水产集团有限公司冷凯良利用褐藻胶漂浮废渣液经过钙析、脱钙、中和压榨过程制作高粘度海藻粉(CN200510044409.4)；中国海洋大学许加超等发明了一种净化褐藻胶厂的漂浮残渣和废钙水的方法，将褐藻胶厂含漂浮残渣的废水与絮凝后的废钙水和/或脱钙废水混合进行反应，过滤除去生成的絮凝混合物，以废治废(CN01117598.2)。至今，国内外尚未见有将废渣液中褐藻胶液有效回收的方法。
发明内容：
本发明的目的是利用溶气水将废渣液进行有效净化，除去其中的杂质，再将净化后的清液作为冲稀水回用，从而使废渣液中的褐藻胶得到有效回收，提高生产得率。
本发明的技术方案是按以下方式实现的：1、溶气水的制备；2、溶气水和渣液的混合；3、连续漂浮净化；4、清液回收利用。
1.溶气水的制备：
溶气水的制备，所需设备包括高压溶气罐1个，空气压缩机1台，高压管道泵1台。在高压溶气罐中充满填料，，保持高压溶气罐压力稳定在0.35-0.45MPa，向高压溶气罐中注入自来水，由于高压溶气罐内的填料提供了巨大的表面积可以实现水与气的充分混合。在高压条件下，大量空气溶入水中，即形成水气混合的溶气水。
填料为直径5cm塑料小球，球面均布编织4mm*4mm的方形小孔。
2.溶气水与漂浮废渣液的混合：
溶气水与漂浮废渣液需经过管道混合器在0.25-0.3MPa压力下进行充分混合，溶气水与漂浮废渣液的体积比应在2.5-3.5∶1。
3.连续漂浮：
混合好的溶气水与漂浮废渣料液在卧式漂浮槽或者漂浮池中采取连续漂浮方式。在漂浮槽一端中部连续进料，在漂浮槽的流动过程中，水中的固形物被溶气水释放出的气泡吸附，随气泡上浮到表面，从而完成了固液分离，在另一端，形成的上层渣层在上部连续排出，底部连续排出含有褐藻胶清液。
4.清液回收利用
得到渣液可进入后续处理，得到清液含有0.02％左右的褐藻胶，可作为回收水用于冲稀海带消化液，提高褐藻胶生产得率，从而使废渣中的褐藻胶得到回收利用。
本发明特点：采用一种低成本方式将海带化工生产产生的漂浮废渣液中的褐藻胶进行回收，在不影响产品品质的情况下可提高褐藻胶得率4-5％。该方法成本低，效率高，具有很高的实用性。
具体实施方式：
下面通过实施例详细叙述本发明的技术方法：
本发明通过溶气水与漂浮废液混合漂浮，实现了废渣液中废渣与胶液的进一步分离，将原本废渣液中的胶液回收得到含胶的清液，该清液可作为海带消化液的冲稀水得到回收利用。
本发明回收海带废渣中胶液的方法步骤包括：溶气水的制备，溶气水和渣液的混合、连续漂浮、清液回收利用。
实施例1：
2009年5月，于荣成凯普生物有限公司生产车间进行中试实验，漂浮渣液处理量0.5m3/h，每天运行12小时。
1.溶气水的制备：
溶气水的制备：在高压溶气罐中，在保持特定的空气压力的情况下向高压溶气罐中注入自来水，由于罐内中的填料提供了巨大的表面积，可以实现水与气的充分混合。在高压条件下，大量空气溶入水中，即形成所谓的溶气水。当溶气水的压力降低后，其中的空气会释放从而形成细小的气泡，可以实现液体中固形物的分离。
填料为直径5cm塑料小球，球面均布编织4mm*4mm的方形小孔。
选用设备包括：500L高压溶气罐1个；空气压缩机1台，产气量0.3m3/min、功率1kW；格兰富管道泵1台，流量10m3/h、扬程30m、功率2.5kW。保持高压溶气罐压力稳定在0.35-0.45MPa，进水量2-3m3/h，在此过程中压力不能太低，否则溶气水含气量不足无法产生满足生产要求的气泡。
2.溶气水与漂浮废渣液的混合：
溶气水与渣液的混合是决定漂浮分离效果的重要步骤，如果得不到充分混合，溶气水中的气泡与海带渣也无法有效粘附影响分离效果。混合的过程必须在一定压力条件下进行，如果压力过低会导致溶气水中的气泡释放过快形成无附着能力的大气泡，严重影响分离效果。因此，溶气水与漂浮废渣液需经过管道混合器在0.25-0.3MPa压力下进行充分混合，然后进入漂浮程序。
漂浮废渣液由大型潜污泵(流量15m3/h、扬程10m、功率1.5kW)抽取自工厂生产排渣池，由于废渣中含有大量海带绳等杂质会对后续操作产生影响，须经20目网袋过滤后于2m3玻璃钢槽储存，然后经小型潜污泵(流量6m3、扬程10m、功率0.5kW)输入管道混合器(管径3cm，加药口径1cm，长度1m，PVC材质)中，流量600-700L/h，经阀门开关调节流量。
溶气水在前述条件下产生，进水量为1800-2000L/h，与漂浮废渣液经管道混合器混合均匀后由漂浮箱中部输入。溶气水与漂浮废渣液的体积比3-3.5∶1。
3、连续漂浮：
在卧式漂浮槽中采取连续漂浮方式。连续漂浮，即在漂浮槽一端中部连续进料，前述混合好的料液在漂浮槽的流动过程中水中的固形物被溶气水释放出的气泡吸附，随气泡上浮到表面，从而完成了固液分离，在另一端，形成的上层渣层在上部连续排出，底部连续排出清液，整个过程连续不间断。
选用设备：4.5m3自行设计铁质漂浮箱1个，宽1m，长2.5m，高2m，有效漂浮体积3m3。
通过调节漂浮槽出口清液的流量来调节上层排渣量，清液的流量依靠流量计监测由阀门开关调节。保持进料量2400-2700L/h，上层排渣量为500-600L/h，下部清液量2000-2100L/h。连续运行12小时。
4.测定溶液中含渣量及褐藻胶得率，确定漂浮效果及胶液回收价值：分别在实验开始后2小时、6小时、12小时分别取漂浮废渣液、处理后渣液及处理后清液，测定其中的含渣量及含胶量，以确定漂浮效果。含渣量的检测通过定量取待测物料50mL，置于50mL离心管中，4000r/min离心3分钟后，渣液实现完全分离，估读得到渣体的体积数即可得到杂质体积。对于清胶液，由于其中含渣量较少，需经过量取200mL，离心后，将所得杂质转移至10mL离心管中目测估读。含胶量的测定通过重量法测定。将待测液体经离心除杂后，准确量取500mL清液，加入两倍体积的工业酒精后即产生絮状体，即溶液中的褐藻酸钠被絮凝。经4000r/min离心3分钟后弃去上清液，取固体于托盘中105℃下烘干，称重即得溶液中褐藻胶的得率。再进一步，取褐藻胶生产车间消化液，以自来水和回收清液分别作为冲稀水按照体积比5∶1进行冲稀，然后比较二者褐藻胶得率，以确定以回收清液作为回收水的价值。
5.实验结果：取3次漂浮液废渣液，测得含渣量分别为45％、50％、50％，离心后清液中的含胶量分别为0.17％、0.18％、0.2％，而与同时段工厂生产褐藻胶清液含胶量相同。连续漂浮后，上层不会形成较为密实的渣层，处理后渣液测得含渣量分别为55％、60％、55％，离心后清液中含胶量分别为0.021％、0.018％、0.019％，下层清夜测得含渣量很小分别为0.05％、0.15％、0.1％，液体含有少量残渣，完全符合回用水标准，离心后清液中含胶量分别为0.020％、0.021％、0.019％。清液作为冲稀水冲稀胶液，与自来水作为冲稀水对照，3次实验得率分别提高3.1％，3.2％和2.9％。
实施例2：
2009年12月，于荣成凯普生物有限公司生产车间，处理漂浮渣量3m3/h，每天运转20小时，连续2天，漂浮得清液作为回收水用于胶液冲稀。
1.溶气水的制备：
选用设备包括：2m3高压溶气罐1个；空气压缩机1台，产气量1m3/min、功率3kW；多级管道泵1台，流量12m3/h，扬程60m，功率4.5kW。
保持高压溶气罐压力稳定在0.35-0.45MPa，进水量8-10m3/h。
2.溶气水与漂浮废渣液的混合：
漂浮废渣液由大型潜污泵(流量12m3、扬程30m、功率4.5kW)抽取自工厂生产排渣池，输入管道混合器(半径40cm，进料口径3cm，长1.5m，铸铁材质)中，流量3-3.5m3/h，经阀门开关调节流量。
溶气水在前述条件下产生，进水量为8-10m3/h，与漂浮废渣液经管道混合器混合均匀后由漂浮池中部输入，溶气水与漂浮废渣液的体积比2.5-3∶1。
3.连续漂浮：
选用设备包括：自行设计改造漂浮池1个，水泥材质，宽1.7m，长5m，高2.5m，有效漂浮体积20m3；自行设计刮渣设备1套，包括励磁可调速电机1台；塑料链条2条，长2.5m；铸铁刮渣板1块，宽15cm，长1.7m。
在卧式漂浮池中采取连续漂浮方式。由于大型生产产生渣量较大，且渣层较厚，无法自行溢出，因此需要采用刮渣设备将其刮出。刮渣设备由励磁电机带动链条转动，由刮渣板横于链条之上，刮渣板下端保持在液面以下5-10cm处，随着链条转动，刮渣板将液面上方的渣层向前推动，从而使渣层被刮出，流至储料槽内，由潜污泵(流量10m3/h、扬程15m、功率1.5kW)排出。
通过调节漂浮池出口清液的流量来调节上层排渣量，清液的流量依靠流量计监测由阀门开关调节。保持进料量11-13m3/h，上层排渣量为2-2.5m3/h，出清液量9-11m3/h，24小时连续运转。
4.测定溶液中含渣量及褐藻胶得率，确定漂浮效果及胶液回收价值：分别在实验开始后4小时、12小时、24小时分别取漂浮废渣液、处理后渣液及处理后清液，测定其中的含渣量及含胶量，以确定漂浮效果。再进一步，取褐藻胶生产车间消化液，以自来水和回收清液分别作为冲稀水按照体积比5∶1进行冲稀，然后比较二者褐藻胶得率，以确定以回收清液作为回收水的价值。
5.实验结果：取3次漂浮废渣液测得含渣量分别为40％、50％、45％，离心后清液中的含胶量分别为0.19％、0.20％、0.18％，与同时段工厂生产褐藻胶清液含胶量相同。连续漂浮后，处理后渣液测得含渣量分别为40％、50％、50％，离心后清液中含胶量分别为0.017％、0.018％、0.017％，处理后清液测得含渣量很小分别为0.05％、0.05％、0.1％，完全符合回用水标准，离心后清液中含胶量分别为0.020％、0.025％、0.022％。清液作为冲稀水冲稀胶液，与自来水作为冲稀水对照，3次实验得率分别提高3.5％，3.3％和3.8％。
Claims (1)
1.一种在海藻化工生产漂浮废渣液中回收残余褐藻胶的方法，其特征在于它的方法包括：(1)、溶气水的制备；(2)、溶气水和漂浮废渣液的混合；(3) 、连续漂浮净化；(4)、清液回收利用；
(1)、溶气水的制备：
溶气水的制备，所需设备包括高压溶气罐1个，空气压缩机1台，高压管道泵1台；在高压溶气罐中充满填料，保持高压溶气罐压力稳定在0.35-0.45MPa，向高压溶气罐中注入自来水，在高压条件下，大量空气溶入水中，实现水与气的充分混合，即形成溶气水；
所述的填料，填料为直径5cm塑料小球，球面均布编织4mm＊4mm的方形小孔；
(2)、溶气水与漂浮废渣液的混合：
溶气水与漂浮废渣液需经过管道混合器在0.25-0.3MPa压力下进行充分混合，溶气水与漂浮废渣液的体积比应不小于2.5-3.5∶1；
(3)、连续漂浮净化：
混合好的溶气水与漂浮废渣料液在卧式漂浮槽或者漂浮池中采取连续漂浮方式；在漂浮槽一端中部连续进料，在漂浮槽的流动过程中，水中的固形物被溶气水释放出的气泡吸附，随气泡上浮到表面，从而完成了固液分离；在另一端，形成的上层渣层在上部连续排出，底部连续排出含有褐藻胶的清液；
(4)、清液回收利用：
得到的渣液可进入后续处理，得到清液含有0.02％左右的褐藻胶，可作为回收水用于冲稀海带消化液，提高褐藻胶生产得率，从而使废渣中的褐藻胶得到回收利用。
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