CN102745836B - 一种桔子罐头生产废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桔子罐头生产废水的处理方法，包括：(1)将桔子罐头生产过程中产生的酸槽水和碱槽水分别引出，一部分的酸槽水和碱槽水分别回用于生产中，余下部分的酸槽水和碱槽水中分别加入0.1～1％的硅藻土，沉淀后进行板框压滤；分别得酸压滤液和碱压滤液；(2)将所述酸压滤液和碱压滤液混合，得到混合液，该混合液经布袋过滤，收集滤液，将收集的滤液依次经纳滤和超滤处理后得果胶浓缩液；(3)向所述的果胶浓缩液中加入沉淀剂进行沉淀，离心分离得果胶产品。本发明的处理方法减少了柑橘罐头生产工艺中酸碱槽新鲜水用量和废水的排放量，降低了处理工艺的酸碱用量，且在常温下进行，能耗低，经济环保，节省了企业成本。
Description
技术领域
本发明涉及罐头废水处理和利用技术领域，具体涉及一种桔子罐头生产废水的处理方法。
背景技术
水资源不丰富已经成为我国社会经济发展的主要瓶颈之一，浙江省工业用水重复利用率不到50％，而工业废水排放量约占废水排放总量的60％。食品领域特别是农产品加工领域是“用水大户”，水的重复利用关系着食品工业的成本和环境两方面。中国柑橘产量居世界第一，柑橘罐头的贸易量居世界第一，占到世界贸易量的70％。
柑橘罐头生产企业是“用水大户”，按照中国罐头工业手册，每生产1吨全去囊衣糖水橘片罐头需用水80吨。目前实际的用水量约为40吨左右，若按此基数计算，以每年全国的生产量为40万吨计，罐头企业仅加工糖水橘片需用水1600万吨。另一方面，柑橘罐头加工过程因为需用酸和碱来进行脱囊衣处理，其脱除的水中含有很高的果胶含量，废水处理的难度较大，且由于其废水中含有较高的果胶(在废水总量中约占20％)，生物处理或其它的处理有一定的难度。需用胶体进行沉淀，之后再压榨，需较高的费用和投入，无论对于工厂还是城市，均有很大的压力。
200610052403.6公开一种桔子罐头生产工业废水的处理方法，包括如下步骤：(1)将桔子罐头生产过程中的酸槽水单独引出，离心去除固形物后过滤，滤液分两部分，一部分回用于生产以减少排污量和用酸量，同时提高废水中果胶含量；另一部分酸槽水加热提高温度至50～60℃，用碱或氨水中和至pH4.5～5.0；(2)向调整pH值后的酸槽水中加10％硫酸铝溶液富集果胶，硫酸铝的加入量占酸槽水的6～10％，然后加碱或氨水调pH至4.5～5.0，沉淀，取出沉淀物，清液送污水处理站；(3)将沉淀物用清水漂洗，漂洗液送至污水处理站，漂洗后的沉淀物加酸性乙醇置换后用碱性乙醇中和，中和至pH值中性后再用无水乙醇洗涤，乙醇蒸馏后回收；(4)将上述无水乙醇洗涤后的沉淀物，送入真空干燥箱烘干，再粉碎并过100目筛，制得果胶。
该工艺从桔子罐头生产工业废水中提取了果胶，产生了经济效益，同时降低了末端废水处理的负荷，酸水中污染物CODcr削减50％以上，增加了废水可生化性，降低了处理难度。但是该处理工艺中需要对废水进行升温处理，实际生产过程中，废水处理的量是很大的，对废水升温能耗很大，处理成本大大增加，既不利于节能环保，也不利于企业的成本控制，另外该工艺只能单独处理一种废水，因此，该处理工艺的实际推广价值并不高。
发明内容
本发明提供了一种桔子罐头生产废水的处理方法，同时将桔子罐头生产过程中的酸槽水和碱槽水回收利用，减少了柑橘罐头生产工艺中酸碱槽新鲜水用量和废水的排放量，降低了处理工艺的酸碱用量，提高了经济效益，同时兼具节能减排的综合社会效益，且在常温下进行，能耗低，经济环保，节省了企业成本。
一种桔子罐头生产废水的处理方法，包括：
(1)将桔子罐头生产过程中产生的酸槽水和碱槽水分别引出，一部分的酸槽水和碱槽水分别回用于生产中，余下部分的酸槽水和碱槽水中分别加入0.1～1％的硅藻土，沉淀后进行板框压滤；分别得酸压滤液和碱压滤液；
(2)将所述酸压滤液和碱压滤液混合，得到混合液，该混合液经布袋过滤，收集滤液，将收集的滤液依次经纳滤和超滤处理后得果胶浓缩液；
(3)向所述的果胶浓缩液中加入沉淀剂进行沉淀，离心分离得果胶产品。
桔子罐头生产过程中产生的酸槽水和碱槽水中都含有很高含量的果胶和其他固化物杂质，分别向酸槽水和碱槽水中加入一定量的助凝剂硅藻土，将固化物杂质沉淀，板框压滤将沉淀物质分离；去除沉淀后的酸压滤液和碱压滤液进行中和，中和过程中由于pH值的变化可能会有少量的杂质生成，板框压滤时会有部分助滤剂通过滤膜进入压滤液中，中和时产生的杂质和通过滤膜进入压滤液中的助滤剂通过布袋过滤去除；布袋过滤后的滤液中溶解有钠盐等盐类物质，盐类物质通过纳滤去除，同时在纳滤过程中进行初步浓缩；经纳滤初步浓缩后，果胶的浓度可提高到0.1％左右，再经超滤进一步浓缩得果胶浓缩液，该果胶浓缩液中果胶的浓度可以达到1.2％以上，可以进行果胶的回收；果胶浓缩液经醇类或酮类沉淀剂沉淀后分离得果胶产品。
桔子罐头生产过程中酸槽水的果胶含量约为0.07-0.1％，碱槽水的果胶含量约为0.08％-0.1％，可见碱槽水的果胶含量不低于酸槽水，同时碱槽水中的果胶由于部分降解而使得果胶分子量降低，低分子量的果胶在目前市场上更加具有商业价值。但是由于果胶在碱性条件下不稳定，长时间在碱性条件下会逐渐降解成单糖，因此单独处理碱槽水必须先调整pH值为酸性后才能处理果胶将其回收，会增加回收成本，同时增加废水回收成本。在本发明的工艺中，酸压滤液的pH值大约在0.35左右，碱压滤液的pH值大约在12.86左右，因此酸碱压滤液直接混合后并调节酸碱压滤液的混合体积比可以使得混合液偏酸性或者中性。因此，本发明的工艺对酸槽水的果胶进行提取回收的同时很好的将碱槽水中的果胶提取回收，果胶提取过程中的废水经简单处理后直接送回桔子罐头生产工艺中进行回收利用，没有二次废水产生。
步骤(1)中所述的0.1～1％的硅藻土是指硅藻土与废水的质量比，采用硅藻土作为助滤剂能够降低由助滤剂带来的新杂质的量。
步骤(2)中所述混合液的pH值为2-12；优选为4-9，在该pH范围内，废水中的果胶更稳定，另外该pH范围也有利于超滤和纳滤时是膜的维护。该pH是根据酸压滤液和碱压滤液各自的pH值调整二者的混合比例而得。
所述布袋过滤采用布袋目数为100～400目的布袋过滤器。所述超滤采用截留分子量为6000～20000的超滤膜。所述沉淀剂为丙酮、丁酮或丙酮与丁酮的混合液。
所述沉淀剂为乙醇、异丙醇、甲醇和丙醇中的至少一种。
所述沉淀剂的添加量为所述果胶浓缩液体积的100％以上
本发明的有益效果：
(1)柑橘罐头生产工艺中的酸槽水和碱槽水，50％以上可以达到循环利用的目的，不仅减少酸碱用量，也减少了废水排放量。
(2)由于处理后的酸碱槽水循环使用，使得里面的果胶浓度提高了，从而使得酸碱槽水中的果胶提取更有价值。
(3)超滤后的果胶浓缩水含量可以达到1.2％以上，即1吨的果胶浓缩水可以提取得到12公斤的果胶，回收果胶，产生经济效益。
(4)本发明操作简便，适用于规模生产，具有很大的市场推广价值。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示是本发明的工艺流程图，来自桔子罐头生产过程中的酸槽水一部分回流至酸槽中循环利用，一部分引入酸槽水池中，在酸槽水池中加入0.1～1％的助滤剂硅藻土，沉淀后进行板框压滤机压滤，收集酸压滤液；同时将来自桔子罐头生产过程中的碱槽水一部分回流至碱槽中循环利用，一部分引入碱槽水池中，在碱槽水池中加入0.1～1％的助滤剂硅藻土，沉淀后进行板框压滤机压滤，收集碱压滤液；将酸压滤液和碱压滤液按一定比例引入中和池中进行酸碱中和；中和后的混合液采用布袋过滤器进行布袋过滤，收集滤液；滤液经纳滤膜除盐后再用超滤膜进行浓缩，得果胶浓缩液，果胶浓缩液中按一定比例加入醇类或酮类物质进行沉淀，离心，收集沉淀，真空干燥后得果胶制品。提取果胶过程中的废水可用活性污泥处理后返回桔子罐头生产工艺中。
在酸槽水池和碱槽水池中加入助滤剂硅藻土，然后进行板框压滤，除去废水中的固化物杂质，板框压滤过程中会有少量的助滤剂硅藻土透过滤膜进入滤液中，中和池中进行中和时由于pH值的变化也可能会有部分杂质产生，布袋过滤器将该部分杂质及渗透进滤液中的少量助滤剂硅藻土进行过滤分离，滤液中的盐类物质及一些小分子有机物可以透过纳滤膜去除，纳滤膜对滤液进行了初步的浓缩，经过纳滤膜处理后，果胶的浓度可以达到0.1％左右，再进一步经超滤膜浓缩后，果胶的浓度可以达到1.2％左右，一吨果胶浓缩液中可以提取得到12公斤左右的果胶。
实施例1
酸碱槽处理水，65％(体积比)重新回流到各自的酸碱槽中，同时补充35％的新鲜水到酸槽和碱槽。另外35％的酸槽水与35％的碱槽水分别流到酸水池和碱水池，然后各添加0.1％的硅藻土进行板框压滤机压滤，酸压滤液和碱压滤液以1∶5.42的比例在中和池进行中和，中和后的pH在2左右。采用300目布袋过滤器进行过滤，采用美国陶氏化学公司的NF-45纳滤膜进行纳滤除盐处理。超滤采用大城县华泰净化技术工程有限公司生产的中空纤维超滤膜，截留分子量为6000。超滤后的果胶浓缩液以2∶3的体积比添加无水异丙醇进行沉淀，沉淀20～30分钟，离心分离(5000转/分钟，10分钟)，真空干燥(60℃，1.5h)沉淀，最后得到果胶制品，纯度＞85％。
实施例2
酸碱槽处理水，75％重新回流到各自的酸碱槽中，同时补充25％的新鲜水到酸槽和碱槽。另外25％的酸槽水与25％的碱槽水分别流到酸水池和碱水池，然后各添加0.2％的硅藻土进行板框压滤机压滤，酸压滤液和碱压滤液以1∶6.157的比例在中和池进行中和，中和后的pH在4左右。采用100目布袋过滤器进行过滤，采用美国陶氏化学公司的NF-45纳滤膜进行纳滤除盐处理。超滤采用大城县华泰净化技术工程有限公司生产的中空纤维超滤膜，截留分子量为6000。超滤后的浓缩液以1∶3的体积比添加无水乙醇进行沉淀，沉淀20～30分钟，离心分离(5000转/分钟，10分钟)，真空干燥(60℃，1.5h)沉淀，最后得到果胶制品，纯度＞85％。
实施例3
酸碱槽处理水，50％重新回流到各自的酸碱槽中，同时补充50％的新鲜水到酸槽和碱槽。另外50％的酸槽水与50％的碱槽水分别流到酸水池和碱水池，然后各添加0.5％的硅藻土进行板框压滤机压滤，压滤液以1∶6.167的方式在中和池进行中和，中和后的pH在9左右。采用200目布袋过滤器进行过滤，采用美国陶氏化学公司的NF-45纳滤膜进行纳滤除盐处理。超滤采用大城县华泰净化技术工程有限公司生产的中空纤维超滤膜，截留分子量为6000。超滤后的浓缩液以2∶3的体积比添加无水异丙醇进行沉淀，沉淀20～30分钟，离心分离(5000转/分钟，10分钟)，真空干燥(60℃，1.5h)沉淀，最后得到果胶制品，纯度＞85％。
实施例4
酸碱槽处理水，70％重新回流到各自的酸碱槽中，同时补充30％的新鲜水到酸槽和碱槽。另外30％的酸槽水与30％的碱槽水分别流到酸水池和碱水池，然后各添加0.8％的硅藻土进行板框压滤机压滤，压滤液以1∶6.166的方式在中和池进行中和，中和后的pH在7左右。采用300目布袋过滤器进行过滤，采用美国陶氏化学公司的NF-45纳滤膜进行纳滤除盐处理。超滤采用大城县华泰净化技术工程有限公司生产的中空纤维超滤膜，截留分子量为6000。超滤后的浓缩液以2∶3的体积比添加无水异丙醇进行沉淀，沉淀20～30分钟，离心分离(5000转/分钟，10分钟)，真空干燥(60℃，1.5h)沉淀，最后得到果胶制品，纯度＞85％。
实施例5
酸碱槽处理水，60％重新回流到各自的酸碱槽中，同时补充40％的新鲜水到酸槽和碱槽。另外40％的酸槽水与40％的碱槽水分别流到酸水池和碱水池，然后各添加1％的硅藻土进行板框压滤机压滤，压滤液以1∶7.16的方式在中和池进行中和，中和后的pH在12左右。采用300目布袋过滤器进行过滤，采用美国陶氏化学公司的NF-45纳滤膜进行纳滤除盐处理。超滤采用大城县华泰净化技术工程有限公司生产的中空纤维超滤膜，截留分子量为6000。超滤后的浓缩液以2∶3的体积比添加无水异丙醇进行沉淀，沉淀20～30分钟，离心分离(5000转/分钟，10分钟)，真空干燥(60℃，1.5h)沉淀，最后得到果胶制品，纯度＞85％。
Claims (1)
1.一种桔子罐头生产废水的处理方法，其特征在于，包括：
（1）将桔子罐头生产过程中产生的酸槽水和碱槽水分别引出，一部分的酸槽水和碱槽水分别回用于生产中，余下部分的酸槽水和碱槽水中分别加入0.1～1%的硅藻土，沉淀后进行板框压滤；分别得酸压滤液和碱压滤液；
（2）将所述酸压滤液和碱压滤液混合，得到混合液，该混合液经布袋过滤，收集滤液，将收集的滤液依次经纳滤和超滤处理后得果胶浓缩液；
（3）向所述的果胶浓缩液中加入沉淀剂进行沉淀，离心分离得果胶产品；
步骤（2）中所述混合液的pH值为4-9；
所述布袋过滤采用布袋目数为100～400目的布袋过滤器；
所述超滤采用截留分子量为6000～20000的超滤膜。
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