CN105621745A - 一种回收烟草加工废水中烟碱的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，所述的方法包括以下步骤：烟草加工废水经Ca/Mg/Al混凝剂混凝、吸附剂吸附、有机溶剂解析、减压蒸馏。本方法能将废水中的有机物污染去除，降低废水中的COD和废水的色度，并能将烟草加工废水中的烟碱回收利用，提高烟草加工的经济效益，减少烟草加工废水对环境的污染。

Description

一种回收烟草加工废水中烟碱的方法
技术领域
本发明涉及烟草废水资源化利用技术领域，具体涉及一种回收烟草加工废水中烟碱的方法。
背景技术
烟碱是烟草中主要的生物碱且为β-烟碱，能溶于水，乙醇，石油醚、氯仿等有机溶剂，在烟草中主要以烟碱盐的形式存在。烟碱有广泛的用途，在医药方可作为药物中间体，制造心血管类、神经类以及代谢功能类药物，对帕金森综合症、精神分裂症、老年痴呆及抑郁症有一定的治疗和缓解作用，在农药方面用于制造高效农药，例如硫酸烟碱具有防虫害作用。
中国是烟草生产大国，年总产量高达256万吨，约占世界总产量的30％，而每年的烟草采收以及加工过程中会产生大量的烟草废弃物，现目前对烟草废弃物的利用主要有制作烟草薄片和从烟草废弃物中提取具有高附加值的物质，如烟草蛋白质、茄尼醇、果胶、色素、烟碱等，而制造烟草薄片的方法一般采用造纸法，造纸法的加工过程中会产生大量的烟草废水。目前，已有专利号为CN104387365A公开了一种提取烟草废水中烟碱的方法，其先调节PH值，再用有机溶剂萃取，然后再利用硫酸溶液进行反萃取，最后减压蒸馏硫酸烟碱溶液得到硫酸烟碱。该方法消耗大量的有机溶剂和硫酸，效率低。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术，提供一种回收烟草加工废水中烟碱的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种回收烟草加工废水中烟碱的方法，包括以下步骤：
(1)调节烟草加工废水中的PH至7.5～8.5后按投加量为35～50g/L添加Ca/Mg/Al混凝剂混凝10～15min，将废水中沉淀后的有机污染物过滤除去，取得预处理废水；
(2)以添加量为35～40g/L向过滤后的废水中投入吸附剂，吸附烟草加工废水中烟碱，将烟碱从液相移至固定相，吸附30min后过滤，将吸附剂在60℃下干燥至恒温；
(3)向干燥后的吸附剂中按料液比为10mL/g添加有机溶剂，在常温下将烟碱从吸附剂中解析出来，将解析后的吸附剂和有机溶剂固液分离；
(4)将有机溶剂进行减压蒸馏得到烟碱。
其中，所述的Ca/Mg/Al混凝剂为摩尔比为4:1:2的Ca(OH)2、MgSO4、Al2(SO4)3混合物。
进一步的，所述的Ca/Mg/Al混凝剂的制备方法为，将Ca(OH)2、MgSO4、Al2(SO4)3按摩尔比混合后研磨，过100目筛，最后置于干燥箱中保存。
其中，Ca(OH)2是水处理中常用的混凝剂，可改变水体系的碱度从而增强混凝效果，MgSO4在Ca(OH)2的作用下形成Mg(OH)2，对色素具有吸附作用，能有效降低废水中的的色度，Al2(SO4)3在碱性条件下能形成一系列的带正电的水解聚合物，这些物质在废水中能压缩双电层使胶体脱稳，同时对有机物还有卷扫作用，从而能去除大量的有机物，增加废水中有机污染物的去除效果。
进一步的，所述的混凝剂除去废水中的有机污染物主要为蛋白质、糖类、纤维素、半纤维素、色素及少量氮类化合物。
进一步的，所述的吸附剂采用木炭、改性果壳活性炭、炭化豆壳灰的一种或几种。
进一步的，所述的吸附剂能吸附保留在烟草加工废水中的烟碱，将烟碱从液相转移到固相，并能进一步的除去废水中的有机污染物，降低废水色度。
进一步的，所述的解析吸附剂所用的有机溶剂为石油醚、氯仿、正己烷的一种。
其中，所述的有机溶剂为石油醚，其减压蒸馏的条件为温度35～40℃，压强80～85kPa。
其中，所述的有机溶剂为氯仿，其减压蒸馏的条件为温度80℃，压强0.1MPa。
其中，所述的有机溶剂为正己烷，其减压蒸馏的条件为温度35～45℃，压强30～50kPa。
本发明的有益效果是：本发明先采用Ca/Mg/Al混凝剂混凝能有效去除烟草废水中的有机物污染物，降低废水的色度，节省下一步工艺中吸附剂的用量，增强吸附剂吸附烟碱的效率，同时能保留烟碱在废水中；本发明采用吸附剂吸附烟碱，吸附烟碱的同时能进一步的除去废水中的有机污染物，降低废水色度；本发明采用有机溶剂解析和减压蒸馏，解析后的吸附剂能虚循环利用，减压蒸馏后，得到的烟碱纯度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明进一步的说明。
实施例1
一种回收烟草加工废水中烟碱的方法包括以下步骤：
(1)调节烟草加工废水中的PH至8.5后按投加量为50g/L添加Ca/Mg/Al混凝剂混凝15min，将废水中沉淀后的有机污染物过滤除去，取得预处理废水；
(2)以添加量为40g/L向过滤后的废水中投入木炭，吸附烟草加工废水中烟碱，将烟碱从液相移至固定相，吸附30min后过滤，将木炭在60℃下干燥至恒温；
(3)向干燥后的木炭中按料液比为10mL/g添加氯仿，在常温下将烟碱从木炭中解析出来，将解析后的木炭和氯仿固液分离；
(4)将氯仿在温度为80℃，压强为0.1MPa的条件下进行减压蒸馏得到烟碱。
实施例2
一种回收烟草加工废水中烟碱的方法包括以下步骤：
(1)调节烟草加工废水中的PH至7.5后按投加量为35g/L添加Ca/Mg/Al混凝剂混凝10min，将废水中沉淀后的有机污染物过滤除去，取得预处理废水；
(2)以添加量为35g/L向过滤后的废水中投入改性果壳活性炭，吸附烟草加工废水中烟碱，将烟碱从液相移至固定相，吸附30min后过滤，将改性果壳活性炭在60℃下干燥至恒温；
(3)向干燥后的改性果壳活性炭中按料液比为10mL/g添加石油醚，在常温下将烟碱从改性果壳活性炭中解析出来，将解析后的改性果壳活性炭和石油醚固液分离；
(4)将石油醚在温度为35℃，压强为80kPa的条件下进行减压蒸馏得到烟碱。
实施例3
一种回收烟草加工废水中烟碱的方法包括以下步骤：
(1)调节烟草加工废水中的PH至8.0后按投加量为40g/L添加Ca/Mg/Al混凝剂混凝12min，将废水中沉淀后的有机污染物过滤除去，取得预处理废水；
(2)以添加量为40g/L向过滤后的废水中投入炭化豆壳灰，吸附烟草加工废水中烟碱，将烟碱从液相移至固定相，吸附30min后过滤，将炭化豆壳灰在60℃下干燥至恒温；
(3)向干燥后的炭化豆壳灰中按料液比为10mL/g添加正己烷，在常温下将烟碱从炭化豆壳灰中解析出来，将解析后的炭化豆壳灰和正己烷固液分离；
(4)将正己烷在温度为40℃，压强为40kPa的条件下进行减压蒸馏得到烟碱。

Claims (8)

1.一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调节烟草加工废水中的PH至7.5～8.5后按投加量为35～50g/L添加Ca/Mg/Al混凝剂混凝10～15min，将废水中沉淀后的有机污染物过滤除去，取得预处理废水；
(2)以添加量为35～40g/L向过滤后的废水中投入吸附剂，吸附烟草加工废水中烟碱，将烟碱从液相移至固定相，吸附30min后过滤，将吸附剂在60℃下干燥至恒温；
(3)向干燥后的吸附剂中按料液比为10mL/g添加有机溶剂，在常温下将烟碱从吸附剂中解析出来，将解析后的吸附剂和有机溶剂固液分离；
(4)将有机溶剂进行减压蒸馏得到烟碱。
2.根据权利要求1所述的一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于：所述的Ca/Mg/Al混凝剂为摩尔比为4:1:2的Ca(OH)2、MgSO4、Al2(SO4)3混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于：所述的Ca/Mg/Al混凝剂的制备方法为，将Ca(OH)2、MgSO4、Al2(SO4)3按摩尔比混合后研磨，过100目筛，最后置于干燥箱中保存。
4.根据权利要求1所述的一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于：所述的吸附剂采用木炭、改性果壳活性炭、炭化豆壳灰的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于：所述的解析吸附剂所用的有机溶剂为石油醚、氯仿、正己烷的一种。
6.根据权利要求1或5所述的一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于：所述的有机溶剂为石油醚，其减压蒸馏的条件为温度35～40℃，压强80～85kPa。
7.根据权利要求1或5所述的一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于：所述的有机溶剂为氯仿，其减压蒸馏的条件为温度80℃，压强0.1MPa。
8.根据权利要求1或5所述的一种烟草加工废水中烟碱的回收方法，其特征在于：所述的有机溶剂为正己烷，其减压蒸馏的条件为温度35～45℃，压强30～50kPa。
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