CN107963682A - 一种柠檬酸废水资源化处理方法 - Google Patents

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刘龙
石贵阳
陈坚
蒋建伟
蒋小东
周东姣
孙福新
苗茂栋
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种柠檬酸废水资源化处理方法，所述方法包括如下步骤：(1)将柠檬酸废水经换热器加热后输送至GaLiCos低温蒸发器；(2)GaLiCos低温蒸发器将废水处理成微流态，注入空气，气液两相相互接触，实现高效吹脱和蒸发；(3)蒸发后的饱和湿空气通过降温冷凝降低含水率返回蒸发器，同时收集冷凝水；(4)蒸发后的废水再次加热后通过循环泵在蒸发器内不断循环直至浓缩液各项指标符合要求。本发明方法工艺流程简单，可最大程度回收废水中的营养物质和水资源。

Description

一种柠檬酸废水资源化处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种柠檬酸废水资源化处理方法。
背景技术
在柠檬酸工业生产过程中会产生大量废水，平均每生产1吨柠檬酸可产生7-10m3废水，主要来源于钙盐提取法中的中和工序和色谱提取法中的色谱分离工序，该废水主要成分为单糖、蛋白质、有机酸、氨基酸、脂肪等有机物，COD浓度为20000-45000mg/L，属高浓度有机废水。为了避免对环境造成污染，企业普遍采用厌氧、好氧生物法对柠檬酸废水处理达标后排放，但这样处理不仅浪费了大量水资源，而且还浪费了大量有价值的营养物质。
目前，已陆续出现柠檬酸废水资源化利用的报道，如专利201010583540.9公开了一种利用柠檬酸高浓度废糖水生产饲料的方法，将高浓度废糖水用多效蒸发器进行一次浓缩、分离出钙盐，滤液进行二次浓缩，二次浓缩后的浓醪连续混入已干燥好的柠檬酸酸渣或糖渣中进行烘干得到成品饲料；专利201210202945.2介绍了一种双膜法深度处理柠檬酸废水的装置及方法，将厌氧、好氧处理过的柠檬酸废水再经过絮凝、沉降后依次进过陶瓷膜超滤系统、反渗透系统处理后得到可直接作为柠檬酸生产的工艺用水和软化水。但现有公开的技术中只能回收柠檬酸废水中部分营养物质或只回收水资源，而且处理设备较为复杂，维护和运行成本较高。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种柠檬酸废水资源化处理方法。本发明方法工艺流程简单，可最大程度回收废水中的营养物质和水资源。
本发明的技术方案如下：
一种柠檬酸废水资源化处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将柠檬酸废水经换热器加热后输送至GaLiCos低温蒸发器；
(2)GaLiCos低温蒸发器将废水处理成微流态，注入空气，气液两相相互接触，实现高效吹脱和蒸发；；
(3)蒸发后的饱和湿空气通过降温冷凝降低含水率返回蒸发器，同时收集冷凝水；
(4)蒸发后的废水再次加热后通过循环泵在蒸发器内不断循环直至浓缩液干物质浓度达到30～40％，COD为300000～600000mg/L，BOD为160000～330000mg/L，
步骤(1)所述的柠檬酸废水为钙盐法提取过程中中和浓糖水或色谱法提取过程中的色谱残液；所述废水COD为20000～45000mg/L，BOD为11000～22000mg/L；所述GaLiCos低温蒸发器是一种适用于处理高盐度废水的低能耗蒸发系统。
步骤(1)中所述废水经换热器加热后温度为50～70℃，加热热源为60～80℃热水。
步骤(2)中所述的空气温度为30～40℃。
步骤(3)中所述的饱和湿空气温度降至30～40℃。
步骤(3)中所述的冷凝水的pH为4～6。
本发明有益的技术效果在于：
采用GaLiCos低温蒸发设备对柠檬酸废水进行浓缩处理，得到的浓缩液产品干物质中有机酸占20-30％，总糖占60-65％，总氮占2-3％，其余为无机盐。废水浓缩液的BOD5/CODCr在0.45-0.55之间，可生物降解性好。对于碳源不足而需要进行生物脱氮的废水处理而言，柠檬酸废水浓缩液可作为一种理想的外加型碳源，使污水中C、N、P达到合适的配比，可替代常规的碳源添加剂—乙酸钠。另外，浓缩过程中产生的冷凝水可直接回用于生产车间。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
将7.5m3COD为20000mg/L、BOD为11000mg/L的柠檬酸废水经70℃热水加热至50℃后输送至低温蒸发器，注入30℃除湿后的空气进行吹脱和蒸发，蒸发后的饱和湿空气经降温至30℃除湿后返回低温蒸发器，蒸发后的废水再次加热后在低温蒸发器内不断循环直至干物质浓度达到30％、COD为300000mg/L、BOD为160000mg/L，回收冷凝水体积为7m3，pH为6。
实施例2
将7.5m3COD为25000mg/L、BOD为13000mg/L的柠檬酸废水经70℃热水加热至60℃后输送至低温蒸发器，注入35℃除湿后的空气进行吹脱和蒸发，蒸发后的饱和湿空气经降温至35℃除湿后返回低温蒸发器，蒸发后的废水再次加热后在低温蒸发器内不断循环直至干物质浓度达到34％、COD为500000mg/L、BOD为260000mg/L，回收冷凝水体积为7.1m3，pH为5.2。
实施例3
将7.5m3COD为45000mg/L、BOD为22000mg/L的柠檬酸废水经80℃热水加热至70℃后输送至低温蒸发器，注入40℃除湿后的空气进行吹脱和蒸发，蒸发后的饱和湿空气经降温至40℃除湿后返回低温蒸发器，蒸发后的废水再次加热后在低温蒸发器内不断循环直至干物质浓度达到40％、COD为600000mg/L、BOD为330000mg/L，回收冷凝水体积为7.2m3，pH为4。
测试例：
实施例3中柠檬酸废水浓缩前后各项理化指标检测数据如下表1所示：
表1
检测项目 柠檬酸废水原液 废水浓缩液
pH值 1.8 1.2
COD/mg/L 45000 600000
总氮/mg/L 305 7320
总糖/mg/L 753 226000
悬浮物/mg/L 460 11500
BOD5/mg/L 22000 330000
全盐量/mg/L 2700 66000
采用GaLiCos低温蒸发器浓缩柠檬酸废水，平均每平方换热面积的水分蒸发速率为125-150L/h，电耗为60kwh/t，热水来自于生产过程中产生的余热，所以运行成本主要为电耗，每吨柠檬酸水处理成本约为45元，远低于其他工艺处理成本。

Claims (6)

1.一种柠檬酸废水资源化处理方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
(1)将柠檬酸废水经换热器加热后输送至GaLiCos低温蒸发器；
(2)GaLiCos低温蒸发器将废水处理成微流态，注入空气，气液两相相互接触，实现高效吹脱和蒸发；
(3)蒸发后的饱和湿空气通过降温冷凝降低含水率返回蒸发器，同时收集冷凝水；
(4)蒸发后的废水再次加热后通过循环泵在蒸发器内不断循环直至浓缩液干物质浓度达到30～40％，COD为300000～600000mg/L，BOD为160000～330000mg/L。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(1)所述的柠檬酸废水为钙盐法提取过程中中和浓糖水或色谱法提取过程中的色谱残液；所述废水COD为20000～45000mg/L，BOD为11000～22000mg/L。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(1)中所述废水经换热器加热后温度为50～70℃，加热热源为60～80℃热水。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(2)中所述的空气温度为30～40℃。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的饱和湿空气温度降至30～40℃。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的冷凝水的pH为4～6。
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