CN109626731A - 从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，涉及环保技术领域。该方法包括如下步骤：将高含盐改性淀粉废水进行初级过滤，滤出其中的大颗粒淀粉；将经初级过滤的废水经高级过滤得到含无机盐的废水；将含无机盐的废水进行蒸发结晶，回收无机盐，同时将蒸发的水分冷却后回收，结晶母液冷却经生化处理后达标排放。该方法将高含盐改性淀粉废水首先经过初级过滤，滤过大颗淀粉进行回收利用，后经过高级过滤得含有无机盐的液体，经蒸发结晶得到无机盐晶体进行回收利用，蒸发母液经生化处理后达标排放，蒸发的水分经冷却后回用。该过程将多种资源分别回收，实现资源的循环利用，降低处理成本，尤其适用于大规模高含盐改性淀粉废水的处理。

Description

从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是一种从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法。
背景技术
淀粉是一种多羟基的高分子化合物，广泛地存在于植物的根、茎以及果实中。产生淀粉的主要作物有甘薯类和玉米。经过加工的淀粉广泛运用于食品、医药、纺织、化工、造纸等领域。在淀粉的加工和应用过程中，通常会产生大量的淀粉废水。淀粉废水中主要是溶解性淀粉、无机盐和少量蛋白质，一般没有毒性，但是通常其COD很高，在1000-3000mg/L，SS在1000-2000 mg/L。如将这些废水不经处理，直接排放到环境的水体中，，不仅对环境造成严重危害，也造成各种资源的浪费。
目前，国内多数淀粉生产厂家，采用絮凝沉降+生化处理或直接采用生化处理方式处理淀粉废水。采用该方法的优点在于设备技术成熟、操作简单。但采用该方法处理含盐改性淀粉废水存在稀释水量大、处理成本高且造成资源浪费等问题，因此不适用于大规模的废水处理。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，该方法过程简便，将各种资源分别回收利用，从而降低处理成本，尤其适用于大规模高含盐改性淀粉废水的处理。
本发明采用的技术方案如下：
从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其包括如下步骤：
将高含盐改性淀粉废水进行初级过滤，滤出其中的大颗粒淀粉；
将经初级过滤的废水经高级过滤得到含无机盐的废水；
将含无机盐的废水进行蒸发结晶，回收无机盐，同时将蒸发的水分冷却后回收，结晶母液冷却经生化处理后达标排放。
由于采用了上述技术方案，该方法将高含盐改性淀粉废水首先经过初级过滤，滤过其中的大颗淀粉，滤饼可回用或收集，然后经过高级过滤得到含有无机盐的液体，这些液体随后经加热蒸发结晶，得到无机盐晶体，无机盐晶体可回收利用，蒸发母液经生化处理后达标排放，蒸发的水分经冷却后回用。该过程将淀粉、无机盐、水分分别回收，最大限度地实现资源的循环利用，降低处理成本。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，初级过滤采用旋流过滤器进行两级旋流过滤；废水沿旋流过滤器的切线方向进入后首先形成向下旋流进行第一次旋流过滤，然后形成向上旋流进行第二次旋流过滤，最后液体从顶部输出，固相从底部输出。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，在初级过滤器的内部中央设置导流筒以将向下旋流和向上旋流分开。
由于采用了上述技术方案，废水在初级过滤器中首先自动形成向下旋流，在离心力的作用下废水中的淀粉颗粒被甩向器壁，并随向下旋流及自身重力作用沿筒体内壁下滑，从而过滤去除部分淀粉颗粒；向下旋流至一定程度后，中心因为负压形成向上旋流，利用向上旋流产生的离心力，继续分离剩余的淀粉颗粒，产水从顶部出口输出。初级过滤过程依据物料的离心力进行两级过滤，过滤效果好。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，初级过滤前，向废水中加入絮凝剂，所述絮凝剂为纳米壳聚糖改性聚合氯化铝，其采用如下方法制备而成：
（1）将壳聚糖完全溶解于稀硝酸中，加入EDTA二钠盐，然后加入无水乙醇使溶液变成乳白色，然后转入反应釜中，180-220℃下反应4-6h，得到纳米壳聚糖溶液；
（2）超声条件下依次向纳米壳聚糖溶液中加入三聚磷酸钠溶液、阴离子表面活性剂，40-60℃下保温活化2-4h，得到活性纳米壳聚糖溶液；
（3）将聚合氯化铝完全溶解于去离子水中，然后在1800-3000r/min下将活性纳米壳聚糖溶液匀速加入聚合氯化铝溶液中，继续保温反应1-2h得到粗品溶液；
（4）粗品溶液在冰浴条件下陈化2-4h，然后加入无水乙醇进行沉淀，完全沉淀后取沉淀进行干燥即得。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，壳聚糖与聚合氯化铝的质量比为1:3-5。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，阴离子表面活性剂选自烷基磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、烷基甘油醚磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐中的任意一种，阴离子表面活性剂与壳聚糖的质量之比为1:30-40。
由于采用了上述技术方案，该絮凝剂对淀粉颗粒的絮凝效果好，将淀粉颗粒絮凝成更大颗粒后进行初级过滤，提高初级过滤效率，减小高级过滤的负荷。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，高级依次包括微滤和纳滤，其中微滤的滤径为0.22μm。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，初级过滤的水温为5-40℃，高级过滤水温为10-35℃。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，微滤后所得的浓缩液返回至初级过滤过程，进行再次处理，滤过液进行纳滤过程；纳滤所得的滤过液直接进入生化处理过程，且该滤过液中TDS含量不高于1000mg/L，浓缩液进入蒸发结晶过程。
本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，结晶母液冷却至20-40℃后与纳滤所得滤过液一起进行生化处理。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供了从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，该方法将高含盐改性淀粉废水首先经过初级过滤，滤过其中的大颗淀粉进行回用或收集，然后经过高级过滤得到含有无机盐的液体，这些液体随后经加热蒸发结晶，得到无机盐晶体，无机盐晶体可回收利用，蒸发母液经生化处理后达标排放，蒸发的水分经冷却后回用。该方法将淀粉、无机盐、水分分别回收，最大限度地实现资源的循环利用，降低处理成本，尤其适用于大规模的高含盐改性淀粉废水处理。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明提供的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中的使用的旋流过滤器的结构简示图；
图3是本发明实施例中的使用的旋流过滤器的原理简示图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，该方法过程简便，将各种资源分别回收利用，从而降低处理成本，尤其有用于大规模废水的处理。其过程如下：
步骤一：将高含盐改性淀粉废水进行初级过滤，滤出其中的大颗粒淀粉，滤饼直接回用或外卖、堆存。
步骤二：将经初级过滤的废水经高级过滤得到含无机盐的废水。
步骤三：将含无机盐的废水进行蒸发结晶，回收无机盐，同时将蒸发的水分冷却后回收，结晶母液冷却经生化处理后达标排放。
实施例2
本实施例提供一种从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，该方法过程简便，将各种资源分别回收利用，从而降低处理成本，尤其有用于大规模废水的处理。其过程如下：
步骤一：将高含盐改性淀粉废水进行初级过滤。初级过滤采用旋流过滤器进行两级旋流过滤；废水沿旋流过滤器的切线方向进入后首先形成向下旋流进行第一次旋流过滤，向下旋流到一定成都后，中心呈负压状态，随后形成向上旋流进行第二次旋流过滤，最后液体从顶部输出，滤饼从底部输出，可直接回用或外卖、堆存。
步骤二：将经初级过滤的废水依次经过微滤和纳滤，得到含无机盐的废水，其中微滤的滤径为0.22μm。
步骤三：将含无机盐的废水进行蒸发结晶，回收无机盐，同时将蒸发的水分冷却后回收，结晶母液冷却经生化处理后达标排放。
实施例3
本实施例提供一种从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，该方法过程简便，将各种资源分别回收利用，从而降低处理成本，尤其有用于大规模废水的处理。其过程如下：
步骤一：将高含盐改性淀粉废水进行初级过滤。初级过滤采用旋流过滤器进行两级旋流过滤；废水沿旋流过滤器的切线方向进入后首先形成向下旋流进行第一次旋流过滤，向下旋流到一定成都后，中心呈负压状态，随后形成向上旋流进行第二次旋流过滤，向上旋流和向下旋流由旋流过滤器中部的导流筒分开，最后液体从顶部输出，滤饼从底部输出，可直接回用或外卖、堆存。
步骤二：将经初级过滤的废水进行微滤，微滤的滤径为0.22μm，得到含无机盐的废水，微滤后所得的浓缩液返回至初级过滤过程，进行再次处理，滤过液进入纳滤过程；纳滤所得的滤过液直接进入生化处理过程，且该滤过液中TDS含量不高于1000mg/L，浓缩液进入蒸发结晶过程。
步骤三：将来自步骤二中的废水进行蒸发结晶，回收无机盐，同时将蒸发的水分冷却后回收，结晶母液冷却经生化处理后达标排放。
实施例4
本实施例提供一种从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，该方法过程简便，将各种资源分别回收利用，从而降低处理成本，尤其有用于大规模废水的处理。其过程如下：
步骤一：向高含盐改性淀粉废水中加入絮凝剂，然后进行初级过滤，该过程水温为5-40℃。初级过滤采用旋流过滤器进行两级旋流过滤；废水沿旋流过滤器的切线方向进入后首先形成向下旋流进行第一次旋流过滤，向下旋流到一定成都后，中心呈负压状态，随后形成向上旋流进行第二次旋流过滤，向上旋流和向下旋流由旋流过滤器中部的导流筒分开，最后液体从顶部输出，滤饼从底部输出，可直接回用或外卖、堆存。
步骤二：将经初级过滤的废水进行微滤，微滤的滤径为0.22μm，得到含无机盐的废水，微滤后所得的浓缩液返回至初级过滤过程，进行再次处理，滤过液进入纳滤过程；纳滤所得的滤过液直接进入生化处理过程，且该滤过液中TDS含量不高于1000mg/L，浓缩液进入蒸发结晶过程。微滤和纳滤过程水温为10-35℃。
步骤三：将来自步骤二中的废水进行蒸发结晶，回收无机盐，同时将蒸发的水分冷却后回收，结晶母液冷却至20-40℃，然后与纳滤所得滤过液一起经生化处理后达标排放。
实施例5
本实施例提供一种絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂可用于本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，该絮凝剂的制备方法如下：
步骤一：将壳聚糖溶解于稀硝酸溶液中，形成浓度为20-30%wt的壳聚糖溶液；向其中加入EDTA二钠，然后搅拌的条件下加入无水乙醇使溶液变成乳白色。其中，EDTA二钠与壳聚糖的质量之比为1:75。然后将溶液转入反应釜中，180-220℃下反应4-6h，得到纳米壳聚糖溶液。
步骤二：依次向纳米壳聚糖溶液中加入三聚磷酸钠溶液和十二烷基苯磺酸钠，在功率为800w，频率为24KHz的超声条件下加热至40-60℃保温活化2-4h，得到活性纳米壳聚糖溶液。其中，三磷酸钠与壳聚糖的质量之比为1:60，十二烷基苯磺酸钠与壳聚糖的质量之比为1: 40。
步骤三：按照壳聚糖与聚合氯化铝的质量比为1:3-5取聚合氯化铝，将其溶于去离子水中得到浓度为15-25%的聚合氯化铝溶液，然后在1800-3000r/min的搅拌条件下将活性纳米壳聚糖溶液匀速加入聚合氯化铝溶液中，继续保温反应1-2h得到粗品溶液。
步骤四：粗品溶液在冰浴条件下陈化2-4h，然后加入无水乙醇进行沉淀，完全沉淀后取沉淀在60℃进行干燥即得。
实施例6
本实施例提供一种旋流过滤器，该旋流过滤器用于本发明的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法中的初级过滤，该旋流过滤器的结构如下：
如图2-图3所示，初级过滤器包括筒体1，筒体1的内径由上往下依次减小。筒体1上方侧壁设置有进水口11，进水口11与筒体1的内壁相切。进水口11处设置有加药装置，加药装置中盛装有絮凝剂以向高含盐改性淀粉废水加入絮凝剂，将淀粉充分絮凝，便于初级过滤器的过滤。絮凝剂可选用现有技术的任意絮凝剂。
筒体1的顶部设置有出水口12。筒体1的底部设置有固相出口13，共享出口13连接至滤饼收集器。筒体1的内部中间设置有导流筒14，导流筒14上端连接至筒体1的顶壁，与出水口12连通，导流筒14的下端向筒体1的底部延伸，与筒体1的之间间隔设置，留有空隙。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
将高含盐改性淀粉废水进行初级过滤，滤出其中的大颗粒淀粉；
将经初级过滤的废水经高级过滤得到含无机盐的废水；
将含无机盐的废水进行蒸发结晶，回收无机盐，同时将蒸发的水分冷却后回收，结晶母液冷却经生化处理后达标排放。
2.根据权利要求1所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，初级过滤采用旋流过滤器进行两级旋流过滤；废水沿旋流过滤器的切线方向进入后首先形成向下旋流进行第一次旋流过滤，然后形成向上旋流进行第二次旋流过滤，最后液体从顶部输出，固相从底部输出。
3.根据权利要求2所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，在初级过滤器的内部中央设置导流筒以将向下旋流和向上旋流分开。
4.根据权利要求3所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，初级过滤前，向废水中加入絮凝剂，所述絮凝剂为纳米壳聚糖改性聚合氯化铝，其采用如下方法制备而成：
（1）将壳聚糖完全溶解于稀硝酸中，加入EDTA二钠盐，然后加入无水乙醇使溶液变成乳白色，然后转入反应釜中，180-220℃下反应4-6h，得到纳米壳聚糖溶液；
（2）超声条件下依次向纳米壳聚糖溶液中加入三聚磷酸钠溶液、阴离子表面活性剂，40-60℃下保温活化2-4h，得到活性纳米壳聚糖溶液；
（3）将聚合氯化铝完全溶解于去离子水中，然后在1800-3000r/min下将活性纳米壳聚糖溶液匀速加入聚合氯化铝溶液中，继续保温反应1-2h得到粗品溶液；
（4）粗品溶液在冰浴条件下陈化2-4h，然后加入无水乙醇进行沉淀，完全沉淀后取沉淀进行干燥即得。
5.根据权利要求4所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，壳聚糖与聚合氯化铝的质量比为1:3-5。
6.根据权利要求5所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，阴离子表面活性剂选自烷基磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、烷基甘油醚磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐中的任意一种，阴离子表面活性剂与壳聚糖的质量之比为1:30-40。
7.根据权利要求1所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，高级依次包括微滤和纳滤，其中微滤的滤径为0.22μm。
8.根据权利要求7所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，初级过滤的水温为5-40℃，高级过滤水温为10-35℃。
9.根据权利要求8所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，微滤后所得的浓缩液返回至初级过滤过程，进行再次处理，滤过液进行纳滤过程；纳滤所得的滤过液直接进入生化处理过程，且该滤过液中TDS含量不高于1000mg/L，浓缩液进入蒸发结晶过程。
10.根据权利要求9所述的从高含盐改性淀粉废水中回收无机盐的方法，其特征在于，结晶母液冷却至20-40℃后与纳滤所得滤过液一起进行生化处理。
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