CN116282696A - 一种姜半夏废水资源回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种姜半夏废水资源回收的方法，包括：将姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水混合，混合后的废水经第一过滤处理后得到第一滤液和第一废渣；向第一滤液投加清半夏浸泡废水，进行气浮处理后，得到气浮出水和第二废渣；对气浮出水进行氧化处理，得到氧化出水，其中，氧化处理的体系包含强碱/O3/过碳酸盐/Oxone；对氧化出水进行碳分处理，得到碳分液；对碳分液进行第二过滤处理，得到第二滤液和滤渣；用洗脱剂对滤渣进行洗脱，得到包含滤渣的洗脱液；对洗脱液进行第一pH调节处理后，得到含硫酸铝的液体。本发明实现了姜半夏废水中铝资源、钾资源和水资源的全面回收且回收效率高，实现了显著的环境效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于废水资源回收领域，尤其涉及一种姜半夏废水资源回收的方法。
背景技术
姜半夏废水包括姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水，其中姜半夏熬煮废水为半夏与明矾、姜汁熬煮时产生的废水。姜半夏废水中铝钾含量和有机物含量高，是一种难生物降解且生物毒性大的高浓有机工业废水。清半夏废水是半夏与明矾浸泡时产生的废水，包括清半夏浸泡废水和清半夏淘洗废水，清半夏废水与姜半夏废水具有相似的有机物组成，处理都较为困难，尤其是姜半夏废水。目前姜半夏废水多通过生物法对其进行处理，但因其生物毒性大，给生物处理系统的快速启动和稳定运行造成极大障碍；同时生物处理后的出水中铝钾含量高，不仅毒害环境还浪费了宝贵的铝钾资源，一直是姜半夏废水处理的技术难题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种姜半夏废水资源回收的方法，以期至少能够解决上述提及的技术问题的一部分。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一种姜半夏废水资源回收的方法，包括：
将姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水混合，混合后的废水经第一过滤处理后得到第一滤液和第一废渣；
向第一滤液投加清半夏浸泡废水，进行气浮处理后，得到气浮出水和第二废渣；
对气浮出水进行氧化处理，得到氧化出水，其中，氧化处理的体系包含强碱/O3(臭氧)/过碳酸盐/Oxone(过一硫酸氢钾复合盐)；
对氧化出水进行碳分处理，得到碳分液；
对碳分液进行第二过滤处理，得到第二滤液和滤渣；
用洗脱剂对滤渣进行洗脱，得到包含滤渣的洗脱液；
对洗脱液进行第一pH调节处理后，得到含硫酸铝的液体。
从上述技术方案可以看出，本发明姜半夏废水资源回收的方法至少具备以下有益效果其中之一或其中一部分：
姜半夏熬煮废水和清半夏废水中含有丰富的铝钾资源，基于此特点，将其回收作为钾肥和废水混凝处理药剂的来源。通过将姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水混合，降低姜半夏熬煮废水浓度以利于后续处理，同时实现姜半夏淘洗废水的资源化利用。混合后的废水经第一过滤后，得到第一滤液和第一废渣，将清半夏浸泡废水作为气浮剂加入至第一滤液中进行气浮处理，利用清半夏浸泡废水中富含的硫酸铝，将第一滤液中有机物絮凝而降低气浮出水中有机物的浓度，实现混合废水中有机物的初步去除，同时也实现部分清半夏浸泡废水的资源化利用。
对气浮出水进行强碱/O3/过碳酸盐/Oxone氧化处理，能够将气浮出水中有机物氧化分解，显著降低气浮出水的COD，有利于提高后续碳分处理的效果。氧化出水经碳分处理后得到碳分液，其含有氢氧化铝及絮体。碳分液经第二过滤处理实现铝资源和钾资源的分离，所得的第二滤液中富含的钾元素可以作为钾肥资源回用。利用清半夏淘洗废水对第二过滤处理处理产生的滤渣进行洗脱，得到洗脱液，洗脱液经pH调节后，得到含硫酸铝的液体，能够用作混凝药剂并应用于其他中药废水的处理，由此可以实现铝钾资源的资源化利用。通过上述技术手段，本发明提供的方法不仅实现了姜半夏废水中钾资源、铝资源和水资源的全面回收利用且回收率高，彻底解决了姜半夏废水的处理难题，还实现了部分清半夏废水中钾资源、铝资源和水资源的全面回收利用。此外，还减少了传统意义上商品硫酸铝的使用和固体废弃物的产生，取得了显著的环境效益与经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例中一种姜半夏废水资源回收的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
针对姜半夏废水中含有较为丰富的铝钾资源，将其回收有望将其用作钾肥和混凝药剂，实现铝钾的资源化利用。但是，姜半夏废水的COD浓度高，对姜半夏废水中铝钾资源的回收利用带来困难。为此，本发明提供了一种姜半夏废水资源回收的方法，在姜半夏废水处理过程引入清半夏浸泡废水和清半夏淘洗废水以及气浮、氧化处理、碳分等操作，实现了姜半夏废水中铝资源、钾资源、水资源的回收，回收的硫酸铝资源可用作其他中药废水处理的混凝药剂，回收的钾资源可以用作钾肥，彻底解决了姜半夏废水的处理难题。与此同时，还实现了部分清半夏废水中铝资源、钾资源、水资源的回收。另外，在处理的过程中，固体废物的产生量极少。
图1为本发明实施例中一种姜半夏废水资源回收的方法的流程示意图。
具体地，如图1所示，本发明实施例中一种姜半夏废水资源回收的方法主要包括：废水混合、第一过滤、气浮处理、氧化处理、碳分处理、第二过滤、洗脱处理和第一pH调节处理；以及将回收的第一过滤和气浮处理产生的废渣进行沥干、焚烧、冲洗、沉淀和第二pH调节处理，实现姜半夏废水及废渣中铝资源、钾资源和水资源的全面回收，同时固体废弃物产生量极少，以下对上述几个部分进行详细说明：
根据本发明的实施例，废水混合和第一过滤包括：
将姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水混合，混合后的废水经第一过滤处理后得到第一滤液和第一废渣。
其中，姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水混合比例为1∶8-1∶9，如1∶8、1∶9等。在姜半夏熬煮废水处理过程中，引入姜半夏淘洗废水，以此降低姜半夏熬煮废水的浓度，同时实现姜半夏淘洗废水的资源化利用。将混合后的废水通过100-120目的不锈钢滤网过滤，得到第一滤液和第一废渣，其中，第一废渣可以为姜沫、半夏碎屑，第一滤液中含有铝元素和钾元素。
根据本发明的实施例，气浮处理包括：
向第一滤液投加清半夏浸泡废水，进行气浮处理后，得到气浮出水和第二废渣。
其中，清半夏浸泡废水为清半夏浸泡段废水硫酸酸化1小时后，经100-120目滤网过滤后的滤液，清半夏浸泡废水的pH为3.0-3.2，投加量为气浮处理的进水量的2.5-3.5‰。在本发明的实施例中，利用清半夏浸泡废水富含硫酸铝的特点，将清半夏浸泡废水作为气浮药剂加入至第一滤液中，有利于气浮过程中第一滤液中杂质的去除，减少了传统意义上商品硫酸铝气浮剂的使用，降低了姜半夏废水处理的成本，也实现了部分清半夏浸泡废水的资源化利用。
根据本发明的实施例，氧化处理包括：
用强碱先将氧化处理的进水pH调节至12.5-13.5，再投加8～10mg/L的O3、28～30mg/L的过碳酸盐和12～14mg/L的Oxone，进行40-60min的氧化处理，将气浮出水中有机物氧化分解，降低气浮出水的COD，提高后续碳分处理的效果。其中，强碱包括KOH、NaOH等，优选KOH作为pH调节剂能够避免体系中除钾离子之外的其它阳离子的引入；过碳酸盐包括过碳酸钾、过碳酸钠或者其他过碳酸盐，进一步优选过碳酸钾作为氧化剂，避免除钾离子外的其他阳离子进入姜半夏废水中，提升废水回用的适宜度。
根据本发明的实施例，碳分处理包括：
对氧化出水进行碳分处理，得到碳分液，其中，碳分液中包含氢氧化铝及絮体、钾盐。
其中，碳分处理在反应温度为47-59℃、反应时间39～48min，二氧化碳浓度为1.5-1.7％、二氧化碳的通气速率为2.5-3.0mL/min的条件下进行，将氧化出水中的铝酸盐转化成氢氧化铝沉淀及絮体，以便后续对铝资源和钾资源的分类回收。
根据本发明的实施例，第二过滤处理包括：
对碳分液进行第二过滤处理，得到第二滤液和滤渣，其中，第二滤液主要含钾盐，可以作为钾肥资源回用。
根据本发明的实施例，洗脱处理包括：
用洗脱剂对第二过滤处理产生的滤渣进行洗脱，得到包含滤渣的洗脱液，其中，滤渣中主要包括氢氧化铝及絮体，洗脱剂包括清半夏淘洗废水或水中至少一种，其中水可以为自来水、去离子水、超纯水等。进一步优选清半夏淘洗废水作为洗脱剂，清半夏淘洗废水为清半夏淘洗段废水经过100-120目滤网过滤后的滤液，利用清半夏淘洗废水对滤渣进行洗脱，实现了清半夏淘洗废水的资源化利用和清半夏淘洗废水中铝资源回收。
根据本发明的实施例，第一pH调节处理包括：
对洗脱液进行第一pH调节处理后，得到含硫酸铝的液体。
具体地，向洗脱液加入浓硫酸，将洗脱液的pH调节至2.0-2.5，调节处理时间为1.5-2h，搅拌速度为70-90r/min。边搅拌边调节，促使洗脱液中的氢氧化铝及絮体转化成硫酸铝。
根据本发明的实施例，继续如图1所示，一种姜半夏废水资源回收的方法还包括：对第一废渣和第二废渣进行回收；将回收的废渣沥干处理，得到沥液和沥干物。与气浮出水水量相比，沥液量极少，将其回流与气浮出水混合后进行氧化处理；将沥干物焚烧，得到残渣；用冲洗剂对残渣进行冲洗，得到冲洗液，冲洗液经沉淀后得到上清液，并对上清液进行第二pH调节处理，得到含硫酸铝的液体。
具体地，首先，将第一过滤处理后产生的第一废渣和气浮处理产生的第二废渣统一回收处理，并将第一废渣和第二废渣沥干，得到沥干物和沥液，其中，沥干物包括姜末、半夏碎屑；沥液回流，与气浮出水混合后进行氧化处理。
其次，将沥干物进行焚烧，得到残渣，并用冲洗剂冲洗残渣，得到冲洗液。其中，冲洗剂包括清半夏淘洗废水或水中至少一种，其中水可以为自来水、去离子水、超纯水等。进一步，优选清半夏淘洗废水作为冲洗剂，实现清半夏淘洗废水的资源化利用和清半夏淘洗废水中硫酸铝资源的回收。
然后，冲洗液经沉淀1.0-1.5h后，得到上清液，对上清液进行第二pH调节处理，得到含硫酸铝的液体。其中第二pH调节处理包括：用浓硫酸将上清液的pH调节至2.0-2.5，调节处理时间为1.5-2h，搅拌速度为70-90r/min。边搅拌边调节，得到含硫酸铝的液体。
通过将姜半夏废水经气浮、氧化处理、碳分等操作处理后产生的硫酸铝的液体与废渣经焚烧、冲洗、沉淀等处理后产生的硫酸铝液体进行混合，所得到的硫酸铝液体能够用作其他中药废水混凝处理药剂，其中，其他中药废水包括中药提取废水生化出水、中药制剂废水生化出水、中草药渣渗滤液生化出水及其中至少一种。
根据本发明的实施例，通过对第一过滤产生的第一废渣和气浮处理产生的第二废渣的统一回收、沥干、焚烧、冲洗、沉淀和第二pH调节处理，能够实现废渣表面吸附残留的硫酸铝资源的回收，同时极大地减少了固体废弃物的产生量。本发明提供的方法，实现了姜半夏废水及废渣中钾资源、铝资源和水资源的全面回收利用且回收率高，取得了显著的环境效益和经济效益。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明，进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
采用如图1所示的一种姜半夏废水资源回收的方法的流程示意图，进行姜半夏废水资源回收处理，包括以下具体步骤：
废水混合：姜半夏熬煮废水(COD为11000-12000mg/L)与姜半夏淘洗废水(COD为500-600mg/L)按照1：9的比例进行混合，边混合边搅拌，搅拌速度80r/min。
第一过滤处理：将混合后的废水(COD为1200-1300mg/L)通过100～120目的不锈钢滤网过滤，得到第一滤液和第一废渣，第一废渣进行统一收集处理。
气浮处理：向第一滤液加入气浮处理的进水量的3.0‰的清半夏浸泡废水(COD为1500-1600mg/L)作为气浮药剂，进行气浮处理，得到气浮出水(COD为390-420mg/L)和第二废渣，第二废渣进行统一收集处理。
氧化处理(强碱/O3/过碳酸钾/Oxone氧化)：先用KOH将气浮出水pH调节至13，再加入10mg/L的O3、28mg/L的过碳酸钾和13mg/L的Oxone，进行强碱/O3/过碳酸钾/Oxone氧化处理，反应时间为45min，得到氧化出水。
碳分处理：氧化出水(COD为120-150mg/L)在55℃下进行45分钟的碳分处理，得到碳分液，其中二氧化碳浓度为1.5％，通气速率3.0mL/min。
第二过滤处理：对碳分液进行第二过滤处理，得到第二滤液(COD为100-130mg/L)和滤渣，其中，第二滤液作为钾肥资源回用。
洗脱处理：以清半夏淘洗废水为洗涤剂，将滤渣从第二过滤的滤器表面洗脱下来形成洗脱液。
第一pH调节处理：用浓硫酸将洗脱液的pH调节至2.0～2.5，调节时间为1.5～2小时，边调边搅拌(80r/min)，促使硫酸铝生成，得到含硫酸铝的液体，调节后的液体可以用做其他中药废水混凝处理药剂。
另外，还包括废渣回收：将统一回收的第一废渣和第二废渣进行回收，以实现废渣资源化；
沥干处理：将回收的废渣进行沥干处理，得到沥液(COD为3000-4000mg/L)和沥干物，其中，沥液回流，与前述的气浮出水一起进行氧化处理，将沥液中的有机物氧化分解；
焚烧：所得的沥干物在600-650℃焚烧，得到残渣。
冲洗、沉淀及第二pH调节处理：用清半夏淘洗废水(COD为280-310mg/L)对残渣进行冲洗，得到冲洗液，冲洗液沉淀1.0-1.5h得到上清液，并用浓硫酸将上清液液的pH调节至2.0～2.5，调节时间为1.5～2小时，边调边搅拌(80r/min)，此过程得到的硫酸铝液体水量相较于第一pH调节处理的出水量是极少的，可以和经第一pH调节处理后得到的硫酸铝液体混合后(混合后COD为130-150mg/L)，用做其他中药废水混凝处理药剂。
采用本发明提供的姜半夏废水资源回收的方法，钾资源的回收率能够达到95％及以上，铝资源的回收率能够达到90％及以上，说明本发明的方法能够实现铝钾资源的全面回收。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种姜半夏废水资源回收的方法，包括：
将姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水混合，混合后的废水经第一过滤处理后得到第一滤液和第一废渣；
向所述第一滤液投加清半夏浸泡废水，进行气浮处理后，得到气浮出水和第二废渣；
对所述气浮出水进行氧化处理，得到氧化出水，其中，所述氧化处理的体系包含强碱/03/过碳酸盐/Oxone；
对所述氧化出水进行碳分处理，得到碳分液；
对所述碳分液进行第二过滤处理，得到第二滤液和滤渣；
用洗脱剂对所述滤渣进行洗脱，得到包含滤渣的洗脱液；
对所述洗脱液进行第一pH调节处理后，得到含硫酸铝的液体。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对所述第一废渣和第二废渣进行回收处理；
将回收的废渣沥干，得到沥液和沥干物，其中，所述沥液回流，与所述气浮出水混合后进行氧化处理；
将所述沥干物焚烧，得到残渣；
用冲洗剂对所述残渣进行冲洗，得到冲洗液；
所述冲洗液经沉淀后得到上清液，并对所述上清液进行第二pH调节处理，得到含硫酸铝的液体。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述姜半夏熬煮废水和姜半夏淘洗废水混合比例为：1∶8-1∶9。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述清半夏浸泡废水为清半夏浸泡段废水经浓硫酸酸化、过滤后的滤液，pH为3.0-3.2；
所述清半夏浸泡废水的投加量为所述气浮处理的进水量的2.5—3.5‰。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧化处理包括：
先用强碱将氧化处理的进水pH调节至12.5—13.5，再投加8～10mg/L的O3、28～30mg/L的过碳酸盐和12～14mg/L的Oxone；
所述氧化处理的时间优选为40-60min；
所述过碳酸盐优选包括过碳酸钾，所述强碱优选包括KOH。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碳分处理的条件包括：
反应温度为47—59℃；
反应时间为39-48min；
二氧化碳浓度为1.5—1.7％；
二氧化碳的通气速率为2.5-3.0mL/min。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述洗脱剂包括清半夏淘洗废水或水中至少一种，其中，所述清半夏淘洗废水为清半夏淘洗段废水经过滤后的滤液；
所述第一pH调节处理包括：
用浓硫酸将所述洗脱液的pH调节至2.0-2.5，调节时间为1.5-2h。
8.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述冲洗剂包括清半夏淘洗废水或水中至少一种；其中，所述清半夏淘洗废水为清半夏淘洗段废水经过滤后的滤液；
所述第二pH调节处理包括：
用浓硫酸将所述上清液的pH调节至2.0-2.5，调节时间为1.5-2h。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述含硫酸铝的液体用作其他中药废水混凝处理药剂；所述第二滤液作为钾肥资源回用；
所述其他中药废水包括中药提取废水生化出水、中药制剂废水生化出水、中草药渣渗滤液生化出水中至少一种。
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