CN1298637C - 含色素废碱液中回收氢氧化钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含色素废碱液中回收氢氧化钠的方法，将含色素废碱液收集到储罐内，储罐通过管路与膜分离装置连成循环系统，通过泵加压，使废碱液在储罐与膜分离装置之间不断循环流动，循环过程中不断透过膜层流出的滤液即为NaOH溶液，截留在膜层内的未透过原液继续循环流动，随着滤液的流出，原液中色素不断增浓，直至分离完毕；膜分离装置采用孔径为0.3nm～800nm的陶瓷膜、不锈钢膜或有机膜。本发明通过物理方法分离回收纯化的NaOH溶液，无需外加助剂，处理过程中也不会产生新的污染物，工艺简单；回收的氢氧化钠溶液可继续用于对吸附了色素的吸附剂的冲洗再生。
Description
技术领域
本发明涉及一种用膜分离技术回收含色素废碱液中的氢氧化钠的方法。
背景技术
在某些含有吸附剂脱除色素工艺的生产领域中，氢氧化钠碱液被用于吸附剂的再生，从而产生大量含色素的废碱液。例如国内生物发酵领域采用吸附剂进行产品精制，用于吸附剂再生而产生的各种含有色素的废碱液量达数千万吨；以谷氨酸为原料制味精的生产中，需用离子交换树脂和活性炭吸附剂精制脱色，每生产1吨味精，仅颗粒活性炭吸附剂的再生就需消耗5％浓度的碱液约0.6吨，国内此行业产生废碱液约90万吨/年；在头孢菌素C原料药生产中，使用大孔吸附树脂和离子交换树脂吸附剂，每处理1吨发酵液，需消耗吸附剂再生用的碱液(NaOH浓度为2％～5％)3～4吨，每年产生废碱液约200万吨。此外，食品行业、天然植物深加工行业等色素吸附剂的再生也消耗大量的碱液。目前，各种废碱液主要经过酸碱中和生成无机盐，随后作进一步的环保处理，不仅浪费大量的资源，消耗大量的治污费用，而且色素、无机盐等污染物仍然得不到彻底的治理，严重影响环境。
国内治理废碱液的方法中，有一些专利报道，例如专利(申请号：89102305.4)中，报道了石墨提纯中废碱液的回收利用方法；专利(专利号：ZL92104443.7)介绍了蒸发-浓缩治理有机废碱液的方法；专利(专利号：ZL00108483.6)介绍了煤灰中和法治理废碱液的方法。上述各种方法中，有些废碱液与本发明所关注的含色素废碱液的成分构成上不一样，有些方法采用了添加助剂和废碱液加热蒸发浓缩的方法，工艺复杂，耗能大。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单，效率高，成本低，基本无污水排放的含色素废碱液的回收利用新方法。
本发明回收利用含色素废碱液的方法如下：将含色素废碱液收集到储罐内，储罐通过管路与膜分离装置连成循环系统，开启系统加压泵，使废碱液在储罐与膜分离装置之间不断循环流动，循环过程中，NaOH溶液透过膜层不断被分离滤出，收集该滤液，截留在膜层内的未透过原液继续循环流动，并随着滤液的流出，原液中色素杂质不断增浓，直至分离完毕；所说的膜分离装置采用孔径为0.3nm～800nm的陶瓷膜、不锈钢膜或有机膜。
所说的分离膜是管式或卷式膜元件。
NaOH存在于滤液中，可作为吸附剂再生液再利用；色素及其它一些大分子杂质被膜分离层截留，残留在浓缩液中，可将浓缩液送至焚烧炉焚烧处理。
根据废碱液中所含色素及杂质组分的种类和微粒大小，循环系统中采用单级或多级膜分离装置，后者由一种以上不同孔径膜组合而成，即物料先经大孔径膜过滤截留大颗粒杂质，流出的滤液再经小孔径膜截留小分子微粒，截留在各级膜层内的原液在浓缩到一定程度后可合并处理或者分别处理，最后一级流出的滤液被收集。
所说的多级分离膜装置中，各级膜是同一材质或不同材质的膜。
本发明回收方法适用于NaOH含量小于30％的废碱液回收，废碱液中可含有部分悬浮颗粒和有机溶剂，但温度不宜大于90℃。
本发明根据色素成分等杂质一般为大分子物质，而NaOH是小分子无机物的特点，利用分离膜材料耐碱性侵蚀的特性，实现NaOH与大分子组分分离的目的，达到脱除氢氧化钠溶液中各种色素成分和其它杂质成分的目的。与传统的酸碱中和加环保治理的方法相比，本方法主要通过物理方法分离，无需外加助剂，处理过程中也不会产生新的污染物，工艺简单；纯化得到的氢氧化钠溶液可继续回收利用，形成附加值，提高了资源利用率，大大降低了环保治理费用，降低了治理成本，提高了水资源的循环利用水平，经济和社会效益显著。
附图说明
图1是本发明含色素废碱液中回收氢氧化钠的工艺流程框图。
图2是本发明采用二级膜分离回收氢氧化钠的工艺流程框图，是图1的一个应用实例。
图1表示，含色素废碱液(在泵加压下)，经过膜分离装置，分成滤过液和未滤过液两股物流，NaOH溶液以滤液形式被收集；未滤过液被增浓并返回原液中，继续循环分离并不断增浓；最后得到色素浓缩液，送至焚烧治理。收集到的NaOH溶液回收再利用。
图2中，含色素废碱液物料先经大孔径膜过滤截留大颗粒杂质，流出的滤液再经小孔径膜截留小分子微粒，截留在各级膜层内的原液在浓缩到一定程度后可合并处理或者分别处理，最后一级流出的滤液被收集。
具体实施方式
实施例1 谷氨酸脱色柱碱洗后废碱液的回收
谷氨酸经过粉状活性炭吸附脱色后，再经过颗粒活性炭吸附柱脱色。吸附柱用5％的氢氧化钠溶液冲洗再生，收集氢氧化钠废液。
收集得到温度50℃的含色素废碱液200Kg，其中含NaOH 4.5％，色素0.5％，另含有微量的活性炭微粒以及其它杂质成分。采用膜孔径为200nm、膜面积为1m2的陶瓷管式膜以及膜孔径为0.6nm、面积为8m2的纳滤卷式膜，组合成二级膜分离装置，流程如附图所示。如图2所示，含色素废碱液与大孔径陶瓷膜之间不断地循环流动，组成一级膜分离装置，膜内截留大颗粒杂质，滤出澄清废液；从陶瓷膜滤出的澄清液与膜孔径为0.6nm的纳滤膜之间不断地循环流，组成二级膜分离装置，膜截留小分子微粒，从纳滤膜滤出液为氢氧化钠溶液。以上过滤进行2小时，得到脱除了色素及悬浮杂质的氢氧化钠溶液187Kg，残余色素浓缩液约13Kg。一级陶瓷膜预过滤截留物与二级膜截留的色素浓缩液可一起送去焚烧处理。
实施例2 头孢菌素C吸附柱碱洗后废碱液的回收
头孢菌素C发酵液经过陶瓷膜过滤脱除菌丝体和大分子杂质后，经过预吸附柱、大孔吸附柱、离子交换吸附柱精制。各吸附柱再生时采用2％～5％的氢氧化钠溶液洗脱。
取混合洗脱液213Kg，温度40℃，NaOH含量4％，色素含量0.5％。用膜孔径为0.6nm、面积为8m2的纳滤卷式膜分离装置，过滤2h，得到脱除了色素和悬浮杂质的氢氧化钠溶液198Kg，残余色素浓缩液约15Kg。
Claims (4)
1.一种含色素废碱液中回收氢氧化钠的方法，其特征是将含色素废碱液收集到储罐内，储罐通过管路与膜分离装置连成循环系统，开启系统加压泵，使废液在储罐与膜分离系统之间不断循环流动，循环过程中，NaOH溶液透过膜层不断被分离滤出，收集该滤液；截留在膜层内的未透过原液继续循环流动，并随着滤液的不断流出，原液中色素杂质不断增浓，直至分离完毕；分离滤出NaOH溶液回收再利用；所说的膜分离装置采用孔径为0.3～800nm的陶瓷膜，不锈钢膜或有机膜。
2.根据权利要求1所述的含色素废碱液中回收氢氧化钠的方法，其特征是所说的分离膜是管式或卷式膜元件。
3.根据权利要求1或2所述的含色素废碱液中回收氢氧化钠的方法，其特征是循环系统中采用单级或多级分离装置，后者由一种以上不同孔径膜组成，即物料先经大孔径膜过滤截留大颗粒杂质，流出的滤液再经小孔径膜截留小分子微粒，收集最后一级氢氧化钠滤液，截留在各级膜层内的原液在循环浓缩至一定浓度后，合并或者分别处理。
4.根据权利要求3所述的含色素废碱液中回收氢氧化钠的方法，其特征是所说多级分离装置中，各级膜是同一材质或不同材质的膜。
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20080808 Address after: No. 20, No. three, national hi tech Industrial Development Zone, Nanjing, Jiangsu Patentee after: JIANGSU JIUWU HITECH Co.,Ltd. Address before: No. 5, new model street, Nanjing, Jiangsu Patentee before: Nanjing Tech University |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070207 Termination date: 20170808 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |