專利名稱：含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用膜分離技術(shù)回收含色素廢堿液中的氫氧化鈉的方法。
背景技術(shù)：
在某些含有吸附劑脫除色素工藝的生產(chǎn)領(lǐng)域中，氫氧化鈉堿液被用于吸附劑的再生，從而產(chǎn)生大量含色素的廢堿液。例如國內(nèi)生物發(fā)酵領(lǐng)域采用吸附劑進(jìn)行產(chǎn)品精制，用于吸附劑再生而產(chǎn)生的各種含有色素的廢堿液量達(dá)數(shù)千萬噸；以谷氨酸為原料制味精的生產(chǎn)中，需用離子交換樹脂和活性炭吸附劑精制脫色，每生產(chǎn)1噸味精，僅顆?；钚蕴课絼┑脑偕托柘?％濃度的堿液約0.6噸，國內(nèi)此行業(yè)產(chǎn)生廢堿液約90萬噸/年；在頭孢菌素C原料藥生產(chǎn)中，使用大孔吸附樹脂和離子交換樹脂吸附劑，每處理1噸發(fā)酵液，需消耗吸附劑再生用的堿液(NaOH濃度為2％～5％)3～4噸，每年產(chǎn)生廢堿液約200萬噸。此外，食品行業(yè)、天然植物深加工行業(yè)等色素吸附劑的再生也消耗大量的堿液。目前，各種廢堿液主要經(jīng)過酸堿中和生成無機(jī)鹽，隨后作進(jìn)一步的環(huán)保處理，不僅浪費大量的資源，消耗大量的治污費用，而且色素、無機(jī)鹽等污染物仍然得不到徹底的治理，嚴(yán)重影響環(huán)境。
國內(nèi)治理廢堿液的方法中，有一些專利報道，例如專利(申請?zhí)?9102305.4)中，報道了石墨提純中廢堿液的回收利用方法；專利(專利號ZL92104443.7)介紹了蒸發(fā)—濃縮治理有機(jī)廢堿液的方法；專利(專利號ZL00108483.6)介紹了煤灰中和法治理廢堿液的方法。上述各種方法中，有些廢堿液與本發(fā)明所關(guān)注的含色素廢堿液的成分構(gòu)成上不一樣，有些方法采用了添加助劑和廢堿液加熱蒸發(fā)濃縮的方法，工藝復(fù)雜，耗能大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單，效率高，成本低，基本無污水排放的含色素廢堿液的回收利用新方法。
本發(fā)明回收利用含色素廢堿液的方法如下將含色素廢堿液收集到儲罐內(nèi)，儲罐通過管路與膜分離裝置連成循環(huán)系統(tǒng)，開啟系統(tǒng)加壓泵，使廢堿液在儲罐與膜分離裝置之間不斷循環(huán)流動，循環(huán)過程中，NaOH溶液透過膜層不斷被分離濾出，收集該濾液，截留在膜層內(nèi)的未透過原液繼續(xù)循環(huán)流動，并隨著濾液的流出，原液中色素雜質(zhì)不斷增濃，直至分離完畢；所說的膜分離裝置采用孔徑為0.3nm～800nm的陶瓷膜、不銹鋼膜或有機(jī)膜。
所說的分離膜是管式或卷式膜元件。
NaOH存在于濾液中，可作為吸附劑再生液再利用；色素及其它一些大分子雜質(zhì)被膜分離層截留，殘留在濃縮液中，可將濃縮液送至焚燒爐焚燒處理。
根據(jù)廢堿液中所含色素及雜質(zhì)組分的種類和微粒大小，循環(huán)系統(tǒng)中采用單級或多級膜分離裝置，后者由一種以上不同孔徑膜組合而成，即物料先經(jīng)大孔徑膜過濾截留大顆粒雜質(zhì)，流出的濾液再經(jīng)小孔徑膜截留小分子微粒，截留在各級膜層內(nèi)的原液在濃縮到一定程度后可合并處理或者分別處理，最后一級流出的濾液被收集。
所說的多級分離膜裝置中，各級膜是同一材質(zhì)或不同材質(zhì)的膜。
本發(fā)明回收方法適用于NaOH含量小于30％的廢堿液回收，廢堿液中可含有部分懸浮顆粒和有機(jī)溶劑，但溫度不宜大于90℃。
本發(fā)明根據(jù)色素成分等雜質(zhì)一般為大分子物質(zhì)，而NaOH是小分子無機(jī)物的特點，利用分離膜材料耐堿性侵蝕的特性，實現(xiàn)NaOH與大分子組分分離的目的，達(dá)到脫除氫氧化鈉溶液中各種色素成分和其它雜質(zhì)成分的目的。與傳統(tǒng)的酸堿中和加環(huán)保治理的方法相比，本方法主要通過物理方法分離，無需外加助劑，處理過程中也不會產(chǎn)生新的污染物，工藝簡單；純化得到的氫氧化鈉溶液可繼續(xù)回收利用，形成附加值，提高了資源利用率，大大降低了環(huán)保治理費用，降低了治理成本，提高了水資源的循環(huán)利用水平，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。


圖1是本發(fā)明含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的工藝流程框圖。
圖2是本發(fā)明采用二級膜分離回收氫氧化鈉的工藝流程框圖，是圖1的一個應(yīng)用實例。
圖1表示，含色素廢堿液(在泵加壓下)，經(jīng)過膜分離裝置，分成濾過液和未濾過液兩股物流，NaOH溶液以濾液形式被收集；未濾過液被增濃并返回原液中，繼續(xù)循環(huán)分離并不斷增濃；最后得到色素濃縮液，送至焚燒治理。收集到的NaOH溶液回收再利用。
圖2中，含色素廢堿液物料先經(jīng)大孔徑膜過濾截留大顆粒雜質(zhì)，流出的濾液再經(jīng)小孔徑膜截留小分子微粒，截留在各級膜層內(nèi)的原液在濃縮到一定程度后可合并處理或者分別處理，最后一級流出的濾液被收集。
具體實施例方式
實施例1 谷氨酸脫色柱堿洗后廢堿液的回收谷氨酸經(jīng)過粉狀活性炭吸附脫色后，再經(jīng)過顆粒活性炭吸附柱脫色。吸附柱用5％的氫氧化鈉溶液沖洗再生，收集氫氧化鈉廢液。
收集得到溫度50℃的含色素廢堿液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雜質(zhì)成分。采用膜孔徑為200nm、膜面積為1m2的陶瓷管式膜以及膜孔徑為0.6nm、面積為8m2的納濾卷式膜，組合成二級膜分離裝置，流程如附圖所示。如圖2所示，含色素廢堿液與大孔徑陶瓷膜之間不斷地循環(huán)流動，組成一級膜分離裝置，膜內(nèi)截留大顆粒雜質(zhì)，濾出澄清廢液；從陶瓷膜濾出的澄清液與膜孔徑為0.6nm的納濾膜之間不斷地循環(huán)流，組成二級膜分離裝置，膜截留小分子微粒，從納濾膜濾出液為氫氧化鈉溶液。以上過濾進(jìn)行2小時，得到脫除了色素及懸浮雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液187Kg，殘余色素濃縮液約13Kg。一級陶瓷膜預(yù)過濾截留物與二級膜截留的色素濃縮液可一起送去焚燒處理。
實施例2 頭孢菌素C吸附柱堿洗后廢堿液的回收頭孢菌素C發(fā)酵液經(jīng)過陶瓷膜過濾脫除菌絲體和大分子雜質(zhì)后，經(jīng)過預(yù)吸附柱、大孔吸附柱、離子交換吸附柱精制。各吸附柱再生時采用2％～5％的氫氧化鈉溶液洗脫。
取混合洗脫液213Kg，溫度40℃，NaOH含量4％，色素含量0.5％。用膜孔徑為0.6nm、面積為8m2的納濾卷式膜分離裝置，過濾2h，得到脫除了色素和懸浮雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液198Kg，殘余色素濃縮液約15Kg。
權(quán)利要求
1.一種含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的方法，其特征是將含色素廢堿液收集到儲罐內(nèi)，儲罐通過管路與膜分離裝置連成循環(huán)系統(tǒng)，開啟系統(tǒng)加壓泵，使廢堿液在儲罐與膜分離裝置之間不斷循環(huán)流動，循環(huán)過程中，NaOH溶液透過膜層不斷被分離濾出，收集該濾液；截留在膜層內(nèi)的未透過原液繼續(xù)循環(huán)流動，并隨著濾液的流出，原液中色素雜質(zhì)不斷增濃，直至分離完畢；分離濾出NaOH溶液回收再利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的方法，其特征是所說的膜分離裝置采用孔徑為0.3nm～800nm的陶瓷膜、不銹鋼膜或有機(jī)膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的方法，其特征是所說的分離膜是管式或卷式膜元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的方法，其特征是循環(huán)系統(tǒng)中采用單級或多級膜分離裝置，后者由一種以上不同孔徑膜組合而成，即物料先經(jīng)大孔徑膜過濾截留大顆粒雜質(zhì)，流出的濾液再經(jīng)小孔徑膜截留小分子微粒，收集最后一級氫氧化鈉溶液濾液，截留在各級膜層內(nèi)的原液在循環(huán)濃縮至一定濃度后，合并或者分別處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的方法，其特征是所說多級分離膜裝置中，各級膜是同一材質(zhì)或不同材質(zhì)的膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含色素廢堿液中回收氫氧化鈉的方法，將含色素廢堿液收集到儲罐內(nèi)，儲罐通過管路與膜分離裝置連成循環(huán)系統(tǒng)，通過泵加壓，使廢堿液在儲罐與膜分離裝置之間不斷循環(huán)流動，循環(huán)過程中不斷透過膜層流出的濾液即為NaOH溶液，截留在膜層內(nèi)的未透過原液繼續(xù)循環(huán)流動，隨著濾液的流出，原液中色素不斷增濃，直至分離完畢；膜分離裝置采用孔徑為0.3nm～800nm的陶瓷膜、不銹鋼膜或有機(jī)膜。本發(fā)明通過物理方法分離回收純化的NaOH溶液，無需外加助劑，處理過程中也不會產(chǎn)生新的污染物，工藝簡單；回收的氫氧化鈉溶液可繼續(xù)用于對吸附了色素的吸附劑的沖洗再生。
文檔編號C01D1/00GK1736892SQ20051004135
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者徐南平, 楊剛, 邢衛(wèi)紅 申請人:南京工業(yè)大學(xué)