專利名稱：利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柑橘廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及了一種利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法。
背景技術(shù)：
果膠是一種天然線性高分子化合物，是人體膳食纖維的主要成分。由于果膠具有良好的膠凝性和乳化穩(wěn)定性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥以及化妝品工業(yè)中。特別是在食品工業(yè)中，高酯化果膠常用作制造果醬、糖果、果凍類、嬰兒食品及果汁的穩(wěn)定劑和乳化劑；在紡織工業(yè)生產(chǎn)中可代替淀粉而無需其它輔助劑；在醫(yī)藥工業(yè)中可用來制造止血劑、解毒劑、血漿代用品等。目前，世界果膠的年需求量近20000噸，我國需求量達(dá)1500噸以上，而且正以每年15%的速度增長，我國大部分依靠進(jìn)口。因此，探索提高果膠產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的新方法具有重大意義?！じ涕偌庸さ乃釅A處理工序產(chǎn)生的廢水中含有的較高濃度的果膠，不但是對廢水的有機(jī)負(fù)荷的主要成分之一，而且也嚴(yán)重影響廢水的后續(xù)處理工藝。與此同時，柑橘加工廢水中的果膠也是一種重要的果膠資源，但廢水中的一些金屬離子和小顆粒物質(zhì)對果膠的溶解性和純度有較大影響，所以在水樣預(yù)處理階段除去干擾離子，可以提高果膠的產(chǎn)量和質(zhì)量。常規(guī)的柑橘廢水處理方法有很多，傳統(tǒng)的方法是將廢水直接加醇沉淀，該方法雖然提取速度較快，但所得果膠純度不高。采用鹽析法提取果膠生產(chǎn)成本較低，但產(chǎn)品灰分含量較高、色澤較深、品質(zhì)較次。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，采用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂預(yù)處理水樣，樹脂可以有效地吸附廢水中的鈣、鎂等金屬離子和小顆粒雜質(zhì)，其操作簡單，能有效提高果膠產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)。同時預(yù)處理后的樹脂再生后可以重復(fù)利用，節(jié)約了處理成本，具有處理效果好、操作簡單、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決
利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，方法如下
步驟a.預(yù)處理在溫度為85-95°C的條件下，向柑橘廢水中加入強(qiáng)酸性陽離子交換樹月旨，調(diào)節(jié)廢水的PH為1-3，恒溫振蕩60-120min，得到預(yù)處理后的果膠溶液；
步驟b.將經(jīng)預(yù)處理后的果膠溶液過濾，過濾后分別得到樹脂和濾液；將濾液冷卻到室溫，加醇沉淀，靜置60-90min ；
步驟c.對濾液進(jìn)行離心分離，提取分離沉淀物于40-55°C下烘干，得到果膠；
步驟d.樹脂再生步驟b中得到的樹脂，用蒸餾水洗至中性后，用2mol/L鹽酸浸泡
O.3-4h，然后用體積為樹脂4倍的2mol/L鹽酸溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性；再用2mol/L氫氧化鈉浸泡O. 3-4h，用體積為樹脂4倍的2mol/L氫氧化鈉溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性；最后用體積為樹脂4倍的2mol/L鹽酸溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性即可作為原料樹脂重復(fù)利用，樹脂再生效率可達(dá)95%以上。作為優(yōu)選，所述的步驟a中每升柑橘廢水中加入的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的量為l-5g。作為優(yōu)選,所述的步驟b中振蕩的速率控制在30-60 r/min。作為優(yōu)選，所述的步驟b中加入的醇與濾液的體積比為(I. 1-1. 3) :1。作為優(yōu)選，所述的酸性陽離子交換樹脂的粒徑為30-50目。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果
本發(fā)明通過陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘罐頭廢水，由陽離子交換樹脂吸附廢水中的鈣、鎂等金屬離子和小顆粒物質(zhì)，降低了水中金屬離子和小顆粒物質(zhì)對果膠的影響，克服了傳統(tǒng)工藝提取純度不高的缺陷，同時也提高了提取效率；其次投加的樹脂可以通過處理再 生并重復(fù)使用，避免了產(chǎn)生二次污染和資源浪費；本發(fā)明采用了陽離子交換樹脂預(yù)處理廢水的方法，同時吸附后的樹脂經(jīng)過再生可再次投入使用。該方法不僅操作簡單、不產(chǎn)生二次污染，還可以提高果膠產(chǎn)量和品質(zhì)，具有較好的實用價值。


圖I是本發(fā)明從柑橘廢水中提取果膠的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖I與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
實施例I
湖南某柑橘罐頭廠實際水樣中，果膠含量約為5000mg/L，該廢水呈弱酸性，pH為3 5，SS約為500mg/L。經(jīng)處理后廢水中果膠含量低于1600 mg/L。按照本發(fā)明的操作工藝，如附圖所示的處理工藝流程，進(jìn)行廢水中果膠的提取。其方法步驟如下
強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的預(yù)處理
將干的732型陽離子交換樹脂用蒸餾水浸泡過夜或攪拌2h，使充分溶漲；用4倍體積的2mol/L的鹽酸浸泡Ih或攪拌O. 5h，傾去清液，洗至中性；再用2mol/L的氫氧化鈉溶液處理，方法同上，最后用2mol/L的鹽酸處理，使轉(zhuǎn)化為氫型樹脂，洗至中性，烘干后待用。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂預(yù)處理廢水
在溫度為90°C下，向每升廢水中加入3g732型陽離子交換樹脂，調(diào)節(jié)廢水的pH值為3，將含有樹脂的廢水放入恒溫振湯器中振湯，振湯時間控制在90min,振湯速率控制在40 r/min,處理完畢后得到果膠溶液。提取果膠
在預(yù)處理完成后，冷卻果膠溶液至室溫，向冷卻液中加入1.1倍體積的異丙醇溶液，靜置沉淀，分離沉淀即可得濕果膠。樹脂再生
使用后的樹脂，用蒸餾水洗至中性，再用2mol/L鹽酸浸泡2h，然后用體積為樹脂4倍的2mol/L鹽酸溶液淋洗,用蒸餾水洗至中性；用2mol/L氫氧化鈉浸泡2h，再用體積為樹脂4倍的2mol/L氫氧化鈉溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性；最后用體積為樹脂4倍的2mol/L鹽酸溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性即可，樹脂再生效率可達(dá)95%以上。以柑橘廢水中果膠的提取率為例，由測量結(jié)果可知，采用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂預(yù)處理后的廢水果膠提取率為68. 60%，產(chǎn)品灰分含量較低、色澤較淺、酯化度較高，滿足高品質(zhì)果膠的標(biāo)準(zhǔn)，具體參數(shù)如表I所示。
權(quán)利要求
1.利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，其特征在于，方法如下 步驟a.預(yù)處理在溫度為85-95°C的條件下，向柑橘廢水中加入強(qiáng)酸性陽離子交換樹月旨，調(diào)節(jié)廢水的PH為1-3，恒溫振蕩60-120min，得到預(yù)處理后的果膠溶液； 步驟b.將經(jīng)預(yù)處理后的果膠溶液過濾，過濾后分別得到樹脂和濾液；將濾液冷卻到室溫，加醇沉淀，靜置60-90min ； 步驟c.對濾液進(jìn)行離心分離，提取分離沉淀物于40-55°C下烘干，得到果膠； 步驟d.樹脂再生步驟b中得到的樹脂，用蒸餾水洗至中性后，用2mol/L鹽酸浸泡O.3-4h，然后用體積為樹脂4倍的2mol/L鹽酸溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性；再用2mol/L氫氧化鈉浸泡O. 3-4h，用體積為樹脂4倍的2mol/L氫氧化鈉溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性；最后用體積為樹脂4倍的2mol/L鹽酸溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性即可作為原料樹脂重復(fù)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，其特征在于所述的步驟a中每升柑橘廢水中加入的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的量為l_5g。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，其特征在于所述的步驟b中振蕩的速率控制在30-60 r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，其特征在于所述的步驟b中加入的醇與濾液的體積比為(I. 1-1. 3) :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，其特征在于所述的酸性陽離子交換樹脂的粒徑為30-50目。
全文摘要
本發(fā)明屬于柑橘廢水處理領(lǐng)域，公開了一種利用陽離子交換樹脂預(yù)處理柑橘加工廢水的方法，方法如下柑橘廢水中加入強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，調(diào)節(jié)廢水的pH為1-3，恒溫振蕩，得預(yù)處理后的果膠溶液；將果膠溶液過濾，過濾后分別得到樹脂和濾液；將濾液冷卻到室溫，加醇沉淀，靜置；對濾液進(jìn)行離心分離，提取分離沉淀物烘干，得到果膠；樹脂再生樹脂用蒸餾水洗至中性后，經(jīng)鹽酸浸泡、淋洗，用蒸餾水洗至中性；再用氫氧化鈉浸泡、淋洗，用蒸餾水洗至中性；最后用鹽酸溶液淋洗，用蒸餾水洗至中性即可作為原料樹脂重復(fù)利用。本發(fā)明預(yù)處理后的樹脂再生后可以重復(fù)利用，節(jié)約了處理成本，具有處理效果好、操作簡單、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。
文檔編號C02F103/26GK102838230SQ201210303698
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者楊春平, 陳兵兵, 黎想, 代傳花, 呂黎, 曾光明, 何慧軍, 余關(guān)龍 申請人:浙江工商大學(xué)