申請日2013.12.09

　　公開(公告)日2015.06.10

　　IPC分類號C07K1/14; C02F1/52

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法。步驟：(1)加入天然有機(jī)高分子絮凝劑;(2)加入無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑;(3)過濾;(4)烘干、粉碎。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：(1)聯(lián)合利用天然有機(jī)高分子絮凝劑和無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑預(yù)處理天然橡膠廢水，可使粗蛋白質(zhì)最高回收率接近88%，絮凝劑總用量可低至105mg/L;(2)可使回收蛋白質(zhì)后的廢水化學(xué)需氧量(CODCr)值下降70%以上，極易采用氧化曝氣法或常規(guī)活性污泥法對后續(xù)低蛋白質(zhì)濃度廢水進(jìn)行處理;(3)處理工藝簡單，投資成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益明顯。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，其特征在于通過聯(lián)合利用天然有機(jī)高分子絮凝劑和無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑預(yù)處理天然橡膠廢水，可使粗蛋白質(zhì)最高回收率接近88%，絮凝劑總用量可低至105mg/L，并可使回收蛋白質(zhì)后的廢水化學(xué)需氧量(CODCr值)下降70%以上，極易采用氧化曝氣法或常規(guī)活性污泥法對后續(xù)低蛋白質(zhì)濃度廢水進(jìn)行處理。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，該方法的工藝步驟和條件如下：在30轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，向天然橡膠廢水中加入天然有機(jī)高分子絮凝劑溶液，攪拌至少10分鐘，然后加入無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑溶液，攪拌至少10分鐘，接著將溶液靜置至少30分鐘，過濾收集沉淀，在50℃烘干后粉碎即可。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，該方法中所用的天然有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.5~3%，加入后使廢水中天然有機(jī)高分子絮凝劑的濃度為5~90mg/L，攪拌時(shí)間為10~60分鐘。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，該方法中所用的天然有機(jī)高分子絮凝劑可以為殼聚糖、海藻酸鈉、葡甘聚糖中的至少一種。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，該方法中所用的無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為10~20%，加入后使廢水中無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑的濃度為100~1000mg/L，攪拌時(shí)間為10~60分鐘。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，該方法中所用的無機(jī)凝聚劑可以為明礬、硫酸鐵中的至少一種。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，該方法中所用的無機(jī)高分子絮凝劑可以為聚合三氯化鋁、聚合硫酸鐵中的至少一種。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，該方法向天然橡膠廢水中加入絮凝劑后的靜置時(shí)間為30~180分鐘。

　　說明書

　　一種天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)境工程之水處理領(lǐng)域，具體涉及一種天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法。

　　背景技術(shù)

　　天然橡膠具有加工性能好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，它的主要用途有汽車輪胎、膠帶、膠鞋、膠管等，是世界性戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年東南亞天然橡膠種植面積達(dá)1061萬公頃，開割面積達(dá)753萬公頃。由于氣候原因，我國天然橡膠種植面積和產(chǎn)膠量位居世界第5位，且產(chǎn)膠區(qū)主要分布在海南島和云南西雙版納。

　　由橡膠樹采集得到的天然膠乳經(jīng)凝塊、壓皺、脫皮等工藝制成干膠，再進(jìn)一步加工得到天然橡膠制品。在天然橡膠加工過程中，除加氨水保鮮和加甲酸作凝固劑之外，不添加其它任何有毒物質(zhì)，但所排出廢水水量大、酸度高，且含有大量蛋白質(zhì)等水溶性有機(jī)物。天然橡膠加工廢水造成的污染一直制約著橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　現(xiàn)有的天然橡膠生產(chǎn)廢水的處理主要是采用厭氧和兼性塘系統(tǒng)、氧化塘系統(tǒng)、活性污泥系統(tǒng)、生物轉(zhuǎn)盤法、地面排放等，這些方法均不足完善，不能對廢水中大量有機(jī)物進(jìn)行資源化利用。近年來，改進(jìn)的橡膠廢水綜合利用處理方法有(1)利用甲烷菌使廢水厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生沼氣，作為干燥橡膠的部分熱源，但發(fā)酵后廢液依然達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn);(2)采用液態(tài)發(fā)酵法將橡膠廢水制成液態(tài)肥，此方法制得的液態(tài)肥濃度低，銷售過程中運(yùn)輸不便，運(yùn)輸成本高;(3)利用鋸末、谷殼等生物有機(jī)固態(tài)物料吸附橡膠廢水，然后在70~85℃發(fā)酵獲得生物有機(jī)肥(林文權(quán). 一種橡膠生產(chǎn)廢水的處理方法. 中國發(fā)明專利，授權(quán)公告號：CN 102020360 B.)，此方法以橡膠廢水的全部組成為原料，制得的固態(tài)肥含有未發(fā)酵轉(zhuǎn)化的橡膠、樹脂顆粒等固態(tài)物，會堵塞土壤孔隙，并且經(jīng)過濃縮富集后，固態(tài)肥中K、Mg、Ca等離子濃度高，會侵蝕土壤，最終影響作物生長。

　　天然橡膠廢水含有質(zhì)量百分比濃度為0.5~1%的蛋白質(zhì)，是廢水高化學(xué)需氧量(CODCr值)的主要來源之一。這些植物蛋白不含有重金屬等危害物，綠色安全，不僅可用作生物有機(jī)肥的原料，還可作為動物飼料中植物蛋白原料。將蛋白質(zhì)從天然橡膠廢水中分離回收是一個既可資源化利用天然橡膠廢水，變廢為寶的舉措，又可達(dá)到預(yù)處理廢水，有效降低廢水中蛋白質(zhì)濃度，為氧化曝氣法等常規(guī)的天然橡膠廢水處理工藝提供基礎(chǔ)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種天然橡膠廢水預(yù)處理和回收粗蛋白質(zhì)的方法，為橡膠廢水預(yù)處理及蛋白質(zhì)資源回收提供一種選擇。

　　天然橡膠廢水中蛋白質(zhì)回收未見報(bào)道。為完成本發(fā)明的任務(wù)，本發(fā)明人深入分析了天然橡膠廢水的組成特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了聯(lián)合利用天然有機(jī)高分子絮凝劑和無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑，采用化學(xué)絮凝法預(yù)處理廢水和回收粗蛋白質(zhì)的方法。

　　本發(fā)明提供方法的工藝步驟和條件如下：在30轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，向天然橡膠廢水中加入天然有機(jī)高分子絮凝劑溶液，攪拌至少10分鐘，然后加入無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑溶液，攪拌至少10分鐘，接著將溶液靜置至少30分鐘，過濾收集沉淀，在50℃烘干后粉碎即可。

　　上述方法中所用的天然有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.5~3%，加入后使廢水中天然有機(jī)高分子絮凝劑的濃度為5~90mg/L;所用的無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為10~20%，加入后使廢水中無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑的濃度為100~1000mg/L;加入天然有機(jī)高分子絮凝劑或無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑溶液后攪拌時(shí)間均為10~60分鐘;溶液靜置時(shí)間為30~180分鐘。

　　上述方法中所用的天然有機(jī)高分子絮凝劑可以為殼聚糖、海藻酸鈉、葡甘聚糖中的至少一種，所用的無機(jī)凝聚劑可以為明礬、硫酸鐵中的至少一種，所用的無機(jī)高分子絮凝劑可以為聚合三氯化鋁、聚合硫酸鐵中的至少一種。

　　蛋白質(zhì)表面帶有電荷和水膜，在水溶液中是以穩(wěn)定的膠體形式存在。本發(fā)明提供的天然橡膠廢水預(yù)處理和粗蛋白質(zhì)回收的方法，巧妙利用了天然有機(jī)高分子絮凝劑長鏈大分子對廢水中蛋白質(zhì)膠粒具有吸附作用，不僅可通過“架橋”的形式促使膠粒聚集，而且還可破壞蛋白質(zhì)表面水化膜，從而促使蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀;接著，利用無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑對蛋白質(zhì)表面電荷產(chǎn)生中和或離子壓縮作用，進(jìn)一步破壞蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定性，促使蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀，最終達(dá)到從天然橡膠廢水中分離回收粗蛋白質(zhì)的目的。研究證實(shí)，經(jīng)本發(fā)明提供的方法預(yù)處理天然橡膠廢水可使粗蛋白質(zhì)最高回收率接近88%，絮凝劑總用量可低至105mg/L;與此同時(shí)，天然橡膠廢水中由蛋白質(zhì)產(chǎn)生的CODCr值也可下降70%以上。因此，本發(fā)明提供的方法兼具天然橡膠廢水中粗蛋白質(zhì)回收和廢水預(yù)處理雙重功效。

　　本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1)本發(fā)明提供的方法通過聯(lián)合利用天然有機(jī)高分子絮凝劑和無機(jī)凝聚劑或無機(jī)高分子絮凝劑預(yù)處理天然橡膠廢水，粗蛋白質(zhì)回收率高，絮凝劑用量低。

　　2)本發(fā)明回收的粗蛋白質(zhì)不含有重金屬等危害物，綠色安全，并且可通過簡單加稀酸的方法除去橡膠烴等顆粒物質(zhì)，純化所得蛋白質(zhì)可用作生物有機(jī)肥料的原料或動物飼料的植物蛋白原料，有助于實(shí)現(xiàn)天然橡膠廢水蛋白質(zhì)的精細(xì)化資源利用途徑開發(fā)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

　　3)經(jīng)本發(fā)明提供的方法回收粗蛋白質(zhì)后，廢水化學(xué)需氧量(CODCr值)可下降70%以上，極易采用氧化曝氣法或常規(guī)活性污泥法對后續(xù)低濃度廢水進(jìn)行處理。

　　4)本發(fā)明所用材料有天然有機(jī)高分子絮凝劑、無機(jī)凝聚劑、無機(jī)高分子絮凝劑，來源廣泛、價(jià)格低廉，工藝和操作簡單、容易控制，投資成本低廉，實(shí)用可行。