申請日2013.10.15
公開(公告)日2014.02.26
IPC分類號C02F9/10; C02F1/26; C02F1/66; C01D5/00
摘要
本發(fā)明涉及一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。所述對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝包括萃取步驟,即向水相中加入由絡(luò)合劑和助溶劑組成的萃取劑進(jìn)行萃取。該工藝使回收苯乙酸后的水相COD由50000-60000mg/L降為2500-3000mg/L,使得廢水的COD顯著降低,可生化性提高,滿足環(huán)保生化處理工藝的要求,經(jīng)環(huán)保生化處理后可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,同時(shí)從絡(luò)合萃取所得的水相中回收了硫酸鈉,而且回收的硫酸鈉可以重新用于發(fā)酵生產(chǎn),降低了生產(chǎn)成本,節(jié)約了資源。
權(quán)利要求書
1.一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,包括步驟(2)萃取,向水相中加入由絡(luò)合劑和助溶劑組成的萃取劑進(jìn)行萃取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,所述絡(luò)合劑選自C8-C10的三烷基胺、C8-C10的三烷基氧膦或磷酸三丁酯中的一種或幾種;助溶劑選自甲苯、MIBK、或辛醇中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,所述萃取劑中絡(luò)合劑的體積分?jǐn)?shù)為33-67%;所述水相體積與萃取劑的體積之比為2.5-5.0:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,所述萃取劑由絡(luò)合劑C8-C10的三烷基胺和助溶劑甲苯組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,所述萃取劑中C8-C10的三烷基胺的體積分?jǐn)?shù)為50%;所述水相體積與萃取劑的體積比為3.3:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,其還包括如下步驟:
(1)調(diào)節(jié)pH值:向水相加入硫酸,使水相pH為0.5-2.0;
(3)反萃。合虿襟E(2)所得有機(jī)相中加入體積為有機(jī)相體積20-33%的30%氫氧化鈉溶液,攪拌,靜置分相,使得萃取劑得以回收;
(4)回收硫酸鈉:向步驟(2)所得水相進(jìn)行減壓濃縮,濃縮到一定程度后降溫結(jié)晶,得到硫酸鈉晶體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,所述步驟(1)使水相pH為1.0;所述步驟(3)加入體積為有機(jī)相體積25%的30%氫氧化鈉溶液;所述步驟(4)減壓濃縮時(shí)蒸出水的體積與濃縮前水相的體積之比小于等于0.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其特征在于,包括如下步驟:
(1)調(diào)節(jié)pH值:取1L回收苯乙酸后產(chǎn)生的水相,其COD 為56440mg/L,用15%硫酸將其pH調(diào)為1.0;
(2)萃取:然后加入300mL三烷基胺和甲苯組成的萃取劑,三烷基胺和甲苯的體積比為1:1,攪拌20min,靜置分層,分出水相,測定其COD為3048mg/L;
(3)回收萃取劑:向步驟(2)所得有機(jī)相中加入80mL30%氫氧化鈉溶液,攪拌20min,靜置分層,回收萃取劑,該過程其水相COD去除率為94.6%;
(4)回收硫酸鈉:取步驟(2)所得水相1L,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮,水浴溫度為60℃,真空度度為0.085MPa,當(dāng)蒸出水量為500mL時(shí)停止?jié)饪s,將濃縮液冷卻后有晶體析出,過濾,干燥后得硫酸鈉晶體,外觀為白色,含量為98.4%。
說明書
一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢水處理技術(shù),更具體的說是一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
β-內(nèi)酰胺類抗生素是臨床上最常用的抗菌藥物,對人類的健康做出了巨大貢獻(xiàn)。青霉素和頭孢菌素是β-內(nèi)酰胺類抗生素中的重要成員。而6-APA和7-ADCA分別是生產(chǎn)青霉素類和頭孢菌素類抗生素的母核,二者在青霉素類和頭孢菌素類抗生素的生產(chǎn)中占有及其重要的地位。隨著青霉素類和頭孢菌素類抗生素的迅速發(fā)展,必然導(dǎo)致對6-APA和7-ADCA需求量的增加。而在生產(chǎn)6-APA和7-ADCA的過程中會(huì)產(chǎn)生大量含有苯乙酸的廢水。
該廢水中除了苯乙酸外,還含有有機(jī)溶媒(CH2Cl2、MIBK、醋酸丁酯等)、NaCl、Na2SO4、發(fā)酵菌種代謝產(chǎn)物及其他化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。由于其成分復(fù)雜,所以處理起來比較困難。一些專利雖然報(bào)道了從6-APA廢水中回收苯乙酸的工藝,但對其過程中進(jìn)一步降低廢水COD和從廢水中回收鹽類的報(bào)道很少(見圖2)。
從6-APA和7-ADCA的廢水萃取回收苯乙酸后所得的水相中仍含有大量的有機(jī)雜質(zhì),該水相的可生化性仍然較差,不能滿足環(huán)保生化處理的工藝要求。通過對該水相的進(jìn)一步處理,可以降低其COD,使其滿足生化處理工藝的要求,使得該水相可以排放到環(huán)保生化系統(tǒng)處理,最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,同時(shí)通過對該水相的進(jìn)一步處理為從該水相中回收產(chǎn)品質(zhì)量合格的無機(jī)鹽提供了質(zhì)量保證。因此對該水相的進(jìn)一步處理勢在必行。
基于“相似相溶”原理的溶劑萃取技術(shù)已廣泛用于液體混合物的分離和物質(zhì)的提純,但由于受物理溶解平衡的限制,要達(dá)到預(yù)期的分離效果需要采用多級萃取,且它對稀的有機(jī)廢水的處理效果較差。而絡(luò)合萃取技術(shù)對有機(jī)廢水中有機(jī)雜質(zhì)的去除效果較好。絡(luò)合萃取技術(shù)是向待分離的溶液中加入萃取劑,待分離的物質(zhì)與萃取劑中的絡(luò)合劑通過氫鍵、離子對及范德華力等作用而發(fā)生締合,使絡(luò)合劑與待分離物質(zhì)形成疏水性更大的第三相并轉(zhuǎn)移進(jìn)入到萃取相,從而實(shí)現(xiàn)分離的過程。
在從6-APA和7-ADCA廢水中回收苯乙酸的過程中會(huì)使用大量的酸堿,二者將會(huì)形成鹽類存在于廢水體系中,如果不加以回收,使得廢水的鹽度較高,可生化性差,同時(shí)會(huì)造成資源浪費(fèi)。因此,對從6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水中回收苯乙酸后所產(chǎn)生的水相進(jìn)行進(jìn)一步處 理,對產(chǎn)生該類廢水企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有對6-APA和7-ADCA生產(chǎn)廢水處理技術(shù)之不足,提供一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝。該工藝不僅能夠降低其水相的COD,同時(shí)能從絡(luò)合萃取所得的水相中回收硫酸鈉使之重新用于發(fā)酵生產(chǎn),從而最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放并且節(jié)約資源。
本發(fā)明所述技術(shù)問題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其包括步驟(2)萃取,即向水相中加入由絡(luò)合劑和助溶劑組成的萃取劑進(jìn)行萃取的步驟。
上述對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,所述絡(luò)合劑選自三烷基胺(C8-C10)、三烷基氧膦(C8-C10)或磷酸三丁酯中的一種或幾種;助溶劑選自甲苯、MIBK、或辛醇中的一種或幾種;所述萃取劑中絡(luò)合劑的體積分?jǐn)?shù)為33-67%;所述水相體積與萃取劑的體積之比為2.5-5.0:1。
優(yōu)選的,上述對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,所述萃取劑由絡(luò)合劑三烷基胺(C8-C10)和助溶劑甲苯組成,二者的體積比為1:1;所述水相體積與萃取劑的體積比為3.3:1。
上述對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,其還包括步驟(1)調(diào)節(jié)pH值,向水相(其COD為50000-60000mg/L)中加入硫酸,使水相pH為0.5-2.0;步驟(3)反萃取,向步驟(2)所得有機(jī)相中加入體積為有機(jī)相體積20-33%的30%氫氧化鈉溶液,攪拌,靜置分相,使得萃取劑得以回收;步驟(4)回收硫酸鈉,向步驟(2)所得水相進(jìn)行減壓濃縮,濃縮到一定程度后降溫結(jié)晶,得到硫酸鈉晶體。
優(yōu)選的,所述步驟(1)使水相pH為1.0;所述步驟(3)加入體積為有機(jī)相體積25%的30%氫氧化鈉溶液;所述步驟(4)減壓濃縮時(shí)蒸出水的體積與濃縮前水相的體積之比小于等于0.5。
最優(yōu)選的,一種對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,包括如下步驟:
(1)調(diào)節(jié)pH值:取1L回收苯乙酸后產(chǎn)生的水相,其COD為56440mg/L,用15%硫酸將其pH調(diào)為1.0;
(2)萃。喝缓蠹尤300mL三烷基胺和甲苯組成的萃取劑,三烷基胺和甲苯的體積比為1:1,攪拌20min,靜置分層,分出水相,測定其COD為3048mg/L;
(3)回收萃取劑:向步驟(2)所得有機(jī)相中加入80mL30%氫氧化鈉溶液,攪拌20min, 靜置分層,回收萃取劑。該過程其水相COD去除率為94.6%;
(4)回收硫酸鈉:取步驟(2)所得水相1L,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮,水浴溫度為60℃,真空度度為0.085MPa,當(dāng)蒸出水量為500mL時(shí)停止?jié)饪s,將濃縮液冷卻后有晶體析出,過濾,干燥后得硫酸鈉晶體,外觀為白色,含量為98.4%。
本發(fā)明所述對6-APA或7-ADCA生產(chǎn)廢水回收資源和生化預(yù)處理的工藝,對回收苯乙酸過程中產(chǎn)生的水相進(jìn)行絡(luò)合萃取,使回收苯乙酸后的水相COD由50000-60000mg/L降為2500-3000mg/L,使得廢水的COD顯著降低,可生化性提高,滿足環(huán)保生化處理工藝的要求,經(jīng)環(huán)保生化處理后可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,同時(shí)從絡(luò)合萃取所得的水相中回收了硫酸鈉,而且回收的硫酸鈉可以重新用于發(fā)酵生產(chǎn),降低了生產(chǎn)成本,節(jié)約了資源。