公布日：2023.12.08
申請日：2023.08.31
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C01C1/16(2006.01)I;C02F103/36(2006.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/38(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種甘氨酸生產廢水的處理方法及裝置，該處理方法包括：調節(jié)甘氨酸生產廢水pH后蒸發(fā)得到濃縮液，將濃縮液冷卻結晶后輸入離心機得到沉淀物為氯化銨，上清液中甘氨酸結晶飽和后進行醇析，醇析后過濾得到甘氨酸，濾液經過精餾回收甲醇，精餾后的廢液經過二次蒸發(fā)濃縮、結晶、離心、醇析、過濾以及精餾后得到濃縮廢水與生活污水混合后經過生化處理裝置處理后達到排放標準。經過本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理方法得到氯化銨和甘氨酸，將廢水資源化處理，同時降低了廢水中鹽和有機物的含量，減量化后的廢水與生活污水混合后經過生化處理裝置處理后達到污水排放標準。本發(fā)明為甘氨酸生產廢水減量化、資源化的處理提供一種途徑。
權利要求書
1.一種甘氨酸生產廢水的處理裝置，其特征在于，包括第一氯化銨回收組件、第一甘氨酸回收組件、第一甲醇回收組件和生化處理裝置(10)；所述第一氯化銨回收組件的出液口和所述第一甘氨酸回收組件的進液口連接；所述第一甘氨酸回收組件的出液口和所述第一甲醇回收組件的進液口連接；所述第一甲醇回收組件的出液口和所述生化處理裝置的進液口連接；所述生化處理裝置(10)用于處理回收組件最終產生的廢液。
2.根據權利要求1所述的甘氨酸生產廢水的處理裝置，其特征在于，所述第一氯化銨回收組件包括第一蒸發(fā)器(101)、第一結晶器(401)、第一離心機(501)和第一干燥機(601)；所述第一蒸發(fā)器(101)的進液口與甘氨酸生產廢水的出液口連接；所述第一蒸發(fā)器(101)的出液口與所述第一結晶器(401)的進液口連接；所述第一結晶器的出液口與所述第一離心機(501)的進液口連接；所述第一離心機(501)得到的固體沉淀通過出料口與所述第一干燥機(601)的進料口連接。
3.根據權利要求2所述的甘氨酸生產廢水的處理裝置，其特征在于，所述第一氯化銨回收組件還包括第一冷凝器(201)和第一冷凝液罐(301)；所述第一蒸發(fā)器(101)的氣體排放口與所述第一冷凝器(201)連接；所述第一冷凝器(201)的出液口與所述第一冷凝液罐(301)的進液口連接。
4.根據權利要求1所述的甘氨酸生產廢水的處理裝置，其特征在于，所述第一甘氨酸回收組件包括第一醇析釜(701)和第一過濾器(801)；所述第一氯化銨回收組件的出液口和所述第一醇析釜(701)的進液口連接；所述第一醇析釜(701)的出液口和所述第一過濾器(801)的進液口連接。
5.根據權利要求1所述的甘氨酸生產廢水的處理裝置，其特征在于，所述第一甲醇回收組件包括第一精餾塔(901)；所述第一甘氨酸回收組件的出液口和所述第一精餾塔(901)的進液口連接；所述第一精餾塔(901)的出液口和所述生化處理裝置(10)的進液口連接。
6.根據權利要求5所述的甘氨酸生產廢水的處理裝置，其特征在于，所述第一甲醇回收組件和所述生化處理裝置(10)之間還包括第二氯化銨回收組件、第二甘氨酸回收組件和第二甲醇回收組件；所述第二氯化銨回收組件用于氯化銨的二次回收；所述第二甘氨酸回收組件用于甘氨酸的二次回收；所述第二甲醇回收組件用于甲醇的二次回收。所述第一甲醇回收組件的出液口和所述第二氯化銨回收組件的進液口連接；所述第二氯化銨回收組件的出液口和所述第二甘氨酸回收組件的進液口連接；所述第二甘氨酸回收組件的出液口和所述第二甲醇回收組件的進液口連接；所述第二甲醇回收組件的出液口和所述生化處理裝置的進液口連接；所述生化處理裝置(10)用于處理所述第二甲醇回收組件產生的廢液。
7.一種甘氨酸生產廢水的處理方法，其特征在于，通過權利要求1～6任一項所述的甘氨酸生產廢水的處理裝置處理甘氨酸生產廢水，所述甘氨酸生產廢水的處理方法包括：調節(jié)甘氨酸生產廢水pH后經過蒸發(fā)、冷卻結晶、離心、干燥后得到氯化銨，所述離心的上清液經過醇析后過濾得到甘氨酸，所述過濾得到的濾液經過精餾回收甲醇，精餾后的廢液經過二次蒸發(fā)、二次冷卻結晶、二次離心、二次干燥、二次醇析、二次過濾以及二次精餾后得到濃縮廢水與生活污水混合后經過生化處理裝置處理后達到排放標準。
8.根據權利要求7所述的甘氨酸生產廢水的處理方法，其特征在于，所述調節(jié)甘氨酸生產廢水pH使用鹽酸；所述鹽酸濃度為31％，所述鹽酸與所述甘氨酸生產廢水的投加比例為1:10；所述蒸發(fā)和所述二次蒸發(fā)的處理條件為30～160℃、壓力為-100～0kPa；所述冷卻結晶和所述二次冷卻結晶的條件為-20～30℃的冷卻循環(huán)水換熱；所述離心和所述二次離心的轉速為1000～3000r/min，所述離心和所述二次離心的時間為5～30min；所述干燥和所述二次干燥的溫度為60～120℃，所述干燥和所述二次干燥的時間為10～60min。
9.根據權利要求7所述的甘氨酸生產廢水的處理方法，其特征在于，所述醇析和所述二次醇析中廢水與醇的體積比為1:3～6，所述醇析和所述二次醇析的時間為10～30min。
10.根據權利要求7所述的甘氨酸生產廢水的處理方法，其特征在于，所述精餾和所述二次精餾的溫度為70～80℃，所述精餾和所述二次精餾中精餾塔的壓力為0.1～0.2MPa；所述生化處理裝置的溫度為25～40℃，所述生化處理裝置的生化處理時間為20～60h；所述濃縮廢水與生活污水混合的比例為1:5～10。
發(fā)明內容
為解決現有技術存在的資源化利用程度較低、處理后仍存在難治理的問題，本發(fā)明提供一種甘氨酸生產廢水的處理方法及裝置，該方法包括調節(jié)甘氨酸生產廢水pH后蒸發(fā)得到濃縮液，將濃縮液冷卻結晶后輸入離心機得到沉淀物為氯化銨，上清液中甘氨酸結晶飽和后進行醇析，醇析后過濾得到甘氨酸，濾液經過精餾回收甲醇，精餾后的廢液經過二次蒸發(fā)濃縮、結晶、離心、醇析、過濾以及精餾后得到濃縮廢水與生活污水混合后經過生化處理裝置處理后達到排放標準。本發(fā)明提供的處理方法提取了廢水中含量較高的氯化銨和價值較高的甘氨酸，減少了最終廢水中的鹽和有機物的含量，同時降低了整體廢水處理成本，本發(fā)明為甘氨酸生產廢水減量化、資源化的處理提供一種途徑。
為實現本發(fā)明的技術目的，一方面，本發(fā)明提供一種甘氨酸生產廢水的處理裝置，包括第一氯化銨回收組件、第一甘氨酸回收組件、第一甲醇回收組件和生化處理裝置。第一氯化銨回收組件的出液口和第一甘氨酸回收組件的進液口連接；第一甘氨酸回收組件的出液口和第一甲醇回收組件的進液口連接；第一甲醇回收組件的出液口和生化處理裝置的進液口連接。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理裝置中，第一氯化銨回收組件包括第一蒸發(fā)器、第一結晶器、第一離心機和第一干燥機，第一蒸發(fā)器的進液口與甘氨酸生產廢水的出液口連接；第一蒸發(fā)器的出液口與第一結晶器的進液口連接；第一結晶器的出液口與第一離心機的進液口連接；第一離心機得到的固體沉淀通過出料口與第一干燥機的進料口連接。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理裝置中，第一氯化銨回收組件還包括第一冷凝器和第一冷凝液罐，第一蒸發(fā)器的氣體排放口與第一冷凝器連接；第一冷凝器的出液口與第一冷凝液罐的進液口連接。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理裝置中，第一甘氨酸回收組件包括第一醇析釜和第一過濾器；第一氯化銨回收組件的出液口和第一醇析釜的進液口連接；第一醇析釜的出液口和第一過濾器的進液口連接。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理裝置中，第一甲醇回收組件包括第一精餾塔，精第一餾塔的出液口和生化處理裝置的進液口連接。第一甲醇回收組件和生化處理裝置之間還包括第二氯化銨回收組件、第二甘氨酸回收組件和第二甲醇回收組件，生化處理裝置用于處理第二甲醇回收組件產生的廢液。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理裝置中，第二氯化銨回收組件用于氯化銨的二次回收；第二甘氨酸回收組件用于甘氨酸的二次回收；第二甲醇回收組件用于甲醇的二次回收。第二氯化銨回收組件與第一氯化銨回收組件相同，第二甘氨酸回收組件與第一甘氨酸回收組件相同，第二甲醇回收組件與第一甲醇回收組件相同。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理裝置中，蒸發(fā)器用于將調節(jié)pH后的甘氨酸生產廢水濃縮，得到接近飽和的氯化銨溶液。冷凝器用于將蒸發(fā)器產生的蒸汽轉變?yōu)槔淠�，冷凝液收集后輸入冷凝液罐中。結晶器用于將接近飽和的氯化銨溶液在冷卻循環(huán)水換熱條件下冷卻結晶得到結晶液。離心機將結晶液離心后得到沉淀物為氯化銨，氯化銨沉淀經過干燥機烘干后得到氯化銨成品。離心機離心得到的上清液進入醇析釜經過醇析得到含有甘氨酸的懸浮液。過濾器將含有甘氨酸的懸浮液過濾后輸出甘氨酸成品。精餾塔用于將過濾器過濾得到的濾液經過精餾回收醇類。生化處理裝置用于將精餾后的廢水與生活污水混合后進一步生化處理使其達到排放標準。
另一方面，本發(fā)明提供一種甘氨酸生產廢水的處理方法，通過上述甘氨酸生產廢水的處理裝置處理甘氨酸生產廢水，包括：調節(jié)甘氨酸生產廢水pH后經過蒸發(fā)、冷卻結晶、離心、干燥后得到氯化銨，離心的上清液經過醇析后過濾得到甘氨酸，過濾得到的濾液經過精餾回收甲醇，精餾后的廢液經過二次蒸發(fā)、二次冷卻結晶、二次離心、二次干燥、二次醇析、二次過濾以及二次精餾后得到濃縮廢水與生活污水混合后經過生化處理裝置處理后達到排放標準。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理方法中，使用鹽酸調節(jié)甘氨酸生產廢水pH至pH＜3.5，鹽酸與甘氨酸生產廢水的投加比例為1:10。蒸發(fā)和二次蒸發(fā)得到濃縮液的處理條件均為30～160℃、壓力為-100～0kPa。冷卻結晶和二次冷卻結晶的條件均為-20～30℃的冷卻循環(huán)水換熱。離心和二次離心的轉速均為1000～3000r/min，離心和二次離心的時間均為5～30min。干燥和二次干燥的溫度均為60～120℃，干燥和二次干燥的時間均為10～60min。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理方法中，醇析和二次醇析時廢水與醇的體積比為1:3～6，醇析和二次醇析的時間均為10～30min，醇析使用的醇類為甲醇和乙醇中的一種。精餾和二次精餾的溫度均為70～80℃，精餾塔的壓力為0.1～0.2MPa。濃縮廢水與生活污水混合的比例為1:5～10。生化處理裝置的溫度為25～40℃，生化處理裝置的生化處理時間為20～60h。
進一步，本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理方法中，調節(jié)pH后的甘氨酸生產廢水經蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后，濃縮液中氯化銨達到飽和，通過冷卻結晶實現分離，甘氨酸也接近飽和，通過醇析后過濾回收廢水中的甘氨酸。
與現有技術相比，本發(fā)明提供的技術方案至少具備下述的有益效果或優(yōu)點：
本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理方法以及裝置能夠將廢水資源化處理，處理后的廢水達到排放標準。本發(fā)明通過多級蒸發(fā)濃縮結晶分離出廢水中的氯化銨和甘氨酸，將廢水資源化處理，同時減少了廢水的處理量，降低了廢水中鹽和有機物的含量，最終減量化后的廢水與生活污水混合后經過生化處理裝置后達到污水排放標準，能夠直接排放，實現廢水低成本處理。經過本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水處理方法處理后實現廢水零排放，處理后廢水中含鹽量降低了83.3～90.9％，處理后廢水中COD值降低了99.97％，處理后廢水中氨氮值降低了99.99％，經過處理提取出了18％的氯化銨和4％的甘氨酸。
本發(fā)明提供的甘氨酸生產廢水的處理方法前期蒸發(fā)濃縮所需溫度及負壓較小，蒸發(fā)器的工藝、材質選擇范圍較寬，可選用低溫蒸發(fā)工藝、單效蒸發(fā)、雙效蒸發(fā)等工藝設備，材質可選用塑料、復合材料、金屬等，廢水pH通過鹽酸調節(jié)至較低水平，減少廢水在蒸發(fā)過程中銨根的損失，提升蒸發(fā)冷凝液的利用價值。本發(fā)明前期使用鹽酸調節(jié)甘氨酸生產廢水的pH，能夠降低氯化銨在蒸發(fā)過程中的損失，從而減少蒸發(fā)產生的冷凝水中的氯化銨含量，不會在處理過程中產生難處理的紅色廢水。
（發(fā)明人：徐向平;熊磊;張國文;王江濤）
