专利名称：酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种药物的基础原料和起始中间体的提取方法，对生产中产生的废水进行处理的工艺，尤其涉及对酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺。
背景技术：
盾叶薯蓣又名黄姜，俗名火头根，为多年生缠绕性草质藤木植物。其根茎经理化测定，新鲜薯蓣中含有大约含水量80%其余含有淀粉，木质纤维素，树胶、果胶、草酸色素等， 内含3%。-8%。的皂甙(也称皂苷、皂素)。薯蓣皂甙元熔点195°C _250°C，难溶于水，易溶于苯，氯仿等有机溶剂，是合成性激素，肾上腺皮质激素，蛋白同化激素三大类上千个品种药物的基础原料和起始中间体等重要化工原料，故薯蓣有“激素之母”和“药用黄金”之美誉。1992年以前，世界上生产皂甙元药物原料的方法是化学合成法。1992年联合国卫生组织宣布皂甙元药物原料的生产禁止使用化学合成法，使用后会导致肥胖和巨人症，皂甙元药物原料只能从植物中提取。世界上含1%。左右的皂甙元的植物很多，如剑麻、翻麻、芦芭、 穿地龙等。而含3%。-8%。皂甙元的植物只有我国的盾叶薯蓣。所以种植薯蓣和加工提取皂甙元成了我国独有的特色产业，全国10个省市，60多个县市发展种植薯蓣基地已达200多万亩。前些年，在环保要求不严格的情况下，薯蓣加工提取皂甙元药物原料的工厂如雨后春笋发展到150多家，薯蓣皂甙元药物原料的生产能力5000多吨，涉入薯蓣皂甙元药物原料及相关产品的从业人口达300多万以上。产品不仅满足了国内需要，而且还出口到美、德、 法、日等100多个国家和地区。薯蓣加工皂甙元产品的生产特点是每生产1吨皂甙元，需薯蓣130-180吨，硫酸(95% )7-8吨，平均排放含酸水解废液450吨，直接排放污染河流，臭气熏天致使河流中鱼虾不见，河边寸草不生。随着国家环保政策力度的加强，不允许以牺牲环境为代价换取经济利益，要求薯蓣加工皂甙元厂家产生大量的酸解薯蓣有机废水必须达标才能排放，否则关停，目前一批未能达到排放标准企业已被关停。酸水解薯蓣生产工艺中有机废液处理技术现状薯蓣皂甙存在于与纤维素结合的细胞质中，用物理方法很难将两者分开，而采用硫酸或盐酸水解皂甙元较易提取。经过酸解后的薯蓣植物组织中有溶于水的有机物质，有不溶于水而溶于有机溶剂的皂甙元，也还有不溶于水和有机溶剂的惰性物质纤维素。酸水解薯蓣工序的目的就是把薯蓣植物组织中能溶于水的有机物质溶进酸水解液，滤出不溶酸水解液含皂甙元的惰性物质纤维素，再把纤维素滤饼放入有机溶剂中(乙醇、氯仿等)，加热溶解后，固液分离，溶液降温析出皂甙元。由于酸水解薯蓣为得到皂甙元，破碎薯蓣植物细胞壁的温度为120°C _150°C，超过了糖的熔化温度，使酸水解液中的总糖大多转化成不可降解的焦糖(焦糖为不发酵物)，还有其他种类的有机物也酸解转化成不可降解的有机物。用常规的水处理氧化沟工艺、AB工艺、LINPOR工艺、A/0及A2/0去除污物工艺、生物流化床法等，这些工艺只能去除酸水解薯蓣废水中有机污染物相对分子量在10000以上的物质，对于溶解在水中的有机物相对分子量在500-10000的有机污物质基本上不能去除。 至今所有的薯蓣加工厂家仍未找到根治废水的适用方法，即有效治理酸水解薯蓣废液的技术。故酸水解薯蓣有机废水被业界称为不可治理的“污水之癌”，目前，大多厂家选择了停产转产。三、酸水解薯蓣废液转新液的循环回用工艺酸水解薯蓣废液中所含的有机物、无机物等种类繁多，成份复杂、有残余硫酸，溶解的薯蓣植物组织有机物中有胶体、半纤维素、葡萄糖、植物蛋白、藻类、腐植物、色素、臭味等，COD浓度高，实测值达110000mg/L，属高浓度酸性难以生化降解有机废液。由于常规工艺存在对有机污物质氧化能力弱，脱色力不强的技术缺陷，达不到去除酸水解薯蓣废液中溶解的有机污物质，净化酸水解液的目的。
发明内容
在酸水解薯蓣生产药物的基础原料和起始中间体的提取方法中，废水问题不解决，生产不能进行，最好的治理污水的工艺是洁净生产不排放废液，这是本发明的目的。经过较长时间的研究，申请人研究出了“酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺”。用氧化除杂质的方法净化酸水解废液，将含COD浓度高，实测值达110000mg/L废液经过处理，降低到 COD ^ 100，可以达到废水国家排放标准或循环使用，确保薯蓣加工皂甙元工业的可持续发展。本发明的“酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺”采用下列步骤，1、酸水解薯蓣把薯蓣的根茎破碎磨细，按料水质量比为2 1装进高压酸水解罐，再加入用水量3%的95% 搅拌均勻，关紧高压酸水解罐盖，升温加压至120°C 150°C，压力 0. 23MPa-0. 285MPa,经过池 证左右，打开酸水解罐底出液口，酸水解料液便从酸水解罐底阀流出，经过滤机分离，滤出不溶于水含皂甙元的纤维素滤饼，水解物滤液为含多糖分的各种有机杂质的酸水解薯蓣的废液。2、酸水解废液除有机杂质泵入酸水解薯蓣滤液进入除杂反应池内，投加入KMnO4和含MnSO4的除污药剂，或投加入KMnO4和含Naj2O3的除污药剂，或投加入KMnO4和含Na2SO3的除污药剂，除污药剂与酸水解废液的质量比例为2 1000，加入除污药剂后搅拌混合aiiin即可停止；除污药剂与酸水解薯蓣废液中各类有机物发生水合氧化反应，反应及反应产物中的水合MnO2使废液中的各类有机物粒子膨胀、吸附、包夹、架桥、脱稳、絮凝，结果产生有机混合物共沉淀；在静沉4h 他后，经过除杂反应，池内酸水解薯蓣废液，有机杂质已沉淀于底，脱去了黑色和红色，分为清浊两层，上层为浅淡黄色清液，下层为有机混合物沉淀；用泵抽出除杂反应池上层淡黄色清液入脱黄色反应池，用池底阀排放出有机混合物沉淀渣泥去脱水干燥；3、新酸水解溶液调酸将脱黄色反应池溶液泵入配酸池参与的新酸水解溶液，添加硫酸，调配酸池酸度， 调整到pH = 1. 8 2. 2，达到的酸水解薯蓣的酸度，即可泵入酸水解压力罐高温酸水解薯蓣使用，这样，循环使用，生产中可以不排放废液污染环境；酸解罐酸解薯蓣蒸发损失的水和酸解薯蓣失去的酸，都在配酸池调整补充；4、有机渣泥的处理除杂反应池中用池底阀排放出的有机混合物沉淀渣泥，经过脱水干燥，添加黏合
4剂压块或压条作燃料，也可中和作有机肥和作土壤改良剂；脱出的水返回除杂反应池参与去污处理；5、酸解废液H2O2脱黄色脱黄色反应池为多个能够准确计量的用白色瓷砖做成的耐酸池组成，淡黄色的上层液泵入有盘管加热脱黄色反应池内，盘管加热浅黄色酸性水解清液50 V 90°C，投加 30% H2O2脱黄色药液，其中质量比例, 淡黄色清液=1 100，搅拌aiiin，上层清液脱去浅淡黄色，色度从淡黄色降至无色，将溶液排放到下一个脱黄色反应池冷却沉清，即为清澈透明酸性新水解溶液这时溶液的COD ( 100 ；这个清澈透明酸性新水解溶液可以泵入配酸池作补充水，或处理作清洗薯蓣用，或在停车时及必须向系统外排放时，加入碳酸钙或饱和石灰水，调节pH = 6 8，由于COD彡100就可以直接达标排放。上述的酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺，其在酸水解薯蓣滤液进入除杂反应池内进行除污时，投加除污药剂为KMn04*MnS04的质量比例=2 3，或投加的除污药剂 KMnO4和Na2S2O3质量比例=8 1，或投加的除污药剂KMnO4和Na2SO3 = 2 3的除污药剂， 分别溶解后投加入池使用。本发明酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺，用氧化除杂质的方法净化酸水解废液，将含COD浓度高，实测值达110000mg/L废液经过处理，降低到COD彡100，可以达到国家排放标准或循环使用，能确保酸水解薯蓣加工皂甙元生产厂家的正常生产，净化循环回用工艺使得生产成本降低，生产可持续发展，本项目有良好的社会效益和经济效益。
图1本发明工艺流程方框示意图。在图1中其标记为1.酸水解罐，2.过滤分离，3.含■甙滤饼，4.滤饼体洗涤， 5.后续提取■甙工艺，6.除杂反应池，7.脱黄色反应池，8.调酸池，9.含残渣除杂料浆液， 10.残渣干燥。
具体实施例方式实施例1，用5m3酸水解罐1进行酸水解薯蓣的废液净化循环回用为例。1、酸水解薯蓣把2吨薯蓣的根茎洗净破碎磨细，按料水质量比为2 1 一起装进酸水解罐1中， 再加入95% H2SO4SOkg搅拌均勻，(一般调整pH 1. 8 2. 2)，升温到沸腾，关紧5m3高压酸水解罐盖，加压至0. 23MPa 0. 285Mpa,升温至150°C，经过保温维持压力3h左右，打开酸水解罐底出液口，酸水解料液便从酸水解罐底阀流出，经过滤机2分离，滤出不溶于水含皂甙元的纤维素滤饼3约120kg，水解物滤液为含多糖分的各种有机杂质的酸水解薯蓣的废液2. 73吨。2、酸水解废液除有机杂质泵入酸水解薯蓣滤液进入容积5m3除杂反应池6内，投加入以KMnO4和MnSO4的除污药剂后(其中除污药剂与酸水解废液的质量比例为2 1000，KMnO4和MnSO4的质量比例 =2 3)，搅拌混合aiiin即可停止。结果反应池产生有机混合物共沉淀。在静沉5 8h 后，有机杂质已沉淀于底，上层为淡黄色清液，用泵抽出除杂反应池6上层淡黄色清液2. 3吨入脱黄色反应池7，用池底阀排放出有机混合物沉淀渣泥300kg去脱水干燥。3、新酸水解溶液调酸将脱黄色反应池7中溶液泵入配酸池8，添加硫酸，调整酸度到pH = 1. 8 2. 2达到的酸水解薯蓣的酸度，即可泵入酸水解罐1高温酸水解薯蓣使用，循环使用，这样，生产中就可以不排放废液污染环境。酸水解罐酸解薯蓣蒸发损失的水和酸解薯蓣用去的酸，可在配酸池调整补充。4、有机渣的处理除杂反应池中用池底阀排放出的有机混合物沉淀渣泥9。脱水干燥10，添加粘合剂压块或压条作燃料，也可中和作有机肥和土壤改良剂；脱出的水返回除杂反应池参与处理。5、酸解废液H2O2脱黄色脱黄色反应池7为多个有刻度能准确计量的白色瓷砖的耐酸池组成，淡黄色的上清液泵入有盘管加热的脱黄色反应池内，盘管加热黄色酸性水解清液50°C 90°C，投加 30% H2O2脱黄色药液，其中脱黄色药液与水的质量比为H2A 淡黄色清液=1 100，搅拌 2min,上清液脱去淡黄色，色度从淡黄色降至无色，将溶液放到下一个脱黄色反应池冷却沉清，即为清澈透明酸性新水解溶液，这时溶液的COD ^ 100 ；这个清澈透明酸性新水解溶液可以泵入配酸池参与的新酸水解溶液作补充水，或处理作清洗薯蓣用，或在停车或必须向系统外排放时，加入碳酸钙或饱和石灰水，调节pH = 6 8，由于COD彡100可以直接达标排放。实施例2，用5m3酸水解罐1进行酸水解薯蓣的废液净化循环回用为例。1、酸水解薯蓣把2吨薯蓣的根茎洗净破碎磨细，按料水质量比为2 1 一起装进高压酸水解罐 1中，再加入95% H2SO4SOkg搅拌均勻，(一般调整pH 1. 8 2. 2)，升温到沸腾，关紧5m3 高压酸水解罐盖，加压至0. 23MPa 0. 285Mpa,升温至150°C，经过保温维持压力3h左右， 打开酸水解罐底出液口，酸水解料液便从酸水解罐底阀流出，经过滤机2分离，滤出不溶于水含皂甙元的纤维素滤饼3约120kg，水解物滤液为含多糖分的各种有机杂质的酸水解薯蓣的废液2. 73吨。2、酸水解废液除有机杂质2、酸水解废液除有机杂质泵入酸水解薯蓣滤液进入5m3除杂反应池6内，投加入以KMnO4和Naj2O3的除污药剂后(其中除污药剂与酸水解废液的质量比例为2 1000, KMnO4和Niij2O3的质量比例 =8 1)，搅拌混合aiiin即可停止。结果反应池产生有机混合物共沉淀。在静沉5 8h 后，有机杂质已沉淀于底，上层为淡黄色清液，用泵抽出除杂反应池6上层淡黄色清液2. 3 吨入脱黄色反应池7，用池底阀排放出有机混合物沉淀渣泥300kg去脱水干燥。3、新酸水解溶液调酸将脱黄色反应池7中溶液泵入配酸池8，添加硫酸，调整酸度到pH = 1. 8 2. 2达到的酸水解薯蓣的酸度，即可泵入酸水解罐1高温酸水解薯蓣使用，循环使用，这样，生产中就可以不排放废液污染环境。酸水解罐酸解薯蓣蒸发损失的水和酸解薯蓣用去的酸，可在配酸池调整补充。4、有机渣的处理
除杂反应池中用池底阀排放出的有机混合物沉淀渣泥9。脱水干燥10，添加粘合剂压块或压条作燃料，也可中和作有机肥和土壤改良剂；脱出的水返回除杂反应池参与处理。5、酸解废液H2O2脱黄色脱黄色反应池7为多个有刻度能准确计量的白色瓷砖的耐酸池组成，淡黄色的上清液泵入有盘管加热的脱黄色反应池内，盘管加热黄色酸性水解清液50°C 90°C，投加 30% H2O2脱黄色药液，其中脱黄色药液与水的质量比为H2A 淡黄色清液=1 100，搅拌 2min,上清液脱去淡黄色，色度从淡黄色降至无色，将溶液放到下一个脱黄色反应池冷却沉清，即为清澈透明酸性新水解溶液，这时溶液的COD ^ 100 ；这个清澈透明酸性新水解溶液可以泵入配酸池参与的新酸水解溶液作补充水，或处理作清洗薯蓣用，或在停车或必须向系统外排放时，加入碳酸钙或饱和石灰水，调节pH = 6 8，由于COD彡100可以直接达标排放。实施例3，用5m3酸水解罐1进行酸水解薯蓣的废液净化循环回用为例。1、酸水解薯蓣把2吨薯蓣的根茎洗净破碎磨细，按料水质量比为2 1 一起装进酸水解罐1中， 再加入95% H2SO4SOkg搅拌均勻，(一般调整pH 1. 8 2. 2)，升温到沸腾，关紧5m3高压酸水解罐盖，加压至0. 23MPa 0. 285Mpa,升温至150°C，经过保温维持压力3h左右，打开酸水解罐底出液口，酸水解料液便从酸水解罐底阀流出，经过滤机2分离，滤出不溶于水含皂甙元的纤维素滤饼3约120kg，水解物滤液为含多糖分的各种有机杂质的酸水解薯蓣的废液2. 73吨。2、酸水解废液除有机杂质泵入酸水解薯蓣滤液进入5m3除杂反应池6内，投加入以KMnO4和Na2SO3的除污药剂后(其中除污药剂与酸水解废液的质量比例为2 1000，KMnO4和Na2SO3的质量比例= 2 3)，搅拌混合aiiin即可停止。结果反应池产生有机混合物共沉淀。在静沉5 他后， 有机杂质已沉淀于底，上层为淡黄色清液，用泵抽出除杂反应池6上层淡黄色清液2. 3吨入脱黄色反应池7，用池底阀排放出有机混合物沉淀渣泥300kg去脱水干燥。3、新酸水解溶液调酸将脱黄色反应池7中溶液泵入配酸池8，添加硫酸，调整酸度到pH = 1. 8 2. 2达到的酸水解薯蓣的酸度，即可泵入酸水解罐1高温酸水解薯蓣使用，循环使用，这样，生产中就可以不排放废液污染环境。酸水解罐酸解薯蓣蒸发损失的水和酸解薯蓣用去的酸，可在配酸池调整补充。4、有机渣的处理除杂反应池中用池底阀排放出的有机混合物沉淀渣泥9。脱水干燥10，添加粘合剂压块或压条作燃料，也可中和作有机肥和土壤改良剂；脱出的水返回除杂反应池参与处理。5、酸解废液H2O2脱黄色脱黄色反应池7为多个有刻度能准确计量的白色瓷砖的耐酸池组成，淡黄色的上清液泵入有盘管加热的脱黄色反应池内，盘管加热黄色酸性水解清液50°C 90°C，投加 30% H2O2脱黄色药液，其中脱黄色药液与水的质量比为H2A 淡黄色清液=1 100，搅拌2min,上清液脱去淡黄色，色度从淡黄色降至无色，将溶液放到下一个脱黄色反应池冷却沉清，即为清澈透明酸性新水解溶液，这时溶液的COD ^ 100 ；这个清澈透明酸性新水解溶液可以泵入配酸池参与的新酸水解溶液作补充水，或处理作清洗薯蓣用，或在停车或必须向系统外排放时，加入碳酸钙或饱和石灰水，调节pH = 6 8，由于COD彡100可以直接达标排放。
权利要求
1.酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺，其特征是采用下列步骤，①酸水解薯蓣把薯蓣的根茎破碎磨细，按料水质量比为2 1装进酸水解罐，再加入用水量 3 %的95 % H2SO4搅拌均勻，关紧高压酸水解罐盖，升温加压至120°C 150°C，压力 0. 23MPa-0. 285MPa,经过池 证左右，打开酸水解罐底出液口，酸水解料液便从酸水解罐底阀流出，经过滤机分离，滤出不溶于水含皂甙元的纤维素滤饼，水解物滤液为含多糖分的各种有机杂质的酸水解薯蓣的废液；②酸水解废液除有机杂质泵入酸水解薯蓣滤液进入除杂反应池内，投加入KMnO4和MnSO4的除污药剂，或投加入 KMnO4和Naj2O3的除污药剂，或投加入KMnO4和Na2SO3的除污药剂，除污药剂与酸水解废液的质量比例为2 1000，加入除污药剂后搅拌混合aiiin即可停止；除污药剂与酸水解薯蓣废液中各类有机物发生水合氧化反应，反应及反应产物中的水合MnO2使废液中的各类有机物粒子膨胀、吸附、包夹、架桥、脱稳、絮凝，结果产生有机混合物共沉淀；在静沉4h 他后， 经过除杂反应，池内酸水解薯蓣废液，有机杂质已沉淀于底，脱去了黑色和红色，分为清浊两层，上层为浅淡黄色清液，下层为有机混合物沉淀；用泵抽出除杂反应池上层淡黄色清液入脱黄色反应池，用池底阀排放出有机混合物沉淀渣泥去脱水干燥；③新酸水解溶液调酸将脱黄色反应池溶液泵入配酸池参与的新酸水解溶液，添加硫酸，调配酸池酸度，调整到pH = 1. 8 2. 2，达到的酸水解薯蓣的酸度，即可泵入酸水解压力罐高温酸水解薯蓣使用，这样，循环使用，生产中可以不排放废液污染环境；酸解罐酸解薯蓣蒸发损失的水和酸解薯蓣失去的酸，都在配酸池调整补充；④有机渣泥的处理除杂反应池中用池底阀排放出的有机混合物沉淀渣泥，经过脱水干燥，添加黏合剂压块或压条作燃料，也可中和作有机肥和作土壤改良剂；脱出的水返回除杂反应池参与去污处理；⑤酸解废液H2A脱黄色脱黄色反应池为多个能够准确计量的用白色瓷砖做成的耐酸池组成，淡黄色的上层液泵入有盘管加热脱黄色反应池内，盘管加热浅黄色酸性水解清液50°C 90°C，投加30 % H2O2脱黄色药液，其中质量比例，H2A 淡黄色清液=1 100，搅拌aiiin，上层清液脱去浅淡黄色，色度从淡黄色降至无色，将溶液排放到下一个脱黄色反应池冷却沉清，即为清澈透明酸性新水解溶液这时溶液的COD ( 100 ；这个清澈透明酸性新水解溶液可以泵入配酸池作补充水，或处理作清洗薯蓣用，或在停车时及必须向系统外排放时，加入碳酸钙或饱和石灰水，调节pH = 6 8，由于COD彡100就可以直接达标排放。
2.根据权利要求1所述的酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺，其特征在于水解薯蓣滤液进入除杂反应池内进行除污时，投加除污药剂为KMnOdnMnSO4的质量比例=2 3， 或投加的除污药剂KMnO4和Naj2O3质量比例=8 1，或投加的除污药剂KMnO4和Na2SO3 = 2 3的除污药剂，分别溶解后投加入池使用。
全文摘要
酸水解薯蓣的废液净化循环回用工艺，是将酸水解薯蓣的废液，废液的COD实测值达110000mg/L，在除杂反应池经过投加入KMnO4等除污药剂，除去其中有机杂质99％以上，得上层淡黄色清液，泵入配酸池参与配制新酸水解溶液后，再泵入酸水解罐使用，废液处理循环使用后，生产中可以不排放废液污染环境；在除杂反应池用池底阀排放出有机混合物沉淀渣泥去脱水干燥作燃料，也可作有机肥和作土壤改良剂；上层淡黄色清液用H2O2进一步脱黄色成COD≤100清澈透明酸性溶液，加入碳酸钙或饱和石灰水，调节pH＝6～8，由于可以达到排放标准外排，本工艺使酸水解薯蓣加工皂甙元生产厂家，能够正常生产，净化循环回用工艺使得生产成本降低，生产可持续发展，本项目有良好的社会效益和经济效益。
文档编号C05F7/00GK102344195SQ20101024569
公开日2012年2月8日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者崔黔成 申请人:崔黔成