蛋氨酸生产废水的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工工艺系统和方法，具体涉及工业废水的处理方法和处理系统。
【背景技术】
[0002]蛋氨酸是构成蛋白质的基本单位之一，其应用广泛，可以作为医药、营养品、食品添加剂、饲料添加剂等。
[0003]每生产一吨蛋氨酸会产生约0.5吨的废水，其中含有有机酸(例如丙烯酸、乙酸、马来酸)、醛(例如丙烯醛、甲醛)和烯丙醇、对苯二酚等有机物。有机物总含量可以达到5-20%左右。
[0004]这种工业废水无法用微生物法处理，因为其化学需氧量过高，或者有机物的浓度过高。现有的处理方法是将废水焚烧，即，通过高压喷头将废水喷入燃烧区，烧掉废水中的有机物。由于废水中主要成分是水，彻底烧掉有机物也会汽化其中的水，会消耗大量的天然气，在能源紧张的中国，急需要一种较低能耗的方法来处理蛋氨酸生产废水。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种新的处理蛋氨酸生产废水的方法，以解决现有方法能耗高、物质利用率低的问题。
[0006]本发明的蛋氨酸生产废水的处理方法包括下述步骤:1)用萃取剂萃取所述废水，分离后得到第一有机相和第一水相；2)精馏所述第一有机相，从提馏段侧线采出丙烯酸、从塔底得到重组分，从塔顶得到含有轻组分的萃取剂；3)用脱轻组分塔处理所述含有轻组分的萃取剂，分离得到所述轻组分和萃取剂；4)去除所述第一水相的甲醛；5)将所述第一水相生化处理。
[0007]在一种【具体实施方式】中，步骤2)分离得到的所述轻组分和/或重组分被焚烧。另一种方法是将重组分酯化后再进行分离。
[0008]优选地，在进行步骤4)之前，先汽提所述第一水相，从中回收萃取剂。
[0009]在一种【具体实施方式】中，步骤4)是通过加入碱并加热对甲醛进行糖化处理。
[0010]在另一种【具体实施方式】中，其中，步骤4)中使用甲醛糖化法去除甲醛，并且所述糖化是在汽提塔中进行。
[0011]在一种【具体实施方式】中，在进行步骤3)之前，先用碱溶液除去所述含有轻组分的萃取剂中的有机酸。
[0012]通过本发明的方法，可以从蛋氨酸生产废水中回收50-80%的有机物，提高了物质利用率，只需将分离出来的少量有机废料焚烧，含少量杂质的废水可以通过生化手段进行处理，整套方法可以将能源消耗降低60%以上。
【附图说明】
[0013]图1是本发明一个典型实施例的废水处理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面分步骤对本发明一个具体实施例的操作进行说明，本领域人员可以根据公知常识或者常用手段对一些技术细节进行变化而不偏离本发明的技术构思，因此，本发明的保护范围应由权利要求书的限定及其等同替换来决定。
[0015]莖取
[0016]该步骤是将废水与其中的有机物分离的根本步骤。通过萃取，不仅回收大部分丙烯酸，也将大部分其它有机物从水中带出，减轻后续水处理的作业负担。作为优选方式，用于本发明的萃取剂可以从甲基异丁基酮(MIBK)、二异丁基酮，乙酸乙酯、醋酸异丙酯、醋酸异丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、二甲苯、甲苯、庚烷、甲基环己烷和异丁醚中选择。其中，最优选使用MIBK，使用该萃取剂，留在水相中的萃取剂最少。
[0017]萃取是在萃取塔中进彳丁。萃取条件可以是:萃取剂与废水重量比1:3_10:1 ;萃取温度:10-60°C ;搅拌时间:15-150分钟；静置时间:15-150min ;萃取的次数:1_5次。优选的条件是萃取剂与废水重量比1:2-3，在10-30°C温度下进行，每次搅拌15-20min再静置15-30min，优选重复操作3_5次。
[0018]采用上述优选萃取条件和MIBK，经过萃取，甲醛全部留在水相(第一水相)，有机相(第一有机相)中几乎没有，有机酸在水相和有机相中都有分配。
[0019]精馏
[0020]用精馏塔精馏第一有机相，第一有机相中主要是萃取剂，另外含有丙烯酸、乙酸、丙烯醛、烯丙醇和马来酸等。通过精馏，丙烯酸的大部分从提馏段侧线采出，马来酸从塔底采出，轻组分从塔顶分出，轻馏分中包含萃取剂、丙烯酸、烯丙醇、乙酸等。在使用MIBK溶剂的情况下，第一有机相中少量的水与萃取剂共沸，被一并蒸出。
[0021]该步骤中分离出的丙烯酸纯度达到98.0%以上，可以作为工业原料直接使用。塔底采出的重组分主要成分是马来酸，可能还含有其他有机酸，例如少量丙烯酸，这些酸的分离较为困难，可以送去焚烧，产出蒸汽可作为热源利用。一种更优选的方法，将这些有机酸作为工业原料出售。该重组分虽然是混合物，但是成分固定且比较单一，仅仅由少数含量稳定的有机酸组成，具有一定的工业用途。一种利用方式是，将他们与同一种物质反应，制成不同的产物，这些产物通常比有机酸同系物容易分离。典型的例子是酯化反应，使有机酸混合物在某一酯化条件下与一种醇反应，生成的酯较容易分离，且皆有工业应用性。
[0022]在另一种优选的实施方式中，选用MIBK为萃取剂，并且在步骤2)的精馏中向塔釜加入适量的水，使水与MIBK萃取剂形成共沸物从塔顶蒸出，其中不含乙酸，这是选取MIBK作为萃取剂的特别优势。在这种实施方式中，根据萃取剂的量引入相应量的水，并控制好塔温，可以将大多数的萃取剂以共沸物从塔顶蒸出。少部分萃取剂夹带着乙酸从塔上部的侧线分出。这样，第一有机相在精馏步骤中被分成四部分，即从塔顶蒸出的萃取剂-水共沸物、从塔上部侧线分出的萃取剂-乙酸混合物和分别从中间侧线和塔底分出的丙烯酸与重组分。采用这种实施方式，可以大大减轻加碱除乙酸的作业负荷，而且，上部侧线的馏出物成分单一，只含有乙酸和萃取剂，用少量体积的碱水溶液即可以除去乙酸，所得到的乙酸钠水溶液可以通过浓缩制得可以工业应用的乙酸钠，不必作为废水被丢弃。
[0023]轻组分处理
[0024]该步骤的目的是从来自精馏塔塔顶的轻组分中回收萃取剂，通常是在一个脱轻组分塔中进行。从该塔的塔顶分出沸点或者密度小于萃取剂的轻组分后，剩下的基本为萃取剂，萃取剂被循环使用。该步骤中脱出的轻组分被焚烧，产出的蒸汽作为热源。
[0025]在上述轻组分含有乙酸的情况下，乙酸的沸点与萃取剂接近，难以与萃取剂分离，优选将其从萃取剂中除去，否则，在萃取过程中会富集在萃取剂中，腐蚀设备。一种具体的做法是，在送入脱轻组分塔精馏之前加入适量的水，使乙酸进入水相中，分出的水相(第二水相)可以与第一水相合并，进入后续处理。另一种优选的做法的是，向轻组分中加入碱的水溶液，优选使用氢氧化钠，中和掉其中的酸，有机酸转变成钠