一种纳米水凝胶材料净化处理没食子酸生产中废水的方法技术

本发明专利技术提供一种利用纳米水凝胶材料吸附去除工业废水中没食子酸的方法，包括步骤：（1）以石灰乳将没食子酸生产废水的pH调节到弱碱性，（2）加入纳米水凝胶材料进行两级絮凝沉淀处理，将沉淀物压滤脱水，所述纳米水凝胶材料为锂皂石、蒙脱土或硅铝酸盐；（3）将絮凝沉淀处理后得到的沉淀物用NaOH溶液进行洗脱，将洗脱后的沉淀物置板框压滤机压滤脱水；（4）将经过压滤脱水的沉淀物用自来水洗至中性，板框压滤，获得吸附能力恢复的纳米水凝胶材料。本发明专利技术可以将没食子酸生产废水中的没食子酸回收73%~88%，同时能吸附去除废水中的呈色有机成分，有效降低废水COD值，显著降低废水色度，废水最终排放水质达到一级排放标准。

Method for purifying waste water in production of gallic acid by using nano hydrogel material

The present invention provides a method of adsorption, removal of gallic acid in industrial wastewater by using nano hydrogel material comprises the steps of: (1) the gallic acid production wastewater by adjusting the pH of weak alkaline lime milk, (2) adding nano hydrogel materials two flocculation treatment, the precipitate is dewatered, the nano hydrogel materials for lithium saponite, montmorillonite or aluminosilicate; (3) the flocculation precipitation process obtained precipitate with NaOH solution elution, elution will precipitate after the plate and frame filter press dewatering; (4) after removal of sediment with tap water filter water washing to neutral, filter press, nano hydrogel material adsorption ability to recover. The invention can be recycled wastewater during the production of gallic acid gallic acid 73%~88%, and color components showed adsorption removal of organic wastewater, effectively reduce the COD value, reduce wastewater, wastewater emissions water level reached the emission standard.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米水凝胶材料净化处理没食子酸生产中废水的方法
本专利技术涉及工业废水处理，具体涉及利用五倍子、塔拉、茶条槭等原料生产没食子酸时所产生废水的净化处理方法，该废水呈“四高”即：酸性高、有机物浓度高、氯化钠含量高、色度高的特征。
技术介绍
没食子酸又称五倍子酸，广泛存在于五倍子、塔拉、茶条槭等植物中，是一种自然界中存在的多酚类物质，在食品、生物、医药、化工等领域应用广泛。没食子酸的生产工艺主要有：酸水解法、碱水解法、发酵法和酶水解法。酸水解法的原材料消耗高、设备腐烛严重，废液产量大且难处理，目前该工艺技术己基本被淘汰。发酵法和酶水解法，由于产酶菌种的选择与培育技术性很强，水解条件不易控制，迄今难以投入实践。当前国内没食子酸生产主要采用碱水解法，其工艺流程为：五倍子浸提与澄清分离→浓缩→加入氢氧化钠并在隔绝空气下加热水解→酸化→脱色→压滤→冷却→结晶脱水→二次脱色→离心过滤→没食子酸粗品分离→脱色→没食子酸成品。该工艺在结晶脱水及之前的相关工序处理过程中会产生大量含没食子酸的废水，该废水色度高（呈深褐色）、酸性高（pH值在1.0左右，没食子酸含量在1.5%左右）、盐分高（含量达10%）、有机物浓度高，其CODCr值通常在5947~60000mg/L，若直接排放将造成严重地环境污染。没食子酸生产的碱法水解主流工艺，不仅废水产量大，而且达标处理成本高，严重影响生产企业的综合经济效益。如何高效、廉价的处理没食子酸生产中的废水问题，成为国内外没食子酸生产企业发展中的技术难题。目前，关于没食子酸生产废水的处理方法有不少报道。公开号CN103395929A的专利，介绍利用已驯化的产甲烷细菌类对调节pH值的没食子酸废水进行厌氧、兼氧处理，再以好氧菌进行好氧处理，最后以聚合氯化铝沉淀处理，使废水最终达到二级排放标准。公开号CN104086049A的专利，介绍采用：双氧水催化微电解及聚丙酰胺絮凝处理→复合厌氧微生物处理→复合菌种好氧处理→聚丙酰胺絮凝沉淀处理的工艺，使没食子酸生产中的废水最终达到COD值小于100mg/L一级国家排放标准。公开号CN103028591A的专利，介绍采用脱色、蒸发、结晶分离回收没食子酸，然后再经石灰、活性炭和特殊助剂处理的方法，使没食子酸生产中的废水达到GB8978-88国家污水排放标准。公开号CN105198733A的专利，介绍采用：没食子酸生产的废水进行酸化→正己醇萃取→有机相加入氢氧化钾后再以水反萃取的处理方法，可回收废水中85%的没食子酸。公开号CN103214053A的专利，介绍一种类似CN105198733A的回收没食子酸生产废水中没食子酸的工艺，不同之处是采用甲基异丁基酮、甲基异丁基酮-磷酸三丁脂或磷酸三丁脂-煤油作为萃取剂，有机相加入氢氧化钠并采取多级反萃取。公开号CN101973661A的专利，介绍采用：硅藻精土絮凝沉淀处理→厌氧流化床反应→二次沉淀及混凝剂、脱色剂处理→厌氧与好氧系统处理→活性炭过滤共五道工序串联组成完整工艺，实现对五倍子加工废水的连续进水、连续出水达标处理，废水处理后的出水水质符合GB21905-2008《提取类制药工业水污染物排放标准》一级排放标准。公开号CN105174578A的专利，介绍采用：大流量滤芯式过滤器压滤→大孔树脂吸附没食子酸及碱液洗脱回收→调节废液pH并加入PAC（聚合氯化铝）和PAM（聚丙酰胺）进行絮凝沉淀、板框过滤→氧化铝陶瓷膜除杂（浓缩液进入生化处理）→陶瓷膜透析液稀释并运用纳滤膜除盐（浓缩液进入生化处理）→纳滤浓缩液（含盐高）运用多效蒸发浓缩、结晶的分步处理工序，使没食子酸结晶母液废水中的没食子酸、盐类得到有效回收处理，减轻废水进入生化处理工序的压力。公开号CN103663720A的专利，介绍了利用黄抱原毛平革菌菌体通过搅拌通气发酵，达到去除含有没食子酸废水中的没食子酸的方法。公开号CN103663719A的专利，介绍了利用虫拟蜡菌菌体经过搅拌通气发酵以去除含有没食子酸废水中的没食子酸的方法。公开号CN103663718A的专利，介绍了利用米曲霉菌体经过搅拌通气发酵达到去除含有没食子酸废水中的没食子酸的方法。公开号CN101161597A的专利，介绍了采用：高浓度NaOH中和→真空蒸发浓缩→离心除盐、低温结晶（没食子酸）→滤液以石灰乳中和、澄清→活性炭脱色→排入生化池的处理方法，可使以五倍子或塔拉为原料生产没食子酸的废水得到有效净化。综上所述，国内对呈现“高盐、高酸性、高色度和高浓度有机物”的没食子酸生产废水中的没食子酸等成分，主要采用絮凝沉淀法、生物降解法、膜过滤法及有机溶剂萃取—反萃取法，再结合经典的过滤、脱色、蒸发浓缩、结晶分离等技术处理，以使废水排放达到国家排放标准要求或者满足采用传统生化处理方法的入水水质要求。尚未见利用纳米水凝胶材料对没食子酸生产废水中没食子酸进行处理的报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有没食子酸生产过程中产生的废水中没食子酸及有机酸浓度高、色度高的问题，提供一种简便、廉价、去除并回收生产废水中没食子酸的新方法。为实现上述目的，本专利技术的实施方案为：一种利用纳米水凝胶材料吸附去除废水中没食子酸的方法，包括以下步骤：（1）以石灰乳将没食子酸生产废水的pH调节到弱碱性，所述没食子酸生产废水为以五倍子、塔拉、茶条槭为原料生产没食子酸时所产生的废水。（2）在调节到弱碱性的没食子酸生产废水中加入纳米水凝胶材料进行两级絮凝沉淀处理，将沉淀物压滤脱水，所述纳米水凝胶材料为锂皂石、蒙脱土或硅铝酸盐；（3）将絮凝沉淀处理后得到的沉淀物用NaOH溶液进行洗脱，洗脱液重新投入到没食子酸的生产环节，将洗脱后的沉淀物置板框压滤机压滤脱水；（4）将经过压滤脱水的沉淀物用自来水洗至中性，板框压滤处理至含水率85%~90%，获得吸附能力恢复的纳米水凝胶材料，作为优化的实施方式，步骤（1）中，所述石灰乳浓度为5~15%，将没食子酸生产废水的pH调节到7-8。作为优化的实施方式，步骤（2）中，所述蒙脱土或硅铝酸盐（换算为纯度100%的蒙脱土）的加入量为每升废水加140~160g，所述锂皂石的加入量（换算为纯度100%）为每升废水加120~140g。作为优化的实施方式，步骤（2）中，所述两级絮凝沉淀处理的方法是，将调节到弱碱性的没食子酸生产废水导入一级絮凝沉淀池，于一级絮凝池水中投加纳米水凝胶材料，搅拌吸附、沉淀，将沉淀物压滤，之后将沉淀废水和压滤废水合并进入二级絮凝池，投加纳米水凝胶材料，再次进行搅拌吸附、沉淀，合并沉淀物。作为优化的实施方式，步骤（2）中，两级絮凝沉淀处理的吸附时间分别为3~4小时、沉淀时间分别2~3小时。作为优化的实施方式，步骤（2）中，所述蒙脱土或硅铝酸盐（换算为纯度100%的蒙脱土）的加入量为每升废水加140~160g，所述锂皂石的加入量（换算为纯度100%）为每升废水加120~140g。作为优化的实施方式，步骤（2）中，将纳米水凝胶材料处置后的废水，经纳滤膜系统脱盐。其中，纳滤透析液则进入生化池处理之后直接排放，纳滤浓缩液（不透析部分）则通过多效蒸发器浓缩、结晶得到氯化钠固体。作为优化的实施方式，步骤（3）中，所述NaOH浓度控制在1%~2%，洗脱后体系的pH为9~11。本专利技术运用锂皂石、蒙脱土或硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用纳米水凝胶材料吸附去除废水中没食子酸的方法，其特征在于，包括步骤：（1）以石灰乳将没食子酸生产废水的pH调节到弱碱性；（2）在调节到弱碱性的没食子酸生产废水中加入纳米水凝胶材料进行两级絮凝沉淀处理，将沉淀物压滤脱水，所述纳米水凝胶材料为锂皂石、蒙脱土或硅铝酸盐；（3）将絮凝沉淀处理后得到的沉淀物用NaOH溶液进行洗脱，洗脱液重新投入到没食子酸的生产环节，将洗脱后的沉淀物置于板框压滤机压滤脱水；（4）将经过压滤脱水的沉淀物用自来水洗至中性，再板框压滤至含水率85%~90%，获得吸附能力恢复的纳米水凝胶材料。

【技术特征摘要】
1.一种利用纳米水凝胶材料吸附去除废水中没食子酸的方法，其特征在于，包括步骤：（1）以石灰乳将没食子酸生产废水的pH调节到弱碱性；（2）在调节到弱碱性的没食子酸生产废水中加入纳米水凝胶材料进行两级絮凝沉淀处理，将沉淀物压滤脱水，所述纳米水凝胶材料为锂皂石、蒙脱土或硅铝酸盐；（3）将絮凝沉淀处理后得到的沉淀物用NaOH溶液进行洗脱，洗脱液重新投入到没食子酸的生产环节，将洗脱后的沉淀物置于板框压滤机压滤脱水；（4）将经过压滤脱水的沉淀物用自来水洗至中性，再板框压滤至含水率85%~90%，获得吸附能力恢复的纳米水凝胶材料。2.根据权利要求1所述的利用纳米水凝胶材料吸附去除废水中没食子酸的方法，其特征在于，步骤（1）中所述石灰乳的浓度为5~15%，将没食子酸生产废水的pH调节到7-8。3.根据权利要求1所述的利用纳米水凝胶材料吸附去除废水中没食子酸的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述两级絮凝沉淀处理的方法是，将调节到弱碱性的没食子酸生产废水导入一级絮凝沉淀池，于一级絮凝池水中投加纳米水凝胶材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐克华，成江，姚姝凤，彭焱，
申请(专利权)人：吉首大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43