皂素生产中废水处理技术的研究进展

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黄姜皂素废水预处理研究

黄姜皂素废水预处理研究

黄姜皂素废水预处理研究黄姜皂素废水预处理研究引言:随着化工工业的快速发展,废水污染日益严重,对环境造成了极大的影响。

黄姜皂素废水作为一种常见的废水类型,由于其高浓度和复杂的成分,给治理和处理工作带来了不少困难。

本文旨在探讨黄姜皂素废水的预处理方法,以降低污染物对环境的影响。

一、黄姜皂素废水的特性黄姜皂素废水中含有大量的有机物质,其中包括黄姜皂素、色素和残留的化合物等。

这些污染物对环境具有一定的毒性,并且难以降解,对水体和土壤造成严重污染。

此外,黄姜皂素废水的浓度较高,使得其处理过程更具挑战性。

二、黄姜皂素废水的预处理方法1. 物理处理方法物理处理方法主要包括悬浮物去除、调节pH值和溶解气浮。

悬浮物去除采用沉淀、过滤和离心等方法,能够有效减少固体颗粒的含量,改善废水透明度。

调节pH值可通过酸碱中和、中性化等手段来实现,以便于后续处理过程的进行。

溶解气浮通过向废水中注气,使气泡与悬浮物发生附着作用,从而实现气泡浮升,将悬浮物从废水中分离出来。

2. 生化处理方法生化处理方法主要包括活性污泥法、生物膜法和生物吸附法。

活性污泥法利用生物体中的微生物对废水中的有机物进行降解和分解,从而达到废水净化的目的。

生物膜法则将微生物生长在固定的生物膜上,以利于废水中有机物的吸附和分解反应。

生物吸附法利用生物体表面的吸附剂对废水中的有机物进行吸附,从而实现废水的净化。

3. 化学处理方法化学处理方法主要包括氧化、还原和络合等反应。

氧化反应可通过添加氧化剂如高锰酸钾、过硫酸盐等来实现,能够将污染物转化为无害的物质。

还原反应则通过还原剂如亚硫酸盐、硫酸水合物等来实现,能够将含氧的有机物还原为不含氧的有机物。

络合反应则通过添加络合剂如EDTA、黄酮类化合物等来实现,能够使废水中的重金属离子与络合剂形成稳定的络合物,降低其对环境的毒性。

三、预处理效果评价与优化对于黄姜皂素废水的预处理方法,需要综合考虑处理效果和经济性等因素。

评价预处理效果时,可以从COD(化学需氧量)、SS(悬浮物)和色度等指标出发,通过与国家标准进行比较,确定处理是否达到规定的排放标准。

皂素工业废水排放标准研究

皂素工业废水排放标准研究

3 结论
由图 6 可知 ,膜比通量衰减迅速 ,导致膜清洗非常 频繁 ,试验过程中膜比通量呈锯齿形状变化 ,锯齿的峰 值表示对膜进行清洗后 ,膜在反应器中的瞬时膜比通 量 。(此处的清洗是指 :当膜比通量衰减到不能满足处 理水量要求时 ,采用水力冲刷的方式洗去膜面粘附的 污泥层 。) 膜比通量呈现这种变化规律的原因有 :一方 面 ,在过滤过程中 ,不断有污泥 、大分子有机物以及其 他的一些物质迁移并粘附到膜面 ,逐渐成为膜面的滤 饼层 ,然而膜组件是静止放在三相分离器的沉淀区中 , 属于完全死端过滤方式 ,这些物质不能定时被清洗下 来 ,造成过滤阻力不断增加 ,最终导致膜比通量迅速的 衰减 ;另一方面 ,由于厌氧 MBR 的污泥中含有大量的 丝状菌 ,污泥的沉淀性能很差 ,致使三相分离器沉淀区 的液体中含有大量的悬浮物 ( SS 在 300~1000mg/ L 之间) ,过多的悬浮物也是导致膜比通量迅速衰减的一 个重要原因 。
2 盐酸酸解工艺的环境问题
因为氯离子 Cl2是一种易溶性阴离 子 , 除 Ag + 、 Hg2 + 、Pb2 + 外 ,尚无其他阳离子可与之沉淀 ;微生物对 其也难以降解 ,因而在皂素生产过程中 ,有多少盐酸投 料 ,将会有相应量的 Cl2从废水中排出 。据对生产厂的 统计 ,每吨皂素成品需消耗 35 %的浓盐酸 17t ,这样 , 就会有大约 17t 的 Cl2排入环境 。一个年产 100t 皂素 的生产厂 ,每年会有 1700t 的 Cl2排入地表水体中 。Cl2 是一种盐碱化物质 ,大量的 Cl2排入地表水体中 ,将会 对水生态环境带来严重的危害 。我国汉江上游的鄂西 北 、陕南 、豫西南每年的皂素生产能力约 4000t ,每年 排放的 Cl2将达到 68000t 。用不了几年 ,将给汉江上游 的水环境造成不可逆转的毁灭性灾难 。

皂素废水处理方法综述

皂素废水处理方法综述

黄 姜 , 名 “ 叶薯 蓣 ” 含有 3% ~4%的薯 学 盾 。 蓣皂甙 及其水 解物薯 蓣皂 甙元 ( 素 ), 皂 它具 有溶 血、 降压 、 菌 、 抗 消炎 等作用 , 是合成 甾体激素类 药 物和 甾体避孕 药 的重 要 医药化 工原料 [, 1 故有 “ ] 药 用黄金 ” 之称 [。 目前 , 国皂素生 产厂 家大小 不 2 ] 全
由于皂 素生 产产 生 的废水 为 强酸 性废 水 . 因
此不 管采取何 种处理 方法 ,都 必需采 用 中和 法使
其达 到后续 处 理所需 的 p 范 围。 中和法 一 般分 H
为酸性 废水 与碱性废水互 相 中和法 、 药剂 中和法 、 过滤 中和法等 。药剂 中和法是根 据酸碱 中和 原理
染 物 以降低其 表 面能 。 终 聚结成较 大 的 絮体 而 最 沉淀 [ 。 1 叭 但 锦 锋 [ 等人 以铁 屑和 活性炭 为 填料 , 1 ¨ 采用
胡玉 洁[俐 用 活性炭 吸附法对 高浓 度皂 素生 产废 水进 行 了处理 研究 。结果 发现 在初 始 p H为
内电解 法处理皂素废 水 。确定 了反应 的最佳 工艺
1 物化 法
11 . 中和 法
氧化性 的试剂 。该试 剂在制 药 、 纸 、 造 印染 等废水 处理方 面 均有广 泛应用 。其 处理 原 理是 以 F e 作 为 H 0 的催 化 剂 , 酸性 条件 下 , 2: 在 H O 分解 产生 强 氧化 性 自 由基 ・ H,可氧 化 大部 分 有机 物 , O 同
的优 缺 点 , 旨在 为今后 皂素废 水及类 似废水 的处理提 供参 考。
关 键词 : 皂素废水 ; 水处理 方 法; 废 资源综合利 用
d i 0 3 6 /.s n 1 0 - 2 7 2 1 . 3 0 4 o: . 9 9ji . 0 7 2 1 . 0 0 0 . 0 1 s

黄姜皂素废水处理技术研究进展

黄姜皂素废水处理技术研究进展

1 5 0 0 mg / L,反应 时 间为 2 0 mi n左右 ,此 时 出水 C OD 和色 度 均 达 到 国家排 放 标 准 】 。臭 氧 氧化 法 经 常 与 其他 的处 理方 法联 合深 度 处理皂 素废 水 ,可 以提 高 C O D 去除 率 , 但 由于 臭 氧 的发 生 成 本 高 ,利 用率 较 低 ,所 以在 皂素 废 水 的处理 中甚少 使用 。 化 学氧 化 法 可使 用 的 氧化 剂 有 多 种 ,其 中次 氯酸 钠 f N a C l O ) 是 其 常用 的 氧化 剂 。该 方法 其 特 点是 C O D 去 除 率 较 高 ,但 脱色 率 低 【 7 】 , 不过 此 项 技 术在 应 用 过 程 中所 需 要 发生 的成 本 费用 低 ,工 艺 步 骤简 单 ,脱 色 率 低 的 问 题 可 以通 过 在 处理 过 程 中 使用 吸 附 剂 的办 法 加 以解 决 , 小型的黄姜皂 素生产企业为 了节约废水处理成本可 以考 虑使 用此 项技 术 。 1 . 1 . 2 中和法 皂 素废 水生 化处理 要求 其 p H值 调节 到适 合微 生物 生 存 的条 件 , 国家对 于污 水 排放 的规 定 是废 ( 污 )水 的 p H 值 为 6~ 9后再 排 入 到 接 纳水 体 ,为 了满 足 以上 需 求 , 中和 法 就 得到 了应 用 。 中和法 通 常 使 用生 石 灰 ,生 石 灰 可 调节 皂素 废水 p H 值 ,生石 灰还 可起 到混凝 剂 的作 用去 除一部 分 C O D与色 度 。 中和法 具有 简单经 济 易行 的优 点 , 但 是 也 存 在堵 塞 管 道 的 问题 ,无 形 中增 加 了处 理 成 本 、 降低 了废水 处理 的效 率 。 在 皂 素废 水 的 处理 中 ,皂素 生 产 企业 可 以考虑 将 酸 度 高 的 皂 素废 水 和碱 度 高 的其 他 废 水 进行 混 合 ,采 取 这 样 中和处理方法的优 点在于减少 了废水处理过程中资源 浪 费 ,但 是在 实 际 操作 过 程 中酸 碱 污 水量 无 法 掌握 , 需 要额 外 增加 中和 药 剂 ,在 实 际操 作 中还 是 不 便利 。

黄姜_皂素废水综合处理技术的探讨

黄姜_皂素废水综合处理技术的探讨

3 结论
黄姜生产皂素产业为十堰市支柱产业之一 ,而其 生产废水的治理为世界性难题 ,截至目前 ,国内外尚无 治理成功地报道 ,本文的研究可为从事黄姜废水治理 的研究人员提供参考 ,也可供黄姜皂素生产厂家作为 废水处理方案加以选用 。
[ 参考文献 ] [1 ] 高延耀 、顾国维. 污水控制工程 (第二版) [M] . 北京 :高等
结构 砖混 钢混 两塔流程 砖混 砖混 钢混 砖混 砖混 玻璃钢 砖混
体 积 (m3) 25 100
直径 3 m 30 30 300 60 75 30 15
数量
2 3 1组 2 2 2 1 2 2 1
2. 5 处理工艺中设备的选型见表 4
表 4 水处理主要设备的选用
名称 污泥泵 循环泵 潜水泵 罗茨鼓风机 空压机 搅拌器 提升泵 污水泵 臭氧发生设备
·125 ·
基金项目 :十堰职业技术学院科研项目阶段性成果 作者简介 :张勇 (1969 - ) ,男 ,讲师 ,主要从事水污染控制工程 。
·124 ·
济 。在传统工艺中 ,仅中和工段 :中和 1m3 废水约需石 灰 20kg ,成本为 5 元 (按 250 元/ t 石灰计) ,总运行成 本在 12~15 元/ m3 综合废水[1 - 2 ] 。 2 治理工艺及效果 2. 1 治理方案
教育出版社 ,1999. [2 ] 毛悌和. 化工废水处理技术[M] . 北京 :化学工业出版社 ,
2001. [3 ] 北京水环境技术与设备研究中心. 三废处理工程技术手
册 (废水卷) [ K] . 北京 :中国环境科学出版社 ,1999. [4 ] 贺延龄. 废水的厌氧生物处理 [ M] . 北京 :中国轻工业出
图 1 黄姜废水治理流程

皂素生产废水的资源化综合利用实验

皂素生产废水的资源化综合利用实验

We h n ,LiDo g。 1 o lg f Li e S in e,No twetUn v riy,Xi a h n 1 0 9;2 Colg J n o g。 n .( .C le eo f ce c rh s ie st ’ n S a xi7 0 6 . le eo 。
维普资讯
环 境 污 染 与 防治 第 2 8卷 第 l 0期 2 0 0 6年 l 0月皂 源自生产废水 的资源 化综合利用实验 *
安 丽平 黄建新
(. 北 大 学 生 命 科 学 学 院 , 西 1西 陕
宋晓东 李稳 宏 李 冬
西安 706) 1 0 9
lto Op o u e9 ac h l h ia fle t( H = 5 0,COD 一 2 3 / a in t r d c 5 lo o ,t e f lef n p n u . 4 1 0mg L,rd c d s g r= 0 4 o ti e ue u a . )c n a—
具 有 明显 的 环 境 效 益 。经 估 算 每 生 产 1t 业 酒 精 可 处 理 4 一 次 废 水 , 生 产 成 本 相 比 , 有 明 显 的 经 济 效 益 。 工 1t 与 具
关键 词
皂素废水
综合利用
酒精
发 酵
F aii t td fac h l r d cin fo s p nnwatwae AnLi n ,H u n a xi ,S n a d n 。Li e sbl ysu yo lo o o u t r m a o i s e tr i p o pig a gJin n o gXio o g
n n i h c n e ta i n o mmo i m at wa s f lf rma i g o g n c f ri z r 1 0 mL o 5 ig a h g o c n r to fa nu s l s u e u o k n r a i e tl e . 2 f i 9

化学氧化法对皂素生产废水的深度处理研究

化学氧化法对皂素生产废水的深度处理研究

水本身 C O D值很高 , 通过二次处理后仍然很难达到工业污水排放三级标准 , 且色度较大 , 还是不能达到 直接排放的要求 , 而大多皂素生产企业集中在距皂素原料地较近的村镇 , 并不能够将二次处理过的水排 入市政管道进行再处理 , 只能直接排放入附近河流 , 给 当地水体 、 土壤环境造成一定的污染。利用化学 氧化剂对水体 中污染物进行降解 , 使污染物转化为无毒或微毒的物质 , 或是容易分离 的物质 , 这种处理 方法 称 为化学 氧化 法 。通过 化 学氧化 法 处理 可 以最终 实现 污染 物无 害化 处理 。化 学 氧化 法是一 种 物化 过程 , 一般 来 说它 的反 应条 件 比较温 和 , 温度 、 压 力 和酸碱 条 件 要 求不 高 , 容易达到 , 且 操作 方 便 。化 学

58 ・
第 3期
宋凤敏
化学氧化 法对 皂素生产废水的深度处理研究
用 次氯 酸 化学 氧化 法对 皂素 生产 废水 进行 深 度处 理 。
1 实 验 部分
1 . 1 实验 仪器 与药 品 实 验仪 器 : 9 8 . 1型磁力 搅拌 器 , 7 5 4型 紫外 一 可 见分 光光 度计 , P H S 一 3 C型 p H计 , H H- 6型 化学 耗 氧 量 测 定仪 。实验药 品 : 专用 催化 剂 , 专用 氧化 剂 , N a C I O溶 液 ( 有 效氯 质量 分数 =1 0 %)
J u n e . 2 0 1 3
Vo I . 2 9 No . 3
第பைடு நூலகம் 9卷第 3期
[ 文章 编 号 ] 1 6 7 3— 2 9 4 4 ( 2 0 1 3 ) 0 3— 0 0 5 8— 0 4
化学氧化法对 皂素生产废水的深度处理研究

科技成果——黄姜皂素生产中废弃物资源化综合利用

科技成果——黄姜皂素生产中废弃物资源化综合利用

科技成果——黄姜皂素生产中废弃物资源化综合利用技术开发单位西北大学成果简介本项目提供把黄姜生产皂素时产生的大量高浓度酸性废水和废渣资源化综合利用的技术。

其一,利用高浓皂素废水发酵制备酒精工艺技术,所得工业酒精产品符合工业酒精标准GB394-1993;酒精发酵后的皂素一次废水COD去除率约84.6%;BOD去除率约69.5%;BOD/COD约0.68,可生化性提高。

其二,以皂素提取后的废渣为原料经多种微生物发酵制备生物有机肥料,所得产品的各项指标参数均符合农业部生物有机肥标准NY884-2004。

该项目对解决皂素生产造成的环境污染问题具有实际意义。

技术特点皂素生产中高浓度酸性废水经碱中和处理,接入酒精酵母菌30℃发酵40小时,蒸馏浓缩;每100L废水可生产3.2L95%工业酒精。

提取皂素后的废渣加入一定比例用皂素废水混合,接入多种纤维素分解菌、固氮菌、磷细菌、钾细菌和少量营养盐,发酵后制得到生物有机肥。

经济社会效益按本研究所确定的工艺流程及工艺参数进行废水酒精发酵时,每处理40t一次废水约可生产1t工业酒精。

以年生产100吨皂素规模的生产厂家测算:年成本约91.4万元,年利润约40万元,每生产1t 工业酒精,CODCr可减少约2.66t,按国内每处理1kgCODCr最低运行费用1.5元计,废水处理费用可减少3990元。

生产1t皂素可排放约5t废渣,年可生产生物有机肥500t吨左右。

以年产100吨皂素规模的生产厂家测算:年成本约19.85万元,年利润10.15万元,每生产1t生物有机肥料,CODCr可减少约60-200t,按国内每处理1kgCODCr最低运行费用1.5元计,废水处理费用可减少100-300元。

该项目技术实施可减少环境污染,同时可实现治理三废目的,具有很好的社会效益。

投资预算以年生产100吨皂素规模的生产厂家(年生产200天)、酒精发酵设备投资60万元,肥料生产设备投资20万元,总投资约80万元。

Fenton试剂预处理皂素废水的实验研究

Fenton试剂预处理皂素废水的实验研究
第 4期
李琛 :etn试 剂预 处理 皂素 废水 的实验 研究 F no
F no etn试剂 预处理 皂素废水 的实验研究
李 琛
( 西理 工 学院化 学与环 境科 学学院 , 西 汉 中 7 3 0 ) 陕 陕 2 0 1 摘 要 : 皂素 生产废 水具有 色度 大、 有机 物浓度 高、 酸度 大、 温度 高等特 点 , 一 种难 处理 的废 水。 是 以 陕 南某皂 素 生产企业 皂素废 水 为研 究对 象 , 用 F no 采 e tn试 剂氧化技 术进 行预 处理 。 究结果 表 明 , 研
拌机 。 12 实 验 方 法 .
理 (S R) 为 主 , 理 效 果并 不 理 想 ] B 等 处 。皂 素 产 业 是 陕 南地 区的一 大 支柱 产 业 , 产企 业 主 要 分 生 布在 汉 江 流 域 , 外 排 污水 极 易 影 响 “ 水 北 调 其 南 工程” 的水 源— — 汉 江 。 因此 , 皂素 生产 废 水进 对 行 科 学 处 理 对 保 护 饮 水 安 全 和 区域 环 境 具 有 重
交 试 验 .e tn试 剂 法 预处 理皂 素 废 水 的 最佳 实 F no
验条 件 。
物 作 用 , 其 降解 以 至矿 化 。 实 验 采 用 过 氧 化 使 本
氢 与 催 化 剂 F z构 成 的 氧 化 体 系 ( 常 称 为 e+ 通 F no et n试 剂 ) 理 难 生 物 降 解 的 黄 姜 皂 素废 水 , 处 可 提 高 C D 的 去 除率 及 可 生 化 性 能 , 后 续 生 O 为 化 处 理 做 准 备 ,并 为 黄 姜 皂 素 废 水 的 预处 理 提
彻 底 有 效 治 理 的 处 理 工 艺 , 投 入 运 行 的 工 艺 大 已 多 以 中 和 、 氧 生 物 处 理 ( A B) 、 氧 生 物 处 厌 U S 好

耐高温活性干酵母处理皂素生产废水的研究

耐高温活性干酵母处理皂素生产废水的研究
显 的 经济 效 益 。
关 键 词 : 素 废 水 ; 高温 活 性 干 酵 母 ; 酵 ; 皂 耐 发 酒精
中霉 分 类 号 : 0 . X731
文 献 标 识码 : A
文章 编 号 :6 2 4 52 0 )1 05 一O 1 7 —5 2 ( 0 8 0 — O 2 3
黄姜 是我 国传统 常用 的中药材 , 俗称 火头 根 , 学名
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28o5o 亿 爹与生物 Z程 0,I . 0V. N1 2
Ch mity & Bie gi r g e sr o n n ee i n
耐 高温 活 性 干酵 母处 理 皂 素 生产 废 水 的研 究
谭 新敏 , 吕嘉枥
( 西科 技 大学 生命 科 学与 工程 学 院 , 西 西安 7 0 2 ) 陕 陕 1 0 1
利用其 处 理色拉油 废水 、 味精废 水 、 赖氨酸废 水 和制糖
废水 , 取得 了好 的效果 , 都 显示 出明显 的优越 性 。而 ] 皂素生 产废水 属强 酸性 高浓 度 有机 废 水 , 主要 成 分 其
是淀 粉经水 解 后 的五 碳 糖 和 六 碳 糖 , 含 糖 量 很 大 。 且 而耐高 温活性 干酵母 ( TH— AAD 用 于酒 精生 产具 有 Y)
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谭 新 敏 等 : 高 温 活性 干酵 母 处 理 皂 素 生 产 废 水 的 研 究 /o 8年囊 1 耐 2o 期

1 3 方 法 .
中还 原糖 初始含 量 约 1 ~1 , 皂 素一 次水 解废 6 5 , 过 减 压 浓 缩 增 加 . 6 . 通 9~
2 0多 个 生产 厂 家 ,大 多数 生 产 企 业 规 模 小 、 金 缺 0 资

微生物处理皂素生产废水的研究

微生物处理皂素生产废水的研究

6 ・ 6

西




2 1 () 0 1 3
微 生 物 处 理 皂 素 生 产 废 水 的 研 究
訾 静, 郭 瑛, 姜军平 , 万
( 西 省 微 生 物 研 究 所 , 西 西安 陕 陕

要 : 用 复合 酵母 茵与 光 合 细 菌 处理 皂 素 生 产废 水 。结 果 表 明 , 带假 丝 酵母 、 利 热 产朊 假 丝 酵母 和 卡 尔斯 伯
点[ 。酵 母 菌 具 有 良好 的耐 渗 透 压 、 酸 和代 3 棚 耐 谢 效率 高等 特点 , 于 污水 处 理 比传 统 的活 性 污 用
泥法具 有更 高 的特 异性 , 常用 作 高浓 度有 机 废水 的预 处理 [引。光 合 细 菌 ( h ts nh t a t— P ooy tei B ce c
机 物 浓 度 偏 高 , 利 于 菌 种 的 培 养 , 们 对 供 试 水 不 我
1 2 2 筛选最适 酵母 菌株 . .
将产 朊假 丝酵母 、 深
红酵母 、 白假 丝酵 母 、 卡尔 斯 伯 酵母 、 带假 丝 酵 热
样 进行 稀 释 , 并加 入合适 剂 量的生石 灰 , 絮凝 大分
定最 佳温度 。 12 5 正交试验 操作 .. 选 择 菌 种 混 合 比例 、 a dd ti) 深 1菌 C n iauis 、 l 红 酵母 ( o oo ua R ba 、 Rh d tr l u r ) 白假 丝 酵 母 ( a — C n dd lia s 、 尔 斯 伯 酵 母 ( ac ao c s iaabcn ) 卡 S ch rmy e crs eg n i)和热 带 假 丝 酵 母 ( a dd r p— a1 re s b s C n iato i

皂素生产废水处理工程实践及运行研究

皂素生产废水处理工程实践及运行研究

皂素生产废水处理工程实践及运行研究作者:王淼,严欢来源:《科技创业月刊》 2016年第17期皂素生产废水处理工程实践及运行研究王淼严欢(武汉森泰环保股份有限公司湖北武汉430070)摘要:皂素生产废水为高浓度高硫酸盐废水。

文章针对湖北省十堰某公司黄姜皂素生产废水,采用预处理/生化处理/深度处理工艺,经过4个月调试,达到了国家排放标准(GB20425-2006)。

根据工艺启动和运行阶段出现的问题,重点探讨了SO42-对生化系统的影响以及如何采取有效减轻影响,最后通过处理工艺进行了分析和展望,以期为皂素废水处理工艺和运行管理提供依据。

关键词:黄姜皂素;硫酸根;工艺运行中图分类号:X703文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1665-2272.2016.17.045皂素是一种广泛存在于动植物体内的激素,是合成避孕药、甾体激素类药物的重要原料,是提取皂素的天然基础植物原料。

目前国内黄姜种植加工业主要集中在鄂西北、陕南等贫困山区,该区域是汉江源头,也是我国南水北调中线工程核心水源区,黄姜工业的水污染问题已严重制约南水北调中线工程水源区保护与经济社会可持续发展,因此黄姜皂素废水的治理变得刻不容缓。

黄姜皂素生产废水成分复杂,其主要污染物是还原性糖、可溶性淀粉、蛋白质和少量的水溶性皂甙、单宁、糠醛类等,属于高浓度有机工业废水。

其特点主要有:①废水的组成成分复杂,有机物浓度高、色度大,废水中糖类约占2%,其B/C约为0.4~0.5,属于可生化废水,但废水中存在难以生物降解的糖贰、皂甙、姜黄素等表面活性物质,头道液COD浓度高达11万mg/L;②因酸解过程中大量用到硫酸或盐酸,废水呈强酸性,pH值范围为0.5~2.5,其中水解头道液pH值只有0.5;③盐分高,废水中盐分浓度每升高达几千至上万毫克。

1概述湖北省十堰市某黄姜加工企业采用传统工艺生产皂素,采用直接酸水解法工艺,先将原料清洗、浸泡、粉碎,然后用硫酸加热水解,水解物用水洗涤至中性,然后干燥至含水3%~5%,再用汽油或石油醚提取。

膜分离技术处理皂素酸性废水的试验研究

膜分离技术处理皂素酸性废水的试验研究

膜分离技术处理皂素酸性废水的试验研究
膜分离技术处理皂素酸性废水的试验研究
摘要:黄姜皂素酸性废水的Cl-、COD高、酸性强,治理难度大,采用纳滤NF(nanofiltration)、反渗透RO(reverse osmosis)过滤组合处理黄姜皂素酸性废水的试验表明:黄姜皂素酸性废水通过石灰中和、MF 保安过滤预处理,再进行NF、RO组合处理,其COD可从25 000~50 000 mg/L降至200 mg/L以下,达到国家废水综合排放二级标准,并从废水中回收部分淀粉糖用作工业碳源.同时分析了NF、RO试验过程中膜通量变化的'影响因素,为NF、RO组合处理皂素废水的膜运行参数确定提供了依据.作者:杨志华谢雄王晖李华才YANG Zhi-hua XIE Xiong WANG Hui LI Hua-cai 作者单位:杨志华,YANG Zhi-hua(中国地质大学,研究生院,武汉,430074;中国地质大学,教育部生物地质与环境地质重点实验室,武汉,430074)
谢雄,王晖,李华才,XIE Xiong,WANG Hui,LI Hua-cai(武汉地大环保科技有限公司,武汉,430074)
期刊:地质科技情报ISTICPKU Journal:GEOLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):2007, 26(1) 分类号:X703 关键词:皂素酸性废水膜分离膜通量 NF RO。

物化生化组合工艺处理皂素废水论文摘要

物化生化组合工艺处理皂素废水论文摘要

物化生化组合工艺处理皂素废水论文摘要物化生化组合工艺处理皂素废水论文摘要在学习、工作生活中,大家都跟论文打过交道吧,论文对于所有教育工作者,对于人类整体认识的提高有着重要的意义。

那么一般论文是怎么写的呢?下面是小编收集整理的物化生化组合工艺处理皂素废水论文摘要,希望对大家有所帮助!皂素废水CODCr高、pH低、色度高以及可生化性差,很难被常规生物处理系统降解.本文介绍了采用物化+生化工艺处理皂素废水的工程实例.在废水中的CODCr、BOD5、色度、SS分别为23250mg/L、3600mg/L、216倍、260mg/L的条件下,经过处理后,出水CODCr、BOD5、色度、SS分别为92mg/L、20mg/L、20倍、24mg/L,均可达到<污水综合排放标准>中的一级标准,废水中CODCr、BOD5、色度、SS的平均去除率分别为99.6%、99.4%、90.7%、90.4%.作者:解清杰吴晓晖陆晓华章北平刘礼祥作者单位:华中科技大学环境科学与工程学院,武汉,430074刊名:环境工程 ISTIC PKU英文刊名:ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年,卷(期):2005 23(3)分类号:X7关键词:皂素废水处理物化生化大学论文摘要怎么写摘要应包含以下内容:①从事这一研究的目的和重要性;②研究的主要内容,指明完成了哪些工作;③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解;④结论或结果的意义。

论文摘要虽然要反映以上内容,但文字必须十分简炼,内容亦需充分概括,篇幅大小一般限制其字数不超过论文字数的5%。

例如,对于6000字的一篇论文,其摘要一般不超出300字。

论文摘要不要列举例证,不讲研究过程,不用图表,不给化学结构式,也不要作自我评价。

[示例]论文题目:天体对地球重力加速度的影响论文摘要:地球重力加速度是一个极其重要的物理量,随着对重力加速度测量精度要求的日益提高,必须考虑天体对地球重力加速度的影响。

黄姜皂素清洁生产工艺研究进展

黄姜皂素清洁生产工艺研究进展

黄姜皂素清洁生产工艺研究进展
黄姜皂素清洁生产工艺研究进展
黄姜皂素废水是强酸性高浓度有机废水,它富含黄姜淀粉水解成的糖类.废水的直接排放严重污染附近的水源、影响水质,其环境污染问题在很大程度上已经制约了皂素产业的健康发展.本文对黄姜皂素的清洁生产工艺进行了系统的介绍,该工艺可变废为宝,减少环境污染.同时,指出清洁生产工艺存在的问题和今后的发展趋势.
作者:赵旭东赵艺作者单位:陕西省环境科学研究设计院,陕西,西安,710061 刊名:环境与可持续发展英文刊名:ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT 年,卷(期):2008 ""(3) 分类号:X383 关键词:黄姜皂素清洁生产。

皂素生产废水综合治理技术研究进展

皂素生产废水综合治理技术研究进展

皂素生产废水综合治理技术研究进展
陈力;耿海波;安丽平;郭英
【期刊名称】《河北化工》
【年(卷),期】2007(30)3
【摘要】皂素生产废水是一种酸性高浓度有机废水,富含淀粉水解产生的大量糖类.对皂素废水的综合利用及治理研究进行了系统的介绍,指出其存在的问题和今后的发展趋势.
【总页数】3页(P47-49)
【作者】陈力;耿海波;安丽平;郭英
【作者单位】石家庄职业技术学院化学工程系,河北,石家庄,050081;石家庄职业技术学院化学工程系,河北,石家庄,050081;石家庄卫生学校基础科,河北,石家
庄,050200;石家庄职业技术学院化学工程系,河北,石家庄,050081
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.利用薯蓣皂素生产废水发酵生产谷胱甘肽 [J], 宋青楠;许芹永;朱靖博
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SBR池+化学氧化池处理皂素废水

SBR池+化学氧化池处理皂素废水

SBR池+化学氧化池处理皂素废水简介:本研究选用了SBR工艺和化学氧化工艺连用的方法处理皂素生产过程中的废水。

处理皂素废水的主要设备由格栅,调节池,初沉池,SBR反应池,化学氧化池以及二沉池组成。

其主要工作原理为:污水首先进入格栅将大的悬浮物去除,然后进入调节池将PH调节到6~9以便污水进入SBR反应池中微生物能正常工作,同时调节池还起到了调节水量的作用。

接着污水进入初沉池进行初步沉淀,随后污水进入SBR反应池,在池中进行180分钟的曝气反应后,污水中的COD被去除了90%以上。

然后污水进入化学氧化池,化学氧化池中的A,B试剂的最佳反应PH为3左右所以需要加入盐酸将PH调整到3经过30分钟的搅拌反应后需要再向池中加入CaO将PH调回6~9以达到排放标准。

关键字:SBR池化学氧化池皂素废水一.前言1 概况皂素,学名甙元,是一种具有独特生理活性的甾体类化合物。

以其为原料,经适当的构造和修饰可合成数百种甾体激素药物。

甾体激素是一种普遍存在于生物体内的重要激素,能有效的调节生物的代谢,生长,发育和生殖等生理现象,广泛应用于医疗和农业等领域。

例如,在医疗临床中,他能有效治疗心血管疾病,炎症,过敏性疾病和激素缺乏症,并具有抑制肿瘤,降低血脂和胆固醇,抗动脉硬化及避孕,安胎等作用,还能起到促进生长发育,镇静神经中枢的功效;在农业方面主要用于调节畜禽发情期,植物花期,改变花性,促进植物营养生长。

甾体激素的广泛用途给其天然原料——皂素及其产业带来了巨大的经济市场。

自六十年代以来,国内与国际需求和价格不断上升,显示了良好的发展势头,见表1—1。

表1—1 国内国际产需量和价格状况表项目年代。

黄姜皂素生产中废弃物资源化综合利用与治理研究的开题报告

黄姜皂素生产中废弃物资源化综合利用与治理研究的开题报告

黄姜皂素生产中废弃物资源化综合利用与治理研究
的开题报告
一、研究背景和意义
黄姜皂素具有广泛的医疗和生物活性作用,受到科学家和药物研究人员的广泛关注。

黄姜皂素在生产过程中会产生大量的废弃物,包括废水、废气和废渣等。

这些废弃物的排放不仅会对生态环境造成污染,而且也会浪费可再利用的资源。

因此,黄姜皂素生产中废弃物资源化综合利用和治理具有重要的实际意义。

二、研究内容和方法
1. 研究黄姜皂素生产中产生的各类废弃物的性质和组成,分析其主要污染物成分和环境影响。

2. 研究黄姜皂素生产中废弃物的资源化综合利用和治理技术,包括物理、化学、生物等方法的应用,探讨其优缺点和适用范围。

3. 通过建立废弃物资源化综合利用和治理机制,加强政策和法规制定,提高社会公众参与度,推动废弃物资源化利用和治理工作的实现。

4. 综合运用生态学、环境科学、资源管理和市场营销等学科的理论和方法,分析黄姜皂素生产中废弃物治理与资源化利用的可行性、经济性和社会效益,制定合理的经济和管理措施。

三、研究预期结果和贡献
1. 对黄姜皂素生产中不同废弃物的特性进行深入分析,可为废弃物资源化综合利用和治理提供科学依据。

2. 研究不同的废弃物处理技术,探讨各种处理技术的适用性,并提出针对性的措施,促进废弃物资源化综合利用。

3. 建立废弃物资源化综合利用和治理机制,强化政策和法规制定,提高社会公众参与度,推动废弃物资源化利用和治理工作的实现。

4. 综合运用生态学、环境科学、资源管理和市场营销等学科的理论和方法,可以制定针对性的经济和管理措施,实现经济效益、社会效益和环境效益的协调。

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皂素生产中废水处理技术的研究进展摘要:分析了皂素生产中废水的污染现状及污染特点,对皂素废水的预处理、生化处理、深度处理以及皂素的清洁生产和废弃物资源化利用几个方面的技术进行分析比较,得出皂素生产中废水处理技术的发展趋势以及废水处理仍面临的问题,提出了合理的建议。关键词:皂素生产;废水处理技术;COD去除率;资源化利用;清洁生产Research Progress on Treatment Technology of Wastewater from Diosgenin ProductionAbstract: The current situation and characteristics of diosgenin wastewater pollution were analyzed.The treatment technology of diosgenin wastewater was compared from the aspects of pretreatment, biochemical treatment and deep treatment.The process of clean production of diosgenin and resource utilization for the waste from diosgenin production were reviewed.The result showed the development trend of treatment technology of diosgenin wastewater and the facing problems. The reasonable suggestions were gave.Key words: diosgenin production; treatment technology of wastewater; the COD removal rate; resource utilization; clean production皂素又名皂甙元,是生产甾体激素类药物的基础原料。甾体激素类药物是世界上仅次于抗生素类的第二大类药物,具有很强的抗感染、抗过敏、抗病毒和抗休克的药性[1,2],该类药物临床应用广泛,需求旺盛。目前主要从一些植物中提取皂素来生产甾体激素类药物,故植物皂素有“激素之母”的称谓。植物皂素主要有三大类即薯蓣皂素、剑麻皂素、番麻皂素,其中薯蓣皂素是生产甾体激素药物最理想的基础原料,世界上2/3以上的甾体激素药物是以薯蓣皂素作基础原料生产的,所以薯蓣皂素在甾体激素药物生产中占有十分重要的地位。世界上薯蓣皂素含量较高的植物资源不多,主要分布在中国和墨西哥,所以我国和墨西哥是薯蓣皂素生产大国[3,4]。我国自20世纪50年代末开始利用野生黄姜、穿地龙生产薯蓣皂素的甾体激素类药物,但在70年代前,我国甾体激素类药物主要依赖进口。80年代以后,我国皂素工业发展较快,产品不仅能满足国内需要,而且还出口到美、德、法、日等120多个国家和地区。生产薯蓣皂素的原料黄姜、穿地龙在我国西南地区盛产,尤其以秦岭南麓汉水以北及武当山系最适合黄姜生长,该地区所产黄姜皂素含量高、熔点好,符合生物医药工业的技术标准。这些地区皂素生产企业发展迅速,全国200多家皂素生产企业,80%以上集中在这些黄姜主产地,皂素生产成为当地的经济支柱产业。但在初期的发展阶段大部分企业的配套设施不完善,治污能力弱,使得皂素生产对当地的生态环境造成严重污染,到2000年左右已引起了国家环保部门的高度重视,国家相继出台了相应的法规对企业的治污排污提出了严格要求,污染问题成了制约皂素生产企业健康发展的瓶颈。由此对于皂素生产中废水处理的研究也相应得到发展并不断地深入,以期找到更适用更经济的方法使得皂素生产与环境保护相协调,达到经济效益与社会、生态效益均丰收的可持续发展。经过10多年的研究实践,皂素生产中废水的处理技术及应用均取得一定的成效,在企业发展的同时,当地环境也得到一定的改善。本文从皂素生产中废水的来源特性出发分析废水处理每个阶段的技术方法、特点及适用性,提出皂素生产企业发展的合理建议。1 皂素生产中废水的产生及特点1.1 皂素生产中废水的产生薯蓣皂素的加工提取有许多种方法,近年也发展了新的方法,但是目前一般的皂素生产厂家基本上还是采用硫酸或盐酸对黄姜、穿地龙进行酸解,再油剂提取皂素。其传统的基本工艺流程如图1[5]。黄姜生产皂素工艺流程中,产生污水的生产环节主要为酸水解、过滤后以及中和、洗涤后,产生污水量约400~500 m3/t产品。1.2 皂素生产中废水的特点由于皂素生产中产生污水的环节主要是酸水解,过滤后的皂素废水的酸度很大,一般pH都在1.0左右,从黄姜中提取了皂素后,黄姜本身含有的淀粉、水溶性皂甙、黄姜色素、黄姜油等有机成分一并进入废水,使得废水有机物含量很高,且颜色很深。皂素废水具有以下特点[6]:①可生化性差。BOD∶COD约0.27;②糖分含量高:综合废水总糖含量约2%,其中大部分为单糖;③污染负荷重。CODCr高达20 000~30 000 mg/L(综合废水),其中头道液(约占废水量20%)COD高达90 000~110 000 mg/L;④酸度高。pH值范围为0.7~2.5;⑤盐分高。在pH值1.0的废水中,Cl-含量为9 600 mg/L(HCl水解工艺),SO42-含量为11 300 mg/L(H2SO4水解工艺);⑥色度高。色度可达到3 500倍。2 皂素生产中废水的预处理从皂素生产中废水的特点可以看出皂素废水酸度很大,有机物浓度高,但是其可生化性差BOD∶COD小于0.3,Cl-或SO42-离子浓度很高,这些特性给皂素废水处理的主要工艺选择带来很大难度,因此就有学者专门研究了皂素废水的预处理方法,不同的方法适合于不同的主要工艺,在降低废水的酸度提高其可生化性上都有一定的效果,为后续的处理减轻一定负担。目前对于皂素废水的预处理技术主要有3个技术路线,分别为化学中和、化学氧化絮凝和吸附法。2.1 化学中和法化学酸碱中和在多数的处理工艺流程中应用,由于废水的酸度很大,一般企业废水量也很大,从经济的角度出发都采用便宜的生石灰作为中和药剂,生石灰的使用既能调节废水的酸度,而且反应生成的CaSO4在下沉的过程中可通过挟裹作用去除废水中的部分SS和CODCr。2.2 化学氧化絮凝对于皂素废水的化学氧化絮凝预处理主要是以内电解形成絮凝剂和直接用化学絮凝剂两类技术。但锦锋等[7]在2003年首先提出内电解法预处理皂素废水,将预处理过的铁屑与活性炭作为混合填料在反应器中处理原废水,向内电解出水中加碱后将生成Fe(OH)2,并被氧化成Fe(OH)3,因而不需再投加其他混凝剂,从而降低了处理成本,内电解可去除30%的CODCr,并提高了废水的可生化性。徐朝晖等[8]提出将铁碳内电解与臭氧结合预处理皂素废水,实际试验过程中由于内电解过程产生了大量的Fe2+、Fe3+与臭氧氧化过程中产生的羟基自由基(HO·)和[O]组成了另外一种优良的废水处理试剂——Fenton试剂,在适宜条件下废水CODCr去除率可达到48.6%、脱色率80%,使废水的可生化性得到提高,且利用废铁屑制成了优良的絮凝剂而处理皂素废水。柳婷等[9]提出利用锌—铜内电解反应可以提高废水的pH值,降低废水的色度,提高废水的可生化性,为黄姜皂素生产废水的预处理开辟了一条新途径。当废水的CODCr去除率达到32.34%,色度去除率达到72.22%,废水的BOD/COD值提高到0.5时,为后续的生化处理创造了有利条件。王西峰等[10,11]利用UV—Fenton氧化技术和超临界氧化技术处理皂素废水,在紫外光的照射下和高温/高压的作用下,有机物和氧化剂的反应能力大大增强,加快了有机物的降解,废水CODCr和色度去除率比单用Fenton试剂处理的要高。舒陈华[12,13]利用新型高分子无机絮凝剂含硼聚硅酸盐(PASFB)预处理皂素废水,试验发现PSAFB中硼、铝及其水解产物、铁及其水解产物、聚硅酸之间相互作用,形成了含B-O-Fe、B-O-Al、B-O-Si等键的螯合物对废水中有机物网扑絮凝和吸附架桥作用能力大大增强,经预处理后的废水CODCr的去除率在50%以上,减轻了后续处理的负担,为其达标排放创造了条件。2.3 吸附法吸附法皂素废水处理工艺有用在预处理,也有用在后续的深度处理中。由于原废水中含有黄姜色素类有机物而使废水的色度很大,通过吸附这样一些有机小分子物质不但可以使其色度降低,且对废水中的有机物有一定的去除作用。李泽唐等[14]用水葫芦气囊作为吸附材料对皂素废水进行吸附预处理,试验结果表明,经水葫芦气囊吸附后的废水中氯离子、色度、CODCr值均有不同程度降低,且废水的pH值有所升高,废水的可生化性明显提高,用水葫芦气囊这种水体富营养化产物用来预处理皂素废水,可达到以废治废的目的。单丽伟等[15]采用化学法合成的新生MnO2作为吸附剂对皂素废水进行处理,利用MnO2表面的羟基化配体与水的相互作用强烈吸附有机化合物,尤其是废水中色素类物质能够被吸附,所以通过新生MnO2预处理过的废水色度去除率达80%以上,CODCr去除率在40%左右。葛红光等[16]研究通过活性炭吸附和双氧水氧化的化学法预处理皂素废水,使废水的CODCr有大幅下降,废水的可生化性得到了提高。3 皂素废水的生化处理技术皂素废水这种高浓度有机废水仅通过一般的物化处理方法很难使其达到排放标准,而只有通过物化法预处理后再进行生化处理方可达到相应的排放标准。所以生化处理是皂素废水处理的重要环节,也是决定性的环节,虽然也有报道完全用物化处理方法来处理皂素废水并且试验结果还达到了一定的要求,例如杨志华等[17]在实验室用NF(纳滤)和RO(反渗透)过滤处理皂素废水,废水CODCr去除率达90%,但是笔者认为在实际的企业生产中废水量是较大的,纳滤和反渗透膜的费用以及维护外加的动力费用会远远高于生化处理所需费用,所以在实际生产中皂素废水处理的主要工艺仍应以生化工艺为主。对于皂素废水的生化处理工艺基本上是厌氧好氧工艺的组合。其中厌氧工艺以UASB工艺多用,好氧以普通活性污泥、生物接触氧化、SBR等多用。另外用特定微生物固定化技术在适合的反应器中处理皂素废水也取得了一定的成效。3.1 厌氧好氧组合工艺对皂素废水的处理上流式厌氧污泥床(UASB)作为一种高效厌氧处理技术,在高浓度有机废水处理中得到广泛的应用。单丽伟等[18]在2003年进行了UASB处理皂素废水试验,结果表明UASB工艺处理皂素废水是可行的,当进入反应器废水CODCr在7 000 mg/L 左右时,废水CODCr去除率达70%以上,产沼气率为0.34 m3/kg。张志扬等[19]将UASB与生物接触氧化结合处理皂素废水,由于工艺采用厌氧好氧结合,进入反应器的废水CODCr浓度高达24 000 mg/L,经过工艺处理后废水CODCr降至1 000 mg/L左右,整个处理工艺相对单独用UASB工艺效率提高很多,且进水CODCr浓度有了大幅提高,更利于企业实际应用。刘礼祥等[20]采用水解酸化、激波厌氧、射流曝气三段式生物处理工艺对皂素废水进行处理,该组合工艺进水CODCr为5 500 mg/L,最终出水CODCr 147 mg/L,总去除率达91%,由于组合工艺较长,对各阶段工艺条件控制是制约其处理效果稳定的一个主要因素。李庆新等[21]研究了将UASB与SBR工艺结合处理皂素废水反应器快速启动的影响因素,研究结果表明UASB反应器中加入适量的铁屑和活性炭,形成的Fe2+与SO42-在厌氧环境中被硫酸盐还原菌还原生成S2-,结合形成FeS颗粒,从而降低H2S的抑制作用,成功消除了SO42-对生物处理系统的影响,使UASB反应器中厌氧颗粒污泥在较短时间内培养出来,缩短了启动时间,使其实际的运行效果得到改善。解清杰等[22]利用UASB、激波厌氧、好氧组合工艺处理皂素废水工程实践研究,工程运行一年多证明系统对废水的流量、有机负荷的抗击能力强,各项指标的去除率稳定在90%。但锦锋等[23]将UASB、水解、厌氧、好氧工艺组合用在工程实践中,为皂素企业设计了整套废水处理工艺,实践表明该组合工艺切实可行,废水经过处理后可达国家一级水质标准,工艺运行成本较低,可以推广应用。张寿斗等[24]利用厌氧折流板反应池(ABR)、内电解池、IC反应器、生物接触氧化池组合工艺处理黄姜皂素废水效果明显,虽然出水水质指标均达到国家排放标准,但只作为实验室处理,工程实践还需进一步研究。Zhao等[25]用两相厌氧消化和生物曝气滤池的组合工艺处理皂素废水,研究结果表明,控制进水pH在5.5两相厌氧消化反应器具有较高的SO42-离子去除率和CODCr去除率,再经过曝气生物滤池处理出水能够达到排放标准,且两相厌氧消化动力消耗小,经济适用宜推广。Li等[26]用生物燃料电池反应器(MFC)工艺处理皂素废水,组成电池正极和负极的就是两个反应器,通入废水后废水在电活跃微生物群落的作用下分解有机物而产生能量,使整个电路畅通,反应器产生的电流越大,有机物降解率越高。通过质谱分析发现废水中的不同有机物在正极和负极降解程度不一样,总体上废水CODCr去除率在正极反应器的去除率远远高于负极反应器的去除率,这可能和电活跃微生物群的适应环境有关。生物燃料反应器处理皂素废水是一个全新的处理方法,其不但能耗小而且可以将废水中有机物转化为电能,实现了废水的资源化利用,虽然目前还处于实验室研究阶段,但是通过不断深入研究和完善也许在不久的将来会逐步推广使用。3.2 特定微生物用于皂素废水处理废水的生物处理反应器中微生物种群一般选用活性污泥通过驯化使微生物群体适应废水而对废水降解。在对皂素废水的处理中研究者发现了一些特定微生物群体具有较高的降解能力,因此将这些特定微生物放入反应器,对废水处理取得了较好的效果。宋凤敏等[27]、凌云等[28]提出将酵母菌接入生物接触氧化池中进行皂素废水处理,由于酵母菌具有抗酸耐盐等特点,在皂素废水中能够利用有机碳源大量繁殖生长,使废水有机物浓度大幅下降,生成的酵母干菌蛋白质、氨基酸含量高,可作为饲料蛋白,做到了资源回收利用。冯仁涛等[29]利用白腐菌处理皂素废水与造纸废液混合的废水,由于皂素废水酸度大而造纸废液碱度大,两种废水混合后pH不需调节,白腐菌即可在废水中生存,其能够大量降解废水中的糖类和木质素,CODCr去除率可达84.5%。李莉等[30]采用光合细菌与活性污泥联合在SBR好氧反应器中处理皂素废水,活性污泥里的异养微生物首先将废水中高分子有机物转化为低分子物质,当小分子脂肪酸的浓度达到一定程度后,活性污泥处理废水受到一定的抑制,阻碍了有机物继续降解,而此时光合细菌能以低分子物质作为营养基质,继续降解有机物,表现出活性污泥和光合细菌的相互协同和强化作用,处理过程中产生的光合细菌体也可回收作为饲料使用。訾静等[31]探讨了厌氧光照条件下用光合细菌处理皂素废水的影响因素,在优化的处理工艺条件下,皂素生产的废水CODCr去除率达68.96%。目前对于特定微生物处理皂素废水主要集中在真菌和光合细菌类,更多的特定微生物处理皂素废水还在研究探索中。3.3 固定化技术在皂素废水处理中的应用一般生化处理中活性污泥随水流出存在微生物流失的现象,固定化微生物技术具有保持高效菌种、生物浓度高、产泥量少、固液易分离、对有毒物质承受能力和降解能力强等优点,在废水处理特别是对含有难降解有机物或有毒物的废水处理中应用较多。信欣等[32]将贝壳作为固定微生物的载体在厌氧反应器中对皂素废水处理,利用贝壳本身特有的三层层状结构,使许多微生物聚居其中,同时也免受废水中的有害抑制成分的毒害。主要成分CaCO3会溶解为反应器提供碱度,有利于反应器的启动,使反应器里的微生物免受酸性的抑制,生物膜在贝壳表面形成,提高整个反应器的生物量,反应器的处理能力得到很大的提高。杨雪芬等[33]采用聚乙烯醇(PV A)凝胶包埋厌氧活性污泥制成小球接种到厌氧-好氧串联工艺系统中进行皂素废水生物处理,通过与没有包埋的悬浮污泥比较其处理效果以及抗毒抗有机负荷的性能,结果显示微生物经过固定化处理后,使固定化处理系统具有较强的抗毒性和抗负荷冲击的能力,能提高系统的CODCr去除率。但是将包埋技术大规模应用于实践中还有一些问题需要深入探讨。4 皂素废水的深度处理技术皂素废水由于其几万的CODCr浓度,通常情况下化学预处理、生化二次处理,出水CODCr浓度基本还维持在1 000 mg/L左右,且色度还很深,如果要达到直接排放的目标,必须通过深度处理。目前对于皂素废水的深度处理方法集中在物化吸附、絮凝以及人工湿地处理等。王瑾等[34]将生化处理过的皂素废水通入人工湿地,湿地中种植当地植物水燕麦对出水进行深度处理,运行结果表明采用当地植物水燕麦作为人工湿地植被可实现良好的处理效果,水燕麦具有生长周期长、生长速度快等优点。废水的CODCr 平均去除率为47.79%,氨氮平均去除率为75.64%,总磷平均去除率为88.8%,但由于有机物及不溶性无机物在人工湿地中积累,使湿地容易产生堵塞现象,人工湿地长效性保持方面还需要做进一步研究。王西峰等[35]用混凝沉淀-臭氧氧化组合工艺对皂素生物处理出水的净化效果进行了研究,用季胺盐型阳离子高分子絮凝剂YJD,助凝剂选用PAM,经混凝处理后废水CODCr从1 200 mg/L下降到899 mg/L,但其色度变化不大仍高达400 mg/L,再通过臭氧反应器后废水的上色度和CODCr 有了明显的下降,均能满足排放要求。李莉等[36]以壳聚糖为絮凝剂深度处理皂素废水,壳聚糖作为吸附剂和絮凝剂,能够通过分子中的氨基和羟基与有机物形成稳定的螯合物,有效地捕集溶液中的有机物,并可以抑制细菌生长,使污水变清,在适宜条件下CODCr去除率可达92.91%。试验中废水脱色处理多采用活性炭作为吸附材料,龚美珍等[37]用粉末活性炭吸附皂素废水中的焦糖色素,通过吸附试验处理后废水色度脱除率高达98.75%,对水体中固形物也有一定的去除效果。活性炭吸附色素后,经热碱液解析得到焦糖色素的同时,活性炭也得以再生循环使用。刘智峰等[38],宋凤敏等[39]利用粉煤灰联合过氧化氢(H2O2)对皂素废水进行深度处理研究,利用粉煤灰多孔的结构以及H2O2对有机物的氧化性,在适宜条件下,粉煤灰联合过氧化氢对皂素废水的色度去除率很高,CODCr去除率稍低,经过处理后可以达到排放标准。在实践应用废弃粉煤灰作吸附剂相对活性炭价格便宜很多,便于推广使用。5 皂素废水的资源化利用与清洁生产5.1 皂素废水的资源化利用皂素生产过程中产生了大量富含淀粉水解的糖类高浓度有机废水,同时还有富含有机物的废渣,通过合适的方法最大限度地利用废液废渣中的有机物使之成为可以直接使用的资源,这是近年来皂素废水处理中新的发展。Zhang等[40]用皂素生产废渣制备活性炭并且用这种活性炭来处理皂素废水,结果表明用皂素废渣制备的活性炭具有很好的物理和化学性质,处理皂素废水比一般标准活性炭效果好且能适应较低的pH环境,用皂素废渣制备活性炭处理皂素废水,实现了以废治废的目的。缪礼鸿等[41]用皂素废渣吸附皂素废水后进行堆肥发酵,不仅堆肥效果明显增强,而且节约了大量的堆肥用水,为皂素废渣和高浓度皂素废水的治理问题提供了一种经济、有效的方法,实现了黄姜皂素生产过程中的主要污染物皂素废渣和高浓度皂素废水的资源化利用,将会使整个皂素废水的治理难度和治污成本大大降低。谭新敏等[42]利用皂素废水中的可用资源,与酒精生产工艺相结合,采用耐高温活性干酵母对废水进行发酵生产出工业酒精,不仅使废水中的CODCr值得以降低,而且节约了资源,具有良好的环保效益和经济效益。Peng等[43]利用两步纳滤技术(TSNF)从皂素废水中回收糖和酸,经过膜处理的废水可以回用在皂素生产中,废水处理过程酸的回收率达40%以上可以用于皂素提取的酸解阶段,回收到的糖达65%也能在其他方面使用,废水的CODCr降低很多,TSNF技术做到资源利用的最大化,其在实际工程上的使用还有待进一步研究。5.2 皂素生产的清洁生产工艺近年来人们在不断改进皂素废水处理工艺的同时,也在不断地改进皂素生产的工艺,把清洁生产的理念贯彻进去,从皂素生产每个步骤去减少污染的产生,使资源利用达到最大化,通过这些措施减少废液废渣的产生。Wang等[44]研究了利用糖化膜水解法制备皂素(SMRH)的清洁生产工艺,该工艺打破了传统的化学强酸分解薯蓣前加了水解酶分解步骤,将皂素中的淀粉利用水解酶分解为糖并回收,且酸解后产生废水用纳滤渗透组合工艺处理,处理后的出水回用到打浆工艺中,回收的酸在酸解中继续利用,这种工艺比传统工艺使用的酸和水大大减少,排放的废水废渣也大幅下降,整个制取工艺不但排污减少而且费用也降低很多,该工艺经过2年的试验研究,现已在湖北等省市推广应用。Zhu等[45]比较了用水解酶-微生物发酵工艺提取皂素与微生物发酵-酸解工艺提取皂素两种工艺,结果表明水解酶-微生物发酵工艺提取皂素是可行的,在同样条件下皂素的提取率较高,且废水产生量小,废水中的CODCr、TOC、SO42-分别减少了99.4%、99.2%、100%。Liu等[46]研究用石油醚-乙醇-硫酸铵(TLPS)工艺从薯蓣发酵液中提取皂素,也是对传统提取皂素方法的改进。Qiu等[47]将微波和发酵工艺结合作为皂素生产预处理方法,结果显示用微波处理再发酵预处理过的薯蓣,皂素产量较没预处理过的提高了42.5%,废水中CODCr减少了69.7%,淀粉和纤维素回收率分别达81.8%和50.8%。6 结语与展望纵观以上研究结果,可以发现皂素废水的处理工艺基本上是物化预处理+生化处理+物化(生物)深度处理的模式。整个废水处理工艺流程如果简单易操作,可能就存在处理效率不高,出水很难达标排放的情况;而工艺流程复杂,运行操作的要求较高,实际投资会比较大,废水处理成本较高,难以推广应用。当然通过10多年的发展各类技术在皂素废水处理中发挥的作用也越来越完善,改进了各方面的不足。而近年来提出的皂素废水的资源化利用和皂素生产的清洁生产工艺很好地弥补了传统组合工艺处理废水的不足,尤其是清洁生产工艺的开发,更是从源头上减少了污染的排放,为后期处理减轻了负担,废水废渣的资源化利用从根本上说也是清洁生产的方式,使资源的利用达到最大化,也就减少了污染向环境的排放。因此研究皂素的清洁生产工艺,同时对皂素生产的原料进行综合利用,如生产酒精、生产沼气及生物电池、回收糖类等都是今后皂素废水处理技术发展的主要思路,皂素生产企业能够可持续发展的主要途径。参考文献:[l] 江苏新医学院.中药大辞典[M].上海:上海科学技术出版社,1986.[2] 彭司勋.药物化学[M].北京:化学工业出版社,1988.[3] 李军超,李向民,郭晓思,等.盾叶薯蓣研究进展[J].西北植物学报,2003,23(10):1842-1848.[4] 康阿龙,孙文基,汤迎爽,等.盾叶薯蓣资源、成分及组培学研究进展[J].中草药,2003,34(8):17-19.[5] 刘礼祥.预处理后皂素废水生物生态净化工艺研究[D].武汉:华中科技大学,2004.[6] 张勇,祁恩成,张守诚,等.黄姜—皂素废水综合处理技术的探讨[J].环境科学与技术,2004,27(增刊):124-125.[7] 但锦锋,祁璟,陆晓华.内电解法预处理皂素废水[J].中国给水排水,2003,19(12):43-44.[8] 徐朝辉,刘小玉,童蕾,等.曝气内电解—臭氧法预处理皂素废水的研究[J]. 工业水处理,2006,26(10):52-55.[9] 柳婷,王永欣,李桂敏.内电解工艺预处理黄姜皂素生产废水试验研究[J]. 山西建筑,2009,35(5):180-182.[10] 王西峰,胡晓莲. 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