黄姜,又称盾叶薯蓣,是一种重要的药用和化工原料植物。其根茎中含有大量的薯蓣皂素,是合成甾体激素类药物的重要原料。黄姜酸解是黄姜加工过程中的一个重要步骤,通过酸水解将黄姜中的薯蓣皂素提取出来。该过程通常使用硫酸或盐酸作为酸解剂,在高温高压下进行反应,生成含有薯蓣皂素的水解液。水解液经过后续处理,可以分离得到薯蓣皂素和其他有用物质。
黄姜酸解过程中会产生大量的废水,这些废水主要来源于黄姜原料的清洗、酸解反应后的废水、设备清洗和地面冲洗等环节。黄姜酸解废水具有以下几个显著特点:
水量大:黄姜酸解过程中产生的废水水量较大,对废水处理设施的处理能力提出了较高要求。
含酸含糖高:由于酸解过程中使用了大量的酸,且黄姜本身含有较高的糖分,因此废水中的酸度和糖度都较高。
颜色深黑:黄姜酸解废水通常呈现深黑色,含有大量有机物和悬浮物,增加了废水处理的难度。
可生化性差:废水中的有机物多为难降解物质,导致废水的可生化性较差,不利于生物处理。
针对黄姜酸解废水的特点,通常采用以下工艺流程进行处理:
收集与调节:首先将黄姜酸解废水收集到集中池中,通过调节池进行均质化和调节水量,为后续处理做准备。
中和反应:将调节后的废水泵入中和池,通过加入适量的石灰乳或氢氧化钠等碱性物质,使废水中的酸度中和至适宜范围。
混凝沉淀:在中和后的废水中加入混凝剂(如聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等),通过搅拌使悬浮物凝聚成较大的颗粒,然后通过沉淀池将其去除。
水解酸化:将混凝沉淀后的废水送入水解酸化池,通过微生物的作用将废水中的有机物进行初步降解,提高废水的可生化性。
生物处理:经过水解酸化后的废水进入生物处理阶段,通常采用厌氧-好氧(A/O)或序批式活性污泥法(SBR)等生物处理工艺,利用微生物的代谢作用将废水中的有机物进一步分解为二氧化碳和水。
深度处理:根据出水水质要求,可以进一步采用砂滤、活性炭吸附、膜过滤等深度处理方法,去除废水中的悬浮物、有机物、微生物和重金属等杂质,提高出水水质。
消毒与排放:最后,对处理后的废水进行消毒处理,以杀灭其中的病原微生物,确保出水安全后排放。
以下是某黄姜加工企业黄姜酸解废水处理的成功案例:
该黄姜加工企业主要从事黄姜皂素的生产,采用预分离淀粉和纤维素后再进行酸水解的清洁生产工艺。针对黄姜酸解废水水量大、含酸含糖高、颜色深黑、可生化性差等特点,该企业采用了预处理/两级厌氧/多级水解好氧处理工艺进行处理。
首先,将黄姜酸解废水收集到集中池中,通过调节池进行均质化和调节水量。然后,将废水送入预处理单元进行混凝沉淀处理,去除废水中的悬浮物和大部分有机物。接着,将预处理后的废水送入两级厌氧反应器进行厌氧处理,通过微生物的作用将废水中的有机物进行初步降解。厌氧处理后的废水进入多级水解好氧段进行进一步处理,通过好氧微生物的代谢作用将废水中的有机物分解为二氧化碳和水。最后,经过深度处理和消毒处理后,废水达到排放标准并排放。
该废水处理工程运行稳定,处理效果好,出水水质达到了《皂素工业水污染物排放标准》(GB 20425—2006)。同时,该处理工艺还具有运行成本低、占地面积小等优点,为黄姜加工企业废水处理提供了可行的解决方案。
综上所述,黄姜酸解废水处理是一项复杂而重要的任务。通过合理的废水处理工艺流程和先进的废水处理技术,可以有效地解决黄姜酸解废水处理难题,实现废水的达标排放和资源化利用。