黄姜废水的资源化处理技术方案

黄姜废水的资源化处理技术方案一、黄姜废水概况：每生产一吨皂素，需鲜黄姜130－180吨，工业盐酸（35%）15－20吨（或95%的硫酸5-7吨），120-汽油3－6吨，燃煤40－50吨，消耗水400－500吨。既使是最好的工艺，总要产生50吨至80吨废水。而这正是加工污染问题一直没有得到有效解决的根本原因。而每年皂素的全国产量不过五仟吨。黄姜在加工皂素的过程中“三废”污染严重。每生产1吨皂素约排放50-80吨废水（废水中的COD高达3-5万mg/L，PH值低于1，色度和氨氮含量均严重超标）、8-9吨废渣、42吨废汽（0.3吨废汽中含有机酸、无机酸约12千克，固体颗粒物质25千克）。惊人的三废排放量严重污染了大气、河流、土壤。其中废水污染成为黄姜在加工皂素生产过程中最大的污染源。为了治理这种污水，一般都采用石灰中和后在厌氧-好氧生化法。但由于废水中含酸量最高可达4-10%，需要大量的石灰来中和废水，因而造成硫酸钙泥量十分巨大。不仅使废水处理难度加大，劳动强度高，而且其排出的大量硫酸钙泥的处理又是一个难题。一是这种钙泥中含有大量有机物，露天堆放会造成大气及地表水的二次污染。二是这种钙泥因晶体结构与有机物的参杂，也无法直接利用。至今没有一种彻底治理黄姜废水的好方法。二、资源化新技术简述：本技术是基于废水中含有大量的多糖及硫酸，并且其干燥的黄姜废渣中含有一定量的多聚糖。黄姜废渣与酸性废水混合后在水解罐中高温水解，若选用专用的催化剂，在适宜的高温下，废渣、废水中的多聚糖可以在硫酸水解下生成糠醛，若废水废渣中含多聚糖为10%左右，在特定条件下可生成糠醛约为1-3%，那么，100吨废水废渣可以生成1-2吨粗糠醛和2-4%左右的醋酸。其提取糠醛后的废水仍含有2-4%的硫酸及2-4%醋酸，大量的有机物及水。剩余的废水可提取醋酸，分离硫酸。其技术使用本人的发明专利（自糠醛废水中回收醋酸），以获得50-99.5%醋酸）。留于废水中的水分可使用多效蒸发器回收水分，硫酸水溶液可循环利用，到黄姜酸水解工艺加以利用。残留的有机物可使用生物质过滤器过滤浓缩后，直接加入锅炉焚烧。整个过程闭路循环，没有废水、废渣、废气排出。做到基本上清洁生产，彻底解决环保问题。三、工艺流程示意图：鲜黄姜粉碎发酵酸水解水洗过滤提取废渣溶剂回收皂素离心结晶废水高温水解精馏滤渣干燥糠醛HCI或H2SO4废水减压过滤配酸槽醋酸糠醛渣制滤料回收醋酸回收硫酸硫酸溶液四、工艺流程描述：五、效益分析：1、皂素效益分析：皂素价格每吨不低于38万元，企业还能维护生产，即每生产一吨皂素企业尚有1.2万元利润，尚可实现1.4万元税收。按140吨鲜姜生产1吨皂素，鲜姜价格0.2万元/吨计算（含收购成本非到户收购价）来分析吨皂素生产利税空间。①吨皂素原材料采购成本：140吨×0.2万元/吨=28万元抵扣进项税13%后,实际原材料成本24.36万元。②吨皂素加工成本：6.50万元（盐酸、汽油、环保等材料抵扣进项税约0.5万元）③吨皂素总成本：24.36万元+6.5万元=30.86万元④吨销售收入：38万元⑤吨皂素税后销售收入：38万元÷117%=32.47万元⑥吨皂素毛利润：32.47万元—30.86万元≈1.6万元⑦吨皂素纯利润:1.6万元—销售成本0.4万元=1.2万元⑧吨皂素税收：（38—32.47)万元—(28—24.36）万元—0.5万元=5.53万元—3.64万元—0.5万元≈1.4万元年效益为：1.4×330天=462万元2、副产糠醛等效益分析：按每天生产一吨皂素计算，将产生80吨-100吨废水，此废水中含5-10%的多糖，2-4%的硫酸，10吨左右的废渣。废渣中含有约30-50%的纤维素，还有约40%的淀粉，若用此渣及酸性废水去制造糠醛及HMF产品。可获得1吨粗糠醛及0.5－1吨HMF其效益计算：蒸汽消耗17吨/糠醛，10吨/HMF；醋酸成本为2000元/吨AC则糠醛效益为：9000元/吨糠醛－17×100元/吨蒸汽＝7300元。粗HMF效益为：90000元/吨×0.5-10×100元/吨蒸汽=44000元醋酸效益为：5000元×2吨－2000元=8000元以上效益合计：7300+44000+8000=59300元如果按每天产一吨皂素计算则每天可产生的副产品产值为5.93万元则年效益为（年生产天数为330天）则年效益为：5.93万元×330=1956.9万元。若去除设备折旧，人工，税费，电费，管理费等若按100万元计算。实际可盈利：1956.9-100万元=1856.9万元。则副产品效益为主产品的3-4倍。并且其废水中的水分可回收70%，其余回收的有机物可直接掺入燃料烧锅炉，硫酸可回收80%回用于皂素生产。其余残余硫酸可使用石灰中和。整个工艺将基本上没有废水排出。彻底解决了黄姜废水的污染问题。