申请日2018.05.30
公开(公告)日2018.10.26
IPC分类号C02F1/44; C02F1/469; C02F101/16; C02F103/34; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，将生产废水送入纳滤膜单元处理，得到有机物浓缩液和第一淡化液;将第一淡化液送入电渗析单元中进行处理，得到含有氯化铵的浓缩液和第二淡化液;将含有氯化铵的浓缩液送入双极膜电渗析单元中处理，得到三股处理液：第一股为含有HCl的酸液，第二股为含有NH3·H2O的碱液，第三股为含残留氯化铵的第三淡化液;将得到的有机物浓缩液、第二、三淡化液混合作为废水，再经过上述步骤处理2‑3次后，将混合液排入污水处理系统，将酸液、碱液分别回收完成酶法阿莫西林生产废水资源化的回收过程。本发明将高盐废水中的氨氮和氯离子转变为氨水和盐酸，从而有效回收废水中的酸和碱，实现资源循环利用。
翻译权利要求书
1.一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，其特征是，包括以下步骤：
(1)将生产废水送入纳滤膜单元处理，分别得到有机物浓缩液和第一淡化液;
(2)将第一淡化液作为料液送入电渗析单元中作为料液进行处理转化，得到含有氯化铵的浓缩液和第二淡化液;
(3)将含有氯化铵的浓缩液送入双极膜电渗析单元中作为料液进行处理转化，得到三股处理液：第一股处理液为含有HCl的酸液，第二股处理液为含有NH3·H2O的碱液，第三股处理液为含残留氯化铵的第三淡化液;
(4)将步骤(1)中得到的有机物浓缩液、步骤(2)和(3)中得到的第二、第三淡化液混合作为废水，再依次经过步骤(1)~(3)处理，如此循环2-3次后，将混合液排放进入污水处理系统，将步骤(3)中得到的含有HCl的酸液和含有NH3·H2O的碱液分别回收，完成酶法阿莫西林生产废水资源化的回收过程。
2.根据权利要求1一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，其特征在于，纳滤膜单元中所选择纳滤膜的截留分子量为150-300，操作压力为1.0~2.5 MPa，操作温度5~25℃，料液pH为7~10，第一淡化液得率70~85%。
3.根据权利要求1一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，其特征在于，在步骤(2)中的电渗析单元中处理转化的料液的pH值为4~5.5。
4.根据权利要求1一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，其特征在于，在步骤(3)中的在双极膜电渗析单元中处理转化的料液的pH值为2~5。
5.根据权利要求1所述的一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，其特征在于，阿莫西林生产废水处理后，回收的碱液中氨水的质量浓度≥2%，酸液中盐酸的质量浓度≥4%。
6.根据权利要求1所述的一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，其特征在于电渗析单元的电渗析条件：电流密度为15~55 mA/cm2，工作温度为5~25℃。
7.根据权利要求1所述的一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，其特征在于双极膜电渗析单元的电渗析条件：电流密度为25~60 mA/cm2，工作温度为15~30℃。
说明书
一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺
技术领域
本发明属于废水回收技术领域，涉及一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，具体的说是一种采用组合膜技术回收阿莫西林生产废水中酸和碱的方法。
背景技术
阿莫西林(Amoxicillin)又名安莫西林，是一种常用的青霉素类光谱β-内酰胺类抗生素。阿莫西林合成方法通常有两种，一是化学合成法，二是酶催化合成法(简称酶法)。酶法实在固定化青霉素酰化酶催化下，有母核6-氨基青霉素烷酸(以下简称6-APA)与D-对羟基苯甘氨酸甲酯在水箱中搅拌反应而成。与化学合成法相比，可避免使用各种有机溶剂，同时具有反应条件温和(室温及中性)、能耗低、易操作、环境友好等优点，因此是目前优先采用的合成方法。
随着酶法合成阿莫西林工艺的不断发展，原料利用率和产率都得到了很大程度的提高。然而，阿莫西林结晶分离过程需要用到大量酸(通常为盐酸)和碱(通常为氨水或氢氧化钠)，从而使生产废水中含有很高的含盐量，随着环保政策的不断严格，高含盐废水的削减成为限制阿莫西林生产的关键。目前，主要是回收利用废液中的高附加值成分，中国专利CN102392060 公开了一种利用纳滤回收酶法合成阿莫西林母液中有效成份的方法，中国专利CN102816803公开了一种利用大孔树脂回收利用酶法合成阿莫西林母液的方法。上述两专利均未针对高盐浓度进行处理。因此，如何对高盐浓度的阿莫西林废水处理是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺。本发明的酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺工艺设计合理、操作简便，将高盐浓度的阿莫西林废水中的氨氮和氯离子转变为氨水和盐酸，可以有效回收酶法合成阿莫西林生产废水中的酸和碱，实现资源循环利用。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺，包括以下步骤：
(1)将生产废水送入纳滤膜单元处理，分别得到高浓度有机物浓缩液和第一淡化液;该步骤中利用纳滤膜对的筛分效应，将分子量较大的有机物(>150)与小分子有机物和无机盐分开，因此第一淡化液中主要为含有氯化铵和甲醇的淡化液。
(2)将第一淡化液作为料液送入电渗析单元中作为料液进行处理转化，得到含有氯化铵的浓缩液和第二淡化液;此步骤中的电渗析单元采用两隔室电渗析单元，实现无机盐(氯化铵)的浓缩及其与甲醇的分离;
(3)将含有氯化铵的浓缩液送入双极膜电渗析单元中作为料液进行处理转化，得到三股处理液：第一股处理液为含有HCl的酸液，第二股处理液为含有NH3·H2O的碱液，第三股处理液为含残留氯化铵的第三淡化液;
(4)将步骤(1)中得到的有机物浓缩液、步骤(2)和(3)中得到的第二、第三淡化液混合作为废水混合，重复步骤(1)~(3)，如此循环2-3次后，将混合液排放进入污水处理系统，将步骤(3)中得到的含有HCl的酸液和含有NH3·H2O的碱液分别回收，完成酶法阿莫西林生产废水资源化的回收过程。
进一步地，纳滤膜单元中所选择纳滤膜的截留分子量为150-300，操作压力为0.5~1.5 MPa，操作温度5~25℃，料液pH为7~10，第一淡化液得率70~85%。该步骤中利用纳滤膜对有机物的截留能力及对一价无机离子的透过能力，将氯化铵从废水中分离出来。
进一步地，在步骤(2)中电渗析单元中处理转化的料液的pH值4~5.5，以便于减少荷电有机物的迁移，造成浓缩液纯度不高。
进一步地，在步骤(3)中的在双极膜电渗析单元中处理转化的料液的pH值为2~5。
进一步地，阿莫西林生产废水处理后，回收的碱液中氨水的质量浓度≥2%，酸液中盐酸的质量浓度≥4%，可以回用于阿莫西林生产工艺中。
进一步地，电渗析单元的电渗析条件：电流密度为15~55 mA/cm2，工作温度为5~25℃。
进一步地，双极膜电渗析单元的电渗析条件：电流密度为25~60 mA/cm2，工作温度为15~30℃;本发明中的电渗析单元和双极膜电渗析单元均采用现有技术中的电渗析单元和双极膜电渗析单元。
有益效果
本发明的酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺中，纳滤膜单元实现有机物的去除，避免有机物对电渗析和双极膜电渗析单元的危害，有利于提高效率、延长电极寿命。
本发明的酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺中，电渗析单元采用两隔室电渗析单元，实现无机盐(氯化铵)的浓缩。
本发明的酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺中，双极电渗析单元将无机盐(氯化铵)转化为酸和碱，减少了盐对环境的排放，并实现了资源化利用。
本发明的酶法阿莫西林生产废水资源化回收工艺中，采用电渗析法可以有效回收盐酸和氨水，从而削减阿莫西林生产时酸和碱的用量，同时避免高氨氮、高氯根废水对环境的危害，具有较大的环境效益，值得在酶法阿莫西林生产工艺中使用。
经本发明处理后的混合液的水质指标达到GB/T 19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》中的冷却用水、洗涤用水、工艺与产品用水要求，作生产工艺用水回用。
依照本发明的方法可以温和的分离和回收水中的酸、碱，不产生二次污染，与传统的酸分离工艺比较，其具有环保经济的优点。