申请日2012.05.11
公开(公告)日2012.08.22
IPC分类号C02F9/04; C07C45/78; C07C49/04
摘要
本发明公开了一种泰妙菌素废水酸化回收4-甲基-2-戊酮的方法，步骤包括：向泰妙菌素废水中加入无机盐进行盐析，析出部分有机物质沉淀，过滤除去沉淀，然后向废水中加入无机强酸调节废水pH，使废水分层，分离有机相即为4-甲基-2-戊酮。本发明还提供了泰妙菌素废水的处理方法。本发明通过盐析、酸化，从泰妙菌素废水中回收了4-甲基-2-戊酮，实现了废物的回收利用，回收4-甲基-2-戊酮后的废水COD大幅降低，通过普通废水处理步骤即可达到排放要求。相比较现在的泰妙废水处理来说，本发明废水处理方法难度低，成本低，实现了原料的循环利用，符合循环经济、清洁生产的要求。
权利要求书
1.一种泰妙菌素废水酸化回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是，步骤包括：向泰妙菌素废水中加入无机盐进行盐析，析出部分有机物质沉淀，过滤除去沉淀，然后向废水中加入无机强酸调节废水pH，使废水分层，分离有机相即为4-甲基-2-戊酮。
2.根据权利要求1所述的回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是：盐析所用的无机盐为氯化钠、硫酸钠或氯化钙;调节pH所用的无机强酸为浓硫酸、浓磷酸或浓盐酸。
3.根据权利要求2所述的回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是：盐析所用的无机盐为氯化钠;调节pH所用的无机强酸为浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是：调节废水pH至3.3-5.5。
5.根据权利要求4所述的回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是：调节废水pH至3.3-4.5。
6.根据权利要求5所述的回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是：调节废水pH至3.3-4.0。
7.根据权利要求1所述的回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是：无机盐的用量为废水质量的0.5%。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是：分离所得的4-甲基-2-戊酮有机相经过进一步的精馏处理得纯度高的4-甲基-2-戊酮。
9.一种泰妙菌素废水的处理方法，其特征是包括以下步骤：
(1)、向泰妙菌素废水中加入无机盐进行盐析，析出部分有机物质沉淀;
(2)、过滤除去沉淀，向废水中加入无机强酸调节废水pH，使废水分层;
(3)、将废水的有机相和水相进行分离，有机相为4-甲基-2-戊酮，有机相经过进一步的精馏纯化处理，回收利用;水相进入下一步继续处理;
(4)、将水相进入生物处理系统进行生物降解，生物处理后的废水直接排放。
10.根据权利要求9所述的泰妙菌素废水的处理方法，其特征是：盐析所用的无机盐为氯化钠、硫酸钠或氯化钙，无机盐的用量为0.5%;调节pH所用的无机强酸为浓硫酸、浓磷酸或浓盐酸，废水pH调节至3.3-5.5。
说明书
一种泰妙菌素废水酸化回收4-甲基-2-戊酮的方法及废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种泰妙菌素废水酸化回收4-甲基2-戊酮的方法及泰妙菌素废水的处理方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
泰妙菌素(Tiamulin)是由高等真菌担子菌侧耳属Pleurotus mutilus发酵得到截短侧耳素后，再经化学合成得到氢化延胡索酸盐，是一种双萜烯类畜禽专用抗生素。泰妙菌素的合成过程是经过一步磺化反应即截短侧耳素和对甲苯磺酰氯磺化反应生成中间体、中间体再和乙硫醇酰化反应生成泰妙菌素碱产物，每步合成后要进行水洗然后才进入下一步操作。泰妙菌素废水具有很高的COD值，一般废水处理方法是对泰妙菌素废水直接进行处理，因废水中含有大量的溶媒影响生物处理菌的活性从而使废水很难生物降解，因此直接处理难度大，成本高。随着科技的高速发展，人们越来越重视循环经济、清洁生产，环境治理与经济效益双赢;另外泰妙菌素目前国内外市场竞争比较激烈，随着原材料价格和动力价格的上涨，产品的生产成本持续上升。为了降低产品的生产成本与推进清洁生产，进一步提高公司的市场竞争力与综合实力，降低废水处理成本、充分回收利用原料实现清洁生产是一种必然的趋势。
发明内容
本发明提供了一种泰妙菌素废水酸化回收4-甲基-2-戊酮的方法。该方法实现废物的回收利用，并大幅降低了污水的COD，回收4-甲基-2-戊酮后的废水可进行传统的污水处理，解决了原有泰妙菌素高浓污水(即高COD值污水)难以生物降解的问题。
本发明还提供了泰妙菌素废水的处理方法，该方法操作简单，成本低，符合清洁生产的要求。
现今一般是对泰妙菌素废水直接进行污水处理，此废水浓度高，废水COD高，处理难度大，成本高，针对这一问题，发明人经过大量的研究，发现在高浓污水处理之前对该废水先采用化学的方法进行预处理，从中回收溶媒4-甲基-2-戊酮，可实现废物的回收利用，并可大幅降低污水COD，符合清洁生产的要求。经预处理后的废水可以进行传统的污水处理，解决直接对高浓污水进行处理难以生物降解的问题。本发明工艺路线符合循环经济、清洁生产的要求，实现了资源的优化配置，达到了环境治理与经济效益双赢的目标。
下面具体介绍本发明的方案：
一种泰妙菌素废水酸化回收4-甲基-2-戊酮的方法，其特征是，步骤包括：向泰妙菌素废水中加入无机盐进行盐析，析出部分有机物质沉淀，过滤除去沉淀，然后向废水中加入无机强酸调节废水pH，使废水分层，分离有机相即为4-甲基-2-戊酮。
上述方法中，通过盐析除去了部分不易溶有机物质，提高了有机相中4-甲基-2-戊酮的纯度，为了进一步的提高4-甲基-2-戊酮的纯度，所得的有机相可以进行进一步的纯化处理，即将有机相进行精馏处理，所得4-甲基-2-戊酮馏分纯度更高。
上述泰妙菌素废水酸化回收4-甲基-2-戊酮的方法相当于泰妙菌素废水处理方法中的一个关键的处理步骤，也可以称为废水处理的一个预处理步骤，经过此4-甲基-2-戊酮回收步骤后的废水进一步的经过常用废水处理手段可以使废水达到排放要求。
具体的，泰妙菌素废水的处理方法包括4-甲基-2-戊酮回收步骤和废水生物处理步骤，具体步骤如下：
(1)、向泰妙菌素废水中加入无机盐进行盐析，析出部分有机物质沉淀;
(2)、过滤除去沉淀，向废水中加入无机强酸调节废水pH，使废水分层;
(3)、将废水的有机相和水相进行分离，有机相为4-甲基-2-戊酮相，将有机相进一步精馏纯化得高纯4-甲基-2-戊酮，可回收利用，水相进入下一步继续处理;
(4)、将水相进入生物处理系统进行生物降解，生物处理后的废水直接排放。
回收4-甲基-2-戊酮后的废水中COD值大幅度降低，且也没有4-甲基-2-戊酮影响菌种的活性，因此可以使用一般的生物处理系统对废水进行处理。因此，本发明步骤(4)用的生物处理系统为本领域一般常用的生物处理系统，属于现有技术，本领域技术人员可以根据现有技术公开的内容进行选择。
本发明中，盐析所用的无机盐为氯化钠、硫酸钠或氯化钙，优选的，氯化钠效果最好。无机盐的用量最佳为废水质量的0.5%，也可以适当增加或减小用量。
本发明中，调节pH所用的无机强酸为浓硫酸(浓度98wt%左右)、浓盐酸(浓度36wt%左右)、浓磷酸(浓度85wt%以上)，其中浓硫酸成本更低，因此优选浓硫酸。为了使废水更好的分层，一般调节废水pH至3.3-5.5，优选3.3-4.5，更优选3.3-4.0。
本发明通过盐析、酸化，从泰妙菌素废水中回收了4-甲基-2-戊酮，实现了废物的回收利用，回收4-甲基-2-戊酮后的废水COD大幅降低，通过普通废水处理步骤即可达到排放要求。相比较现在的泰妙废水处理来说，本发明废水处理方法难度低，成本低，解决了直接对高浓废水进行处理难以生物降解的问题，并能充分实现原料的循环利用，符合循环经济、清洁生产的要求，实现了资源的优化配置，达到了环境治理与经济效益双赢的目标。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该明白的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
下述实施例中，所用的泰妙菌素废水(简称泰妙废水，下同)均为泰妙菌素生产废水，废水的COD值在20万～30万mg/L之间，废水中主要含有15wt%左右对甲苯磺酸钠，20wt%左右4-甲基-2-戊酮。
实施例1
1、盐析步骤研究：
分别取泰妙菌素废水1L，进行盐析处理，用盐分别为：氯化钠、硫酸钠、氯化钙，添加比例均为泰妙废水质量的0.5%，分别搅拌半小时后，进行抽滤，抽滤后，干燥析出物质，然后称量，重量分别为：
通过上述实验可知，盐析加入氯化钠效果最好，析出固体物质最多，对污水降低COD、溶剂分离效果最好。
2、酸化步骤研究：
分别取泰妙菌素废水1L，进行调酸处理，用酸分别为：浓硫酸(98wt%)、浓盐酸(36wt%)、浓磷酸(85wt%)，将废水pH均调至5.0，用酸量如下表，通过实验可知，浓硫酸经济适用，所选调pH剂优选为浓硫酸。
实施例2
分别取泰妙菌素废水1L，先加入废水质量0.5%的氯化钠进行盐析操作，然后用浓硫酸调节pH值，使得泰妙合成废水pH值分别在4.5-5.5范围内、4.0-4.5范围内、3.3-4.0范围内，静置分层6h，分层后收集酮相，所得4-甲基-2-戊酮情况如下：
从上述结果可以看出，废水pH范围在3.3-4.0时回收4-甲基-2-戊酮效果最好。
实施例3
进一步的，实施例2中分离所得的4-甲基-2-戊酮还可以加入精馏塔中进行精馏，以提高纯度，精馏后产品纯度如下：
实施例4
取泰妙菌素废水1L，先加入废水质量0.5%的氯化钙进行盐析操作，盐析后抽滤除去所得沉淀，然后用浓盐酸(浓度36%)调节pH值，使得泰妙合成废水pH值在3.3-4.0范围内，静置分层6h，分层后收集酮相，得4-甲基-2-戊酮245ml，水相进入生物处理系统(废水好氧处理系统，即CASS系统)进行生物降解，处理完后废水的COD为240mg/l，达到排放要求。
实施例5
取泰妙菌素废水1L，先加入废水质量0.5%的硫酸钠进行盐析操作，盐析后抽滤除去所得沉淀，然后用浓磷酸(98%)调节pH值，使得泰妙合成废水pH值在4.5-5.5范围内，静置分层6h，分层后收集酮相，得4-甲基-2-戊酮149ml，水相进入生物处理系统(废水好氧处理系统，即CASS系统)进行生物降解，处理完后废水的COD为240mg/l，达到排放要求。
实施例6
取001批泰妙菌素废水1L，先加入废水质量0.5%的氯化钠进行盐析操作，盐析后抽滤除去所得沉淀，然后用浓硫酸调节pH值，使得泰妙合成废水pH值在4.0-4.5范围内，静置分层6h，分层后收集酮相，得4-甲基-2-戊酮195ml，水相进入生物处理系统(废水好氧处理系统，即CASS系统)进行生物降解，处理完后废水的COD为230mg/l，达到排放要求。
以上实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
