[发明专利]一种利用桔瓣脱囊衣废水资源化制备的果胶除磷剂及制备方法

说明书

本发明属于废水综合利用技术领域，涉及一种利用桔瓣脱囊衣废水资源化制备的果胶除磷剂及制备方法。包括以下步骤：A、过滤净化，将桔瓣脱囊衣废水过滤，去除杂质，得预处理液，B、分离果胶，将预处理液进行脱酸脱碱处理，得果胶溶液，以及回收稀酸和回收稀碱，C、果胶烷基化，在果胶溶液中加入醛，进行羟醛缩合反应，得烷基化的果胶溶液，D、果胶表面接枝，完成步骤C后，加入烯基单体和催化剂，进行聚合反应，E、浓缩干燥，得果胶除磷剂。本发明的除磷剂作用效果良好，且易生物降解，除磷工艺沉淀污泥可当作有机磷肥使用。

技术领域

本发明属于废水综合利用技术领域，涉及一种利用桔瓣脱囊衣废水资源化制备的果胶除磷剂及制备方法。

背景技术

中国是世界柑橘生产大国，十二五期间，我国柑橘栽培面积、年产量均有较大幅度增长，并于2012年跃居世界第一，全国柑橘种植面积达3432万亩，总产量3300多万吨。柑橘除作为消费者喜爱的水果食用外，大量被加工成柑橘汁、柑橘酒、橘瓣罐头等产品，随着科技的发展，我国柑橘生产工艺技术及装备均已达到国际先进水平，世界柑橘罐头总产量的80％来自中国，我国每年有超30％的鲜果用于加工橙汁，柑橘罐头年产量超50万吨。

柑橘加工成罐头或橙汁的生产过程用水量大，生产1吨去囊衣糖水橘片罐头实际用水量约为30-50吨，这股废水不仅数量大，而且有机物浓度高(CODcr高达6000～12000mg/L)，同时废渣腐烂不但污染水源，还造成环境卫生条件恶化。目前我国柑橘加工废水主要采用水解酸化联合生物法处理，处理后存在污泥产生量大，水质不达标等问题。

柑桔生产废水中含有大量果胶，酸洗和碱洗是废水中产生果胶的主要工艺步骤。酸洗和碱洗废水中果胶浓度可达3000mg·L-1以上，果胶具有良好的胶凝性和乳化性，在食品、医药、化妆品等行业中应用广泛，需求量逐年上升，据统计，世界果胶需求量近4万吨，而我国有80％果胶源于进口。柑橘果胶是最早商品化的果胶品种之一，相比于其他水果及副产物，含量高，利于提取与利用。从柑橘加工废水中提取果胶，不仅可减轻废水处理难度和成本，还可实现废物资源化利用，创造新的经济价值。

另外，果胶是一种弱酸性聚电解质，含有大量复杂多糖，是天然的有机高分子絮凝剂，果胶分子内含有多种单元连接方式和羟基、羧基、甲氧基等可被修饰基团，具有良好的改性潜力，乙酰化和甲基化处理果胶可提高其对重金属的吸附能力。

由于柑橘加工废水中的果胶浓度不高，浓缩困难，直接提取成本较高，因此，目前工业上，该类废水往往与清洗废水混合后进入污水处理站处理。其结果一方面导致污水处理站的负荷过高，微生物生长不良，处理站产水超标，另一方面造成果胶资源的浪费。

针对这种现状，有研究者提出采用将桔瓣脱囊衣废水除杂后，通过膜分离，纳滤、超滤浓缩，经乙醇沉淀或盐析法沉淀制得果胶产品。虽然解决了废水中果胶浓度过低问题，但膜污染是各种膜成功应用的关键，果胶的凝胶层会严重阻碍过滤，并造成膜污染。另外，乙醇沉淀和盐析的经济性较低，环境污染性也不容小视。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种利用桔瓣脱囊衣废水资源化制备果胶除磷剂的方法。

本发明的另一目的是提供一种果胶除磷剂。

为达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种利用桔瓣脱囊衣废水资源化制备果胶除磷剂的方法，包括以下步骤：

A、过滤净化，将桔瓣脱囊衣废水过滤，去除杂质，得预处理液，

B、分离果胶，将预处理液进行脱酸脱碱处理，得果胶溶液，以及回收稀酸和回收稀碱，

C、果胶烷基化，在果胶溶液中加入醛，进行羟醛缩合反应，得烷基化的果胶溶液，

D、果胶表面接枝，完成步骤C后，加入烯基单体和催化剂，进行聚合反应，

E、浓缩干燥，得果胶除磷剂。