[发明专利]海藻加工废水中营养物质的回收

说明书

本发明涉及一种从海藻加工废水中回收蛋白质，淀粉，多聚糖酸等营养物质的方法及其絮凝剂以及制备方法。

海藻加工包括以褐藻，红藻，绿藻等为主要原料生产各种海藻胶，藻酸钠（钙），卡拉胶、琼胶、红藻胶，甘露醇，碘及其化合物，以及含原始藻体的食品，饮料。这些产品在轻工、食品、医药、化妆品等领域有着重要的应用价值。在全世界，海藻加工业规模已达到千万吨/年。随着海藻养殖业和新产品开发的进程，本类加工业仍将迅猛发展，但同时也带来一个环境污染问题，由于目前没有一个合理的回收技术可利用，海藻加工业排出的大量废水、废渣直接排入江海，对海水已造成富营养化的威胁，使鱼虾等水产品大幅度减产。

海藻加工业废水中，COD（化学需氧量）值可达数万毫克/升，这是因为经过提取工艺后，原藻体所含的蛋白质，藻胶素，糖醇类，多糖类，多聚酸类，维生素，氨基酸，少量脂类等仍大量地混杂在废液中，特别是蛋白质类几乎是原封不动地从藻体原料转移到了工业废液中。这种蛋白以粗蛋白计在各种藻类原料中的含量达到6-20%，加上其它含量更多的碳水化合物成份，甘露醇、多聚有机酸等是人类和动物理想的食品和饲料。

传统的废水处理技术，如生物降解（厌氧发酵）等，设备，场地，消耗均十分巨大，周期过长，而资源仍得不到回收利用。化学或物化处理涉及化学药品或絮凝剂的毒性嫌疑。使回收的有效营养物质丧失利用价值。近年，虽有合成的无毒絮凝剂，但因制作工艺，使其成本过高，不适于用于大量废水处理，例如阳离子多电解质高分子物质多数可以作为絮凝沉淀蛋白质，悬浮物胶体颗粒（如粘土、淀粉、胶质）的有效絮凝剂。如壳多糖（一种天然氨基多糖），已有效地用于动物，水产品，豆类蔬菜，粮食加工废水中蛋白质的回收，但迄今未用于解决海藻加工业废水处理，主要原因是制造这种壳多糖成本过高，不适于用于大量的海藻加工业废水处理。

本发明的目的就是利用成本低廉的废弃甲壳作为原料生产的氨基多糖作为絮凝剂进行絮凝沉淀回收海藻加工废水中的营养物质。

本发明所述的海藻加工废水中营养物质的回收工艺是这样的：

1.首先是制备氨基多糖絮凝剂。

（1）将甲壳（如虾、蟹等）浸泡在氢氧化钠溶液中搅拦浸泡一周最好是＞65℃下搅拌浸泡24小时。氢氧化钠浓度为0.5-10%，最好是1-5%，壳液比为1∶10-20（重量比）。然后用淡水或海水将甲壳洗至中性。再用盐酸或硫酸搅拌浸泡残壳二天，盐酸或硫酸浓度为0.5-10%，最好是含盐酸1-5%，壳，液比为1∶10-20（重量比），然后用淡水或海水将残壳洗至中性，晒干。再将干残壳1份与3份30%的液碱（重量比），或干残壳1份与2.5份40%的液碱（重量比）充分混匀后摊在盘中，在40℃左右的烈日下晒干，或60-65℃的烘箱中烘干至含水量与干残壳量相当。然后将碱渍干残壳用淡水洗至中性，晒干，粉碎，即得本发明所用絮凝剂干粉。使用时，只需将此干粉按1%浓度溶入1%浓度的盐酸水溶液中。

（2）另一种制备方法是将甲壳浸泡在0.5-1%的氢氧化钠溶液中搅拌2小时，壳，液比为1∶10-20（重量比），将挤去残液，洗至中性的甲壳投入3%的盐酸溶液，壳、液比为1∶10-20，搅拌浸泡2小时，将挤去残液，洗至中性的甲壳晒干。然后再将干残壳1份与3份30%的液碱或干残壳1份与2.5份40%的液碱充分混匀后摊在盘中，在40℃左右的烈日下或60-65℃的烘箱中烘干至含水量与干残壳量相当，然后按方法（1）继续操作至制成盐酸水溶液。

2.絮凝工艺

（1）预沉淀：

将呈碱性的高浓度COD含量的废水加入适量的盐酸中和至PH接近微酸性，如PH＝6，残余的大部分藻酸钠（属阴离子）沉淀，过滤除去。经过此步处理过的废水COD仍可接近或超过1万毫克/升，因为蛋白质，淀粉等可溶性有效营养物质不能借此法沉淀回收。

（2）絮凝反应：

将予沉淀处理过的废水，在搅拌下加入已配制好的絮凝剂盐酸溶液，直至大量沉淀产生，固液两相分清。絮凝剂（固）的投放量与被沉淀物（固）的重量比一般是在1∶50-100。

（3）沉淀物的脱水

经过上述反应后的沉淀物已经失去粘性，用适当孔径的尼龙筛布加压，过滤、脱水。获得的干、湿沉淀物均可用作饲料添加。