[发明专利]烟草废水污泥提取生物碱的方法

说明书

技术领域

本发明属于城市固体废弃物资源化再利用技术领域，专门涉及从烟草行业废水污泥，特别是烟草薄片废水污泥中提取生物碱的方法。

背景技术

近年来，烟草行业利用卷烟厂生产过程中产生的烟叶碎片、烟末、烟梗等下脚料，采用造纸法再造烟草薄片，经薄片切丝后添加在烟卷中，已经在我国许多城市形成了规模化生产。这些烟草薄片生产厂家所排出的废水含有大量悬浮物，主要成份为烟叶细微粉末、短细纤维素粉末、细微木质素和细微烟梗碎末等。该废水经物化-生化方法处理后，产生了大量污泥固体。在目前的运行条件下，这些废弃的污泥固体只是送去填埋或沤肥，没有得以充分利用，所以需要有一个综合利用技术予以改善。

在造纸法烟草薄片生产过程中，被粉碎的烟草原料经过水相抽提，已经将游离态的和结合松散的生物碱提取出来了，用于薄片调配。而结合较为牢固的那一部分生物碱，则依然保留在被废弃的固相碎末之中，主要以生物碱(烟碱)的柠檬酸盐和苹果酸盐等形式存在。烟草薄片在抄造过程中，将纸网之上大部分固相碎末抄造成了薄片，但极其微细的固相碎末则随着生产废水排放出去了，这给本发明设计置换和提取工艺奠定了物质基础。同时，抄造过程从某种意义而言，相当于将固相碎末进行了微细化筛分，烟末变得更为细小，为两相之间的物质交换提供了更大的接触面积，有利于后续提取。

作为上述造纸法烟草薄片废水及其污泥的综合利用技术之一，本发明人已经公布了申请号为201010029028.X的一项前提技术，提供了一种“造纸法烟草薄片废水固-液富集分离方法”。该法旨在将更多的物质富集在固相，使后续污泥固体的利用价值得以提高，其固-液物质分配比按COD计，达到了7∶3-8∶2，并且固相极易粉化与活化。同时该法已经添加了碱基活化剂和钙基置换剂，添加组份的活化力比较缓和与持久，利于泥粉的存放而不致散失过多的易挥发性生物碱组份。如果采用钠基(NaOH)或钾基(KOH)活化和置换，则泥粉不太稳定。这些情况说明，继续在污泥固体中提取生物碱，已经有了可靠的技术铺垫。

对于常规物化-生化法处理废水所产生的污泥，需要按上述技术思想对污泥进行预处理。必须依然遵从钙基活化和置换，而非钠基或钾基活化和置换的基本原则，在对提取后的泥粉进行再利用过程中，这一点显得尤为重要。

可检索的文献表明，国外同类行业可能采用的是有别于我国的烟草薄片生产工艺，譬如烟膏的其它制备工艺或者烟碱的其它提取工艺等，也许尾料并没有太多的生物碱排放，所以未见该类城市固体废弃物综合利用的相关报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可行的方法，从造纸法烟草薄片废水污泥中将生物碱以其硫酸盐的形态提取出来，作为一种工业品来使用，而泥粉留作再利用。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：先将卷烟生产废水处理过程中所形成的废弃污泥加入碱基活化和钙基置换用剂进行混合，压滤，干燥，粉碎，然后采用溶剂进行抽提，再用稀酸洗脱，得到工业用途的生物碱。

所述生物碱的形态为烟草中生物碱的硫酸盐，其主要成份(80％)为硫酸烟碱，其余组份均为烟碱类同系物和衍生物，可为异烟碱、降烟碱等生物碱类，均为其硫酸盐类。

本发明从两种不同的卷烟生产废水处理工艺所形成的废弃污泥中提取生物碱，第一种为污泥I，该污泥是以发明专利申请号为201010029028.X、发明名称为“造纸法烟草薄片废水固-液富集分离方法”处理废水所形成的污泥，其提取率为该污泥干重的1.5-3％；第二种为污泥II，该污泥是以常规物化-生化法处理废水所形成的污泥，该污泥需要进行一种污泥的预处理，之后再行提取生物碱，其提取率为该污泥干重的0.8-2％。

所述污泥I可以采用下述三个提取步骤：

(1)湿泥干燥粉化：将湿泥于80-90℃干燥，然后粉碎至100-200目的泥粉。

(2)溶剂抽提(正萃取)：按泥粉重∶溶剂重＝1∶1.2-1.5的比例配料，将物料投加到抽提釜中，于60-80℃下搅拌抽提90-120min；抽提毕，进行固-液分离，固相污泥经蒸馏后回收的溶剂用于循环抽提，干泥留作它用，分离获得的溶剂液相为油相烟浸膏。

在上述溶剂抽提过程中使用的是一种脱芳烃溶剂，采用完全循环利用方式，该脱芳烃溶剂为单一的碳-氢化合物，碳数分布为C9-12，初沸程为141-150℃，终沸程为151-160℃，重密度为0.75-0.80g/cm³。推荐使用埃克森美孚化工的全球供应产品Exxsol D30、Exxsol D40、Exxsol D60和Exxsol D80的其中之一或其组合。