CN101085808A - 在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及在干酪素生产废水中连续提取的方法，尤其涉及在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法。一种在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，其主要特点是将干酪素的生产废水引入收集池进行预过滤，进入贮液罐，在贮液罐中，由进料泵泵入超滤器中，泵入压力0.2－0.6MP，进口温度33℃－44℃，出口温度33℃－44℃，超滤膜平均截留分子量为50000－150000，超滤膜浓缩液回流贮液罐。从贮液罐引浓缩液入双效蒸发器，在进口温度35℃－48℃、出口温度35℃－44℃、进料速度20－30L/m2.hr、操作压力1－3MP条件下喷雾干燥，制得干酪素。每吨平均可回收干酪素1.5公斤以上，回收的干酪素经过干燥后各项指标均达到行业标准；经过纳滤技术处理的废水，平均每吨废水可回收0.8kg粗乳清粉，乳糖含量约70％；经过渗透技术处理制取的纯水，可以在生产中循环使用或直接排放。
Description
技术领域：
本发明主要涉及在干酪素生产废水中连续提取的方法，尤其涉及在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法。
背景技术：
多年来，困扰干酪素生产企业和影响其发展的主要因素之一是废水的处理和酪蛋白的回收。干酪素生产企业产生的废水排放量大，在生产过程中一般情况下生产成品干酪素20吨，同时产生废水400多吨。由于原料曲拉(奶干渣)的性质特殊，干酪素生产中所产生的废水有机物主要为酪蛋白和乳糖，无机物主要有钠、钙、氯和磷酸根离子等。其中所含蛋白质约为0.15％～0.18％。由于废水中仍然含有大量的干酪素产品无法回收，这部分干酪素随废水排放，不但造成很大的资源浪费，同时也对环境产生较大的污染。
目前，为使干酪素废水处理达到国家排放标准，应用较多的是厌氧-好氧生物处理法、蒸发浓缩法、传统生化法等。对于厌氧-好氧生物处理法其处理效果不稳定，且易造成污泥膨胀；而蒸发浓缩法能耗较大、运行费用较高，难以工业推广；采用传统生化法处理使其达标排放，废水中干酪素产品无法回收，生化处理的系统仅仅为满足环保要求而投资，不能创造额外的效益。
发明内容：
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法。目的1：采用超滤、纳滤、反渗透技术，对干酪素生产过程中的酪蛋白废水进行分离处理，回收的酪蛋白质量达到了工业级干酪素标准.。目的2：同时膜系统最终的出水仍可回用于工艺用水，基本达到了零排放，实现了清洁生产工艺。本发明在常温下进行蛋白的分离与浓缩，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染，处理规模可大可小，可连续化，也可间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，其特征是将干酪素的生产废水引入收集池进行预过滤，进入贮液罐；在贮液罐中，由进料泵泵入超滤器中，泵入压力0.2-0.6MP，进口温度33℃-44℃，出口温度33℃-44℃，超滤膜平均截留分子量为50000-150000，超滤膜浓缩液回流贮液罐，引浓缩液入双效蒸发器，在进口温度35℃-48℃、出口温度35℃-44℃、进料速度20-30L/m2.hr、操作压力1-3MP条件下喷雾干燥，制得干酪素。
引入收集池进行预过滤废水，先经过金属滤网过滤器后再进入超滤主系统过滤的料液循环罐，过滤器采用金属网过滤，目的是截留废水中可能存在的金属或砂石等硬质颗粒，以及在废水中夹带的团状残留物。
所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，将超滤膜透过液引入进口温度70℃-80℃、出口温度40℃-43℃、操作压力3.0-5.2MP、平均截留分子量为300-1000的纳滤器中，纳滤膜透过液引入反渗透器或排放；纳滤膜截留浓缩液引入双效蒸发器，在进口温度35℃-44℃、出口温度35℃-44℃、进料速度20-30L/m2.hr、操作压力1-3MP条件下喷雾干燥，制得粗乳清粉。
所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法还包括有将纳滤膜透过液流入反渗透器，反渗透膜的操作压力1-3MP，过滤速度15-30L/m2.hr。
在本发明中，反渗透用于制取纯水。钠滤透过液进一步采用反渗透技术进行脱盐制取纯水，以用于膜清洗和钠滤脱乳糖、脱盐时的添加水，也可以用于生产或者直接排放。
所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法还包括有第二级或第三级超滤，超滤膜的操作压力0.2-0.6MP，过滤速度120-130L/m2.hr。
超滤设备具有独特的表面波纹构型以及经过表面改良的膜片，极大提高了膜的抗污染特性，提高了膜的过滤能力，由于超滤设备的应用，工艺中无须在设置微滤或袋式过滤器等其它的预处理措施，并且保证了后续切纳滤设备的良好运行。
所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法还包括有第二级或第三级纳滤，纳滤膜的操作压力1-3MP，过滤速度20-30L/m2.hr。
纳滤是在反渗透基础上发展起来的新型分离技术，它在水软化，抗生素、多糖、染料等的纯化分离和浓缩领域得到了较好的应用，可替代或部分替代沉淀、蒸发和pH调节等工艺，成为生物制药和精细化工的重要高效节能单元操作。用纳滤膜可去除水中三卤甲烷(THM)的前驱物，以防止水中THM的生成。纳滤对大小分子物质的截留机理以渗透作用为主。本发明超滤透过液进一步采用钠滤处理，可以降低排放液COD。
本发明纳滤技术对超滤透过液浓缩，同时滤掉盐分，盐的截留率为20％-30％，乳糖的截留率达90％以上。可以通过添加纯水重复过滤的方式可以很好洗去其中的盐分、乳糖产品纯度大于70％，灰分含量低于10％，也有少量蛋白质成分的存在。
本发明的有益效果是，经过超滤、纳滤和反渗透技术处理的废水，每吨平均可回收干酪素1.5公斤以上，回收的干酪素经过干燥后各项指标均达到行业标准，产品具有粘度低、色泽浅、无异味、品质稳定等特点。经过超滤处理后的污水水体澄清透亮，可有效减轻生化处理的负荷、减少生化处理投资规模；经过纳滤技术和反渗透技术处理制取的纯水，可以在生产中循环使用，对减轻企业的环保压力，节约资源，变废为宝，提高经济效益具有重要的意义，值得在干酪素生产行业进行推广应用。
附图说明：
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式：
以下结合附图对最佳实施例作进一步详述：
实施例1：在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，将表1所列的干酪素的生产废水引入收集池进行预过滤，进入贮液罐。在贮液罐中，由进料泵泵入超滤器中，泵入压力0.2-0.6MP，进口温度33℃-44℃，出口温度33℃-44℃，超滤膜平均截留分子量为50000-150000，超滤膜浓缩液回流贮液罐。从贮液罐引浓缩液入双效蒸发器，在进口温度35℃-44℃、出口温度35℃-44℃、进料速度20-30L/m2.hr、操作压力1-3MP条件下喷雾干燥，制得干酪素。
表1在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取干酪素：
| 进料量 | 浓缩液量 | 浓缩液浓度 | 回收量 | 折算成每吨回收量(kg) | |
| 公斤 | 公斤 | ％ | Kg | ||
| 1 | 602 | 16.9 | 6.77 | 1.14 | 1.90 |
| 2 | 754 | 55.9 | 1.58 | 0.88 | 1.17 |
| 3 | 986 | 25.1 | 3.34 | 0.84 | 0.85 |
| 4 | 522 | 24.7 | 4.29 | 1.06 | 2.03 |
| 5 | 754 | 35 | 3.35 | 1.17 | 1.56 |
| 平均 | 1.50 |
上表为干酪素的回收情况，从结果可以看出，每吨废水平均回收1.50Kg。
超滤回收的干酪素经甘肃省食品质量监督检验站检测，蛋白质含量90.2％，乳糖0.8％，脂肪1.43％ pH值4.61，灰分1.73％，达到了干酪素行业标准。
实施例2：在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，将上述超滤膜透过液在进口温度40℃-43℃、出口温度40℃-43℃、操作压力3.0-5.2MP、平均截留分子量为300-1000的纳滤器中，纳滤膜透过液引入反渗透器或排放；纳滤膜截留浓缩液引入双效蒸发器，在进口温度35℃-48℃、出口温度35℃-44℃、进料速度20-30L/m2.hr、操作压力1-3MP条件下喷雾干燥，制得粗乳清粉。
表2各批次料液处理结果：
| 批次 | 干酪素废水 | 处理后的废水 | 回收率(％) | ||||
| 体积(L) | 含量(％) | COD(mg/L) | 体积(L) | 含量(％) | COD(mg/L) | ||
| 1 | 75 | 1.97 | 6915 | 69 | 1.75 | 1068 | 81.7 |
| 2 | 230 | 1.31和1.1 | 5308 | 209 | 1.13 | 1068 | 82.7 |
| 3 | 230 | 2.38和1.71 | 3218和5083 | 200 | 2.10 | 1050 | 85.7 |
从表2知，酪蛋白回收的效率能达到81.7％～85.7％。干酪素废水的COD显著降低，能由过滤前的6915mg/L降至回收液的1068mg/L以下；废水的透光率低，经纳滤后，回收液的透光率达到99％以上。
平均每吨废水可回收0.8kg粗乳清粉，乳糖含量约70％。
实施例3：在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法还包括有将纳滤膜透过液流入反渗透器，反渗透膜的操作压力1-3MP，过滤速度15-30L/m2.hr。
表3各批次料液处理结果：
| 批次 | 处理前干酪素废水 | 处理后干酪素废水 | ||||||
| 体积(L) | 温度(℃) | COD(mg/L) | 透光率(％) | 体(L) | 温度(℃) | COD(mg/L) | 透光率(％) | |
| 1 | 48 | 35.3 | 6145 | 8.57 | 36 | 35.9 | 141 | 99.9 |
| 2 | 48 | 38.4 | 6165 | 11.34 | 69 | 36.8 | 139 | 99.8 |
反渗透处理的透过液，经甘肃甘南州环境监测站检测，认为可以循环使用于干酪素的生产用水。
甘肃甘南州环境监测站检测结果：
测定的生化指标
| 分析项目 | 处理后 |
| pH值 | 7.52 |
| 悬浮物(SS) | 165 |
| 化学耗氧量(COD) | 140 |
| 五日生化需氧量(BOD5) | 56.7 |
Claims (5)
1.一种在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，其特征是将干酪素的生产废水引入收集池进行预过滤，进入贮液罐；在贮液罐中，由进料泵泵入超滤器中，泵入压力0.2-0.6MP，进口温度33℃-44℃，出口温度33℃-44℃，超滤膜平均截留分子量为50000-150000，超滤膜浓缩液回流贮液罐，引浓缩液入双效蒸发器，在进口温度35℃-48℃、出口温度35℃-44℃、进料速度20-30L/m2.hr、操作压力1-3MP条件下喷雾干燥，制得干酪素。
2.如权利要求1所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，其特征是还包括将超滤膜透过液引入进口温度40℃-43℃、出口温度40℃-43℃、操作压力3.0-5.2MP、平均截留分子量为300-1000的纳滤器中，纳滤膜透过液引入反渗透器或排放；纳滤膜截留浓缩液引入双效蒸发器，在进口温度35℃-48℃、出口温度35℃-44℃、进料速度20-30L/m2.hr、操作压力1-3MP条件下喷雾干燥，制得粗乳清粉。
3.如权利要求1所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，其特征是还包括将纳滤膜透过液流入反渗透器，反渗透膜的操作压力1-3MP，过滤速度15-30L/m2.hr。
4.如权利要求1所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，其特征是还包括第二级或第三级超滤，超滤膜的操作压力0.2-0.6MP，过滤速度120-130L/m2.hr。
5.如权利要求1所述的在干酪素生产废水中应用膜滤连续提取的方法，其特征是还包括第二级或第三级纳滤，纳滤膜的操作压力1-3MP，过滤速度20-30L/m2.hr。
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