CN106350614B - 一种麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
一种麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法，该方法所采用的系统包括阳离子和阴离子交换柱，阳离子交换柱与稀酸罐和酸回收罐管路相通，阴离子交换柱与稀碱罐和碱回收罐管路相通，交换柱底部分别设有排污管，排污管上设有一级排污控制阀和取样阀，排污管设有一支路与反洗水处理单元相连，该支路上设有二级排污控制阀，反洗水处理单元与交换柱管路相通，该管路上设有储水罐，并由DCS控制系统全程自动化控制阀门和泵的运行参数；该方法包括淋洗及后期酸碱淋洗水回收，离交柱反洗和初步再生，反洗水的回收再利用，离交柱再生步骤。本发明可最大限度地回收和再利用淋洗水及反洗水，大幅减少废水排放量，降低综合生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及制糖设备领域，尤其涉及一种麦芽糖浆制取工艺中离交水及酸碱的综合回收利用方法。
背景技术
麦芽糖浆是以优质淀粉为原料，经调浆、液化、糖化、脱色过滤、离子交换、蒸发等工序精制浓缩而成的以麦芽糖为主要成分的产品，因其较低的吸潮性和较高的保湿性，温和适中的甜度，良好的抗结晶性、抗氧化性，适中的粘度，良好的化学稳定性，冰点低等特性而在糖果、冷饮制品和乳制品行业得到了广泛的应用。
在制糖过程中，糖液需经离子交换树脂去除Na+，Mg+，Ca2+，OH-，SO3 -等离子，当糖液pH值小于4.5，电导率大于20，色泽大于0.3时，树脂已饱和，饱和的阴阳离子交换树脂需经去离子水反洗，再用HCl和NaOH分别对阳离子、阴离子树脂浸泡再生，同时需要大量去离子水对其淋洗。现有离子交换柱反洗一般采用新鲜去离子水，反洗后去离子水直接排放，而再生通常采用新鲜酸碱顺流浸泡，如此将耗费大量盐酸、液碱和去离子水，同时排放大量废水，不利于节能减排，非环境友好。专利CN203316136 U公开一种离子交换柱反洗装置，在离子交换柱底部设有反洗水管道，反洗水管道与洗水管道连接，该专利虽然将再生方式由顺流改为反流，但依然存在浪费严重的问题，综合生产成本较高。
发明内容
针对现有离交工艺存在的上述问题，本发明提供一种麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法，该方法可最大限度地回收和再利用淋洗水及反洗水，大幅减少废水排放量。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法，该方法所采用的系统包括阳离子和阴离子交换柱，所述阳离子交换柱分别与稀酸罐和酸回收罐管路相通，前者管路设有酸再生控制阀和酸再生泵，后者管路设有酸回收控制阀和酸回收泵；所述阴离子交换柱分别与稀碱罐和碱回收罐管路相通，前者管路设有碱再生控制阀和碱再生泵，后者管路设有碱回收控制阀和碱回收泵；
所述阳离子和阴离子交换柱底部分别设有排污管，所述排污管上设有一级排污控制阀和取样阀，所述排污管设有一支路与反洗水处理单元相连，该支路上设有二级排污控制阀，所述反洗水处理单元与另设于所述阳离子和阴离子交换柱顶部的进料口管路相通，该管路上设有储水罐，所述储水罐上设有进水口、出水口和补水口，所述进水口和出水口处分别设有取样阀和淋洗控制阀；
所述反洗水处理单元包括依次串联的多介质过滤器、椰壳活性炭过滤器、振动组合滤膜堆，该组合滤膜堆包括若干层反渗透膜和若干层超滤膜；
所述酸/碱再生控制阀、酸/碱再生泵、酸/碱回收控制阀、酸/碱再生泵、一级/二级排污控制阀、淋洗控制阀的运行参数由DCS控制系统全程自动化控制；
该方法包括以下步骤：
(1)淋洗及后期酸碱淋洗水回收：再生完毕后，打开所述淋洗控制阀和一级排污控制阀，开始淋洗，控制淋洗流速为两倍树脂体积；经取样阀取检测后期淋洗水，当无可见杂质，电导率≤50μS/cm时，关闭上述控制阀，打开所述酸和碱回收控制阀，分别将酸淋洗水和碱淋洗水泵至所述酸回收罐和碱回收罐；
(2)离交柱反洗和初步再生：离交柱饱和时，将上述回收罐内的回收酸碱淋洗水分别泵至所述阳离子和阴离子交换柱，开始反洗和初步再生，同时打开所述二级排污控制阀，控制反洗流速为1.5-2倍树脂体积，检测反洗水无肉眼可见杂质，水清凉透明。
(3)反洗水的回收再利用：上述排污废水经所述多介质过滤器、椰壳活性炭过滤器和振动组合滤膜堆处理后进入所述储水罐，当储水不足时，通过所述补水口补充去离子水；
(4)离交柱再生：反洗完毕，关闭所述二级排污控制阀、酸/碱回收控制阀和酸/碱回收泵，打开所述酸再生控制阀、碱再生控制阀、酸再生泵和碱再生泵，酸碱分别自所述稀酸罐和稀碱罐流入离交柱再生，控制酸碱流速为1-1.5倍树脂体积，同时打开所述一级排污控制阀排污；循环至步骤(1)，重复操作。
优选地，所述多介质过滤器内滤料选自4-6目锰砂和石英砂。
优选地，所述反洗水处理单元还包括电去离子EDI系统。
优选地，与所述阳离子和阴离子交换柱连接的管路材质分别为CPVC和不锈钢。
优选地，所述振动组合滤膜堆由偏心轮振动器产生振动，振动0.5英寸，振动频率45Hz，过滤压8公斤，水流速150m/min。
优选地，所述反渗透膜孔径为0.0001μm，所述超滤膜孔径为0.01μm。
优选地，所述酸再生泵和酸回收泵为耐腐蚀酸泵，所述碱再生泵和碱回收泵为不锈钢泵。
针对现有麦芽糖浆制取离交工艺存在的弊端，一方面，本发明创造性地利用后期酸碱淋洗水反洗离交柱，控制特定流速，反洗过程即为离交柱的初步再生过程，从而大幅减少了后续用于再生的盐酸和液碱的单耗；另一方面，上述反洗和初步再生时的排污水经本发明反洗水处理单位处理后可被用作后续淋洗工序的储备用水，其中反洗水处理单元采用特殊的复合式(超滤膜+反渗透膜)振动滤膜堆，配套特定振动超滤和反渗透参数(包括振动频率、振幅、水流量、操作压力等)，无需精密设备(如精密过滤器，EDI系统等)即可方便快速地获得可再利用的去离子水，以便迅速补充淋洗用水，从而最大限度地对反洗排污水进行了回收再利用，同时大幅减少了废水排放量。本发明通过搭建循环支线，在完全不影响正常工序流程的基础上，巧妙地构建起一个离交系统淋洗水和反洗水的高效综合回收再利用系统，实现了节能减排，环境友好，降低了综合生产成本。
附图说明
图1为本实施例工艺设备组成结构示意图。
附图标记——1～8：阳离子交换柱；9～11：阴离子交换柱；12：稀酸罐；13：酸回收罐；14：酸再生控制阀；15：酸再生泵；16：酸回收控制阀；17：酸回收泵；18：稀碱罐；19：碱回收罐；20：碱再生控制阀；21：碱再生泵；22：碱回收控制阀；23：碱回收泵；24：一级排污控制阀；25：取样阀；26：二级排污控制阀；27：储水罐；28：取样阀；29：淋洗控制阀；30：多介质过滤器；31：椰壳活性炭过滤器；32：振动组合滤膜堆。
具体实施方式
下面结合附图，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1所示为本实施例方法所采用的离交水及酸碱的综合回收利用系统，该系统包括阳离子交换柱1～8和阴离子交换柱9～11，阳离子交换柱1～8分别与稀酸罐12和酸回收罐13管路相通，前者管路设有酸再生控制阀14和酸再生泵15，后者管路设有酸回收控制阀16和酸回收泵17；阴离子交换柱9～11分别与稀碱罐18和碱回收罐19管路相通，前者管路设有碱再生控制阀20和碱再生泵21，后者管路设有碱回收控制阀22和碱回收泵23；酸再生泵15和酸回收泵17为耐腐蚀酸泵，碱再生泵21和碱回收泵23为不锈钢泵；阳离子交换柱1～8和阴离子交换柱9～11底部设有排污管，排污管上分别设有一级排污控制阀24和取样阀25，排污管设有一支路与反洗水处理单元相连，该支路上设有二级排污控制阀26，反洗水处理单元与另设于阳离子和阴离子交换柱顶部的进料口管路相通，该管路上设有储水罐27，储水罐27上设有进水口、出水口和补水口，进水口和出水口处分别设有取样阀28和淋洗控制阀29；反洗水处理单元包括依次串联的多介质过滤器30(滤料：4-6目锰砂和石英砂)、椰壳活性炭过滤器31、振动组合滤膜堆32，该组合滤膜堆32包括若干层反渗透膜(孔径：0.0001μm，美国陶氏)若干层超滤膜(孔径：0.01μm，美国陶氏)，振动组合滤膜堆32由偏心轮振动器产生振动，振动0.5英寸，振动频率45Hz，过滤压8公斤，水流速150m/min；与阳离子和阴离子交换柱连接的管路材质分别为CPVC和不锈钢。
上述酸/碱再生控制阀、酸/碱再生泵、酸/碱回收控制阀、酸/碱再生泵、一级/二级排污控制阀、淋洗控制阀的运行参数均由DCS控制系统全程自动化控制。
上述系统具体工作过程如下：
(1)淋洗及后期酸碱淋洗水回收：再生完毕后，打开淋洗控制阀29和一级排污控制阀24，开始淋洗，控制淋洗流速为两倍树脂体积；经取样阀取25检测后期淋洗水，当无可见杂质，电导率小于等于50μS/cm时，关闭上述控制阀，打开酸回收控制阀16和碱回收控制阀22，分别将酸淋洗水和碱淋洗水泵至酸回收罐13和碱回收罐19；
(2)离交柱反洗和初步再生：离交柱饱和时，将上述回收罐内的回收酸碱淋洗水分别泵至阳离子交换柱1～8和阴离子交换柱9～11，进行反洗和初步再生，同时打开二级排污控制阀26，控制反洗流速为1.5-2倍树脂体积，检测反洗水无肉眼可见杂质，清凉透明。
(3)反洗水的回收再利用：上述排污废水经多介质过滤器30、椰壳活性炭过滤器31和振动组合滤膜堆32处理后进入储水罐27，当储水不足时，通过补水口补充去离子水；
(4)离交柱再生：反洗完毕，关闭二级排污控制阀26、酸/碱回收控制阀和酸/碱回收泵，打开酸再生控制阀14、碱再生控制阀20、酸再生泵15和碱再生泵21，酸碱分别自稀酸罐12和稀碱罐18流入离交柱再生，控制酸碱流速为1-1.5倍树脂体积，同时打开一级排污控制阀24排污；循环至步骤(1)，重复操作。
经测算，与现行工艺设备相比，使用本发明系统可将盐酸、液碱单耗降低20-30％，每再生一组阳离子和阴离子交换柱，可回收并二次利用后期淋洗水60立方用于反洗，并可回收再利用大量反洗排污水，同时大幅减少污水排放量，有利于节能减排，环境友好，大幅降低了综合生产成本。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法，其特征在于：该方法所采用的系统包括阳离子和阴离子交换柱，
所述阳离子交换柱分别与稀酸罐和酸回收罐管路相通，前者管路设有酸再生控制阀和酸再生泵，后者管路设有酸回收控制阀和酸回收泵；所述阴离子交换柱分别与稀碱罐和碱回收罐管路相通，前者管路设有碱再生控制阀和碱再生泵，后者管路设有碱回收控制阀和碱回收泵；
所述阳离子和阴离子交换柱底部分别设有排污管，所述排污管上设有一级排污控制阀和取样阀，所述排污管设有一支路与反洗水处理单元相连，该支路上设有二级排污控制阀，所述反洗水处理单元与另设于所述阳离子和阴离子交换柱顶部的进料口管路相通，该管路上设有储水罐，所述储水罐上设有进水口、出水口和补水口，所述进水口和出水口处分别设有取样阀和淋洗控制阀；
所述反洗水处理单元包括依次串联的多介质过滤器、椰壳活性炭过滤器、振动组合滤膜堆，该组合滤膜堆包括若干层反渗透膜和若干层超滤膜；
所述酸再生控制阀、碱再生控制阀、酸再生泵、碱再生泵、酸回收控制阀、碱回收控制阀、酸回收泵、碱回收泵、一级排污控制阀、二级排污控制阀、淋洗控制阀的运行参数由DCS控制系统全程自动化控制；
该方法包括以下步骤：
(1)淋洗及后期酸碱淋洗水回收：再生完毕后，打开所述淋洗控制阀和一级排污控制阀，开始淋洗，控制淋洗流速为两倍树脂体积；经取样阀取检测后期淋洗水，当无可见杂质，电导率≤50μS/cm时，关闭上述控制阀，打开所述酸和碱回收控制阀，分别将酸淋洗水和碱淋洗水泵至所述酸回收罐和碱回收碱罐；
(2)离交柱反洗和初步再生：离交柱饱和时，将上述回收罐内的回收酸碱淋洗水分别泵至所述阳离子和阴离子交换柱，开始反洗和初步再生，同时打开所述二级排污控制阀，控制反洗流速为1.5-2倍树脂体积；
(3)反洗水的回收再利用：上述排污废水经所述多介质过滤器、椰壳活性炭过滤器和振动组合滤膜堆处理后进入所述储水罐，当储水不足时，通过所述补水口补充去离子水；
(4)离交柱再生：反洗完毕，关闭所述二级排污控制阀、酸回收控制阀、碱回收控制阀和酸回收泵、碱回收泵，打开所述酸再生控制阀、碱再生控制阀、酸再生泵和碱再生泵，酸碱分别自所述稀酸罐和稀碱罐流入离交柱再生，控制酸碱流速为1-1.5倍树脂体积，同时打开所述一级排污控制阀排污；循环至步骤(1)，重复操作；
所述多介质过滤器内滤料选自4-6目锰砂和石英砂；
所述振动组合滤膜堆由偏心轮振动器产生振动，振动0.5英寸，振动频率45Hz，过滤压8公斤，水流速150m/min；
所述反渗透膜孔径为0.0001μm，所述超滤膜孔径为0.01μm。
2.根据权利要求1所述的麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法，其特征在于：所述反洗水处理单元还包括电去离子EDI系统。
3.根据权利要求1所述的麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法，其特征在于：与所述阳离子和阴离子交换柱连接的管路材质分别为CPVC和不锈钢。
4.根据权利要求1所述的麦芽糖浆制取离交水及酸碱的综合回收利用方法，其特征在于：所述酸再生泵和酸回收泵为耐腐蚀酸泵，所述碱再生泵和碱回收泵为不锈钢泵。
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