CN107055863B - 一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺 - Google Patents

一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，包括以下步骤：(1)废水经调节池进行水量调节，再进行药剂软化后进入混凝沉淀池；(2)经过混凝沉淀池的废渣由污泥处理系统进行处理，经过混凝沉淀池处理后的废水输送到缓冲水池；(3)经过缓冲水池后的废水输送到多介质过滤器，经多介质过滤器后输送到保安过滤器；(4)经过保安过滤器处理后的废水输送到DTRO进行处理，经过处理后的浓水输送到浓水池；经过处理后的废水输送到产水池。该工艺利用DTRO技术对柠檬酸废水进行深度处理，解决柠檬酸行业废水成分复杂、水量大、难于达标排放的技术问题，为柠檬酸废水回用，节约水资源，降低生产成本的提供保障。

Description

一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺
技术领域
本发明涉及废水处理工艺，确切地说是一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺。
背景技术
柠檬酸因其具有愉悦的酸味，入口爽快，安全无毒，被广泛用作视频和饮料的酸味剂；能与二价或三价阳离子形成络合物，被用作金属加工的螯合剂和洗净剂；与其衍生物产品广泛用做有机化学工业的原料，是目前世界上需求量做大的一种有机酸广泛应用于食品、化工、建筑、皮革、农业、铸造、电子、纺织、石油、摄影、塑料和陶瓷等工业领域[1]。柠檬酸主要生产厂家目前集中在中国、美国和欧洲等国家和地区，我国是全球柠檬酸的主要生产国和出口国，年产能已经超过100万吨，占世界柠檬酸市场53％左右的份额[2]。
柠檬酸的生产主要有两种方法：一种是从含柠檬酸的天然果实中榨汁提取，另一种是用发酵法生产。目前，世界上普遍采用发酵法生产柠檬酸。世界柠檬酸工业化发酵生产主要有表面(浅盘)发酵法、深层液体发酵法和固体发酵法。随着我国选育的耐高糖、耐高柠檬酸并具抗金属离子的黑曲霉高产柠檬酸菌株被成功应用于深层液体发酵，以及近年来我国开发的浓醪高发酵指数的深层发酵新工艺的日益完善与在全球的推广，采用黑曲霉柠檬酸产生菌进行深层液体发酵逐渐成为当今世界柠檬酸生产的主流技术。近十年来，我国柠檬酸生产技术水准已超过了美国、西欧等企业的技术水平。
在中国，柠檬酸生产主要以薯干、玉米等为原料，依次经过原料处理、发酵、提取、精制等工序制得产品，柠檬酸生产过程产生的三废中，主要是废水的污染。以玉米原料生产柠檬酸为例，生产工艺主要包括糖化、发酵、提取和精制等，主要废水源有：糖化洗滤布水，二压洗滤布水，刷罐水，浓糖水，洗糖水，沙柱冲洗水，离子交换淡酸水，碳柱废碱水，阳柱废酸水，阴柱废氨水，再生冲洗水等废水。柠檬酸生产的主要污染物来自废中和液(COD10000-40000mg/L)和洗糖废水(2000-4000mg/L)。与其他行业相比，柠檬酸生产废水具有以下特点：(1)废水有机物浓度高，COD含量为20000-30000mg/L左右[6]，BOD/COD比值在0.4～0.5左右，具有适中的可生化降解性；(2)固形物含量高，主要原因是废水中钙离子浓度高；(3)由于生产工艺不同，硫酸根含量波动很大；(4)废水产生量大且不均匀。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，该工艺利用DTRO技术对柠檬酸废水进行深度处理，解决柠檬酸行业废水成分复杂、水量大、难于达标排放的技术问题，为柠檬酸废水回用，节约水资源，降低生产成本的提供保障。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，包括以下步骤：
(1)废水经调节池进行水量调节，再进行药剂软化后进入混凝沉淀池；
(2)经过混凝沉淀池的废渣由污泥处理系统进行处理，经过混凝沉淀池处理后的废水输送到缓冲水池；
(3)经过缓冲水池后的废水输送到多介质过滤器，经多介质过滤器后输送到保安过滤器；
(4)经过保安过滤器处理后的废水输送到DTRO进行处理，经过处理后的浓水输送到浓水池；经过处理后的废水输送到产水池。
本技术方案处理的核心为DTRO处理，其优点在于：
(1)最低程度的结垢和污染现象
碟管式膜组件采用开放式流道，DT组件两导流盘直接距离为4mm，盘片表面有一定方式排列的凸点。带凸点支撑的导流盘，料液在过滤过程中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，允许SDI值高达20的高污染水源，仍无被污染的风险。
(2)膜使用寿命长
DT膜组件有效减少膜的结垢，膜污染减轻，清洗周期长，同时DT的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，清洗后通量恢复性非常好，从而延长了膜片寿命。实践工程表明，即使在渗液原液的直接处理中，DT膜片寿命可长达3年以上，这对一般的膜处理系统是无法达到的。
(3)易于维护、成本低
DT膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开DT组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，组件允许少装一些膜片及导流盘而不影响DT膜组件的使用，所有这些维护工作均在现场即可完成；DT组件内部任何单个部件均允许单独更换。过滤部分由多个过滤膜片及导流盘装配而成，当过滤膜片需更换时可进行单个更换，对于过滤性能好的膜片仍可继续使用，这最大程序减少了换膜成本。
(4)浓缩倍数高、处理效果好
DT组件操作压力具有75bar，90bar，120bar三个等级可选，是目前工业化应用压力等级最高的膜组件，在一些浓缩倍数高的应用中，其含固量可以达到30％以上，浓缩倍数高。
本技术方案通过设置调节池，可以对水量进行调节，以便控制污水水量，经软化后沉淀去除颗粒物，形成的污泥经污泥处理系统进行处理；经软化后的废水再经处理后进行多介质过滤器、保安过滤器的预处理，经过预处理后，再输送到DTRO进行处理；能够最低程度的结垢和污染现象，提高膜使用寿命，降低维护成本，提高处理效果，解决了柠檬酸行业废水成分复杂、水量大、难于达标排放的技术问题，为柠檬酸废水回用，节约水资源，降低生产成本的提供保障。
进一步的优选技术方案如下：
所述的DTRO进行处理设置为2－4段。通过分段处理，使处理的浓水可以进行进一步的处理，提高浓度。
所述的DTRO进行处理设置为2级。通过分级处理，使处理后的产水可以进行进一步的处理，可以提高产水的水质。
所述的DTRO处理使用的导流盘为环形隔板式导流盘。不同形式的导流盘，所测试水通量和截盐率有所差别。对于同一种导流盘，随着运行压力上升，通量逐渐升高，截盐率也逐渐升高；对于不同的导流盘，在同一压力时，水通量和截盐率有所差异。环形隔板式导流盘，具有较好的水通量和截盐性能，能够有效降低膜的浓差极化效应，提高膜的运行效率。
所述的污泥处理系统设有污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩的污泥再经过压滤机进行压滤，经过压滤后的污泥再经脱水机脱水处理。上述设置，可以使处理后的污泥，含水量更小，进一步提高处理效果。
所述的缓冲水池中设置有加液泵，加液泵控制加入盐酸或者硫酸回调污水的pH。通过设置加液泵，可以方便地控制缓冲水池中废水的pH，进一步提高处理效果。
附图说明
图1是本发明的框架结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见图1可知，本发明的一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，包括以下步骤：
(1)废水经调节池进行水量调节，再进行药剂软化后进入混凝沉淀池；
(2)经过混凝沉淀池的废渣由污泥处理系统进行处理，经过混凝沉淀池处理后的废水输送到缓冲水池；
(3)经过缓冲水池后的废水输送到多介质过滤器，经多介质过滤器后输送到保安过滤器；
(4)经过保安过滤器处理后的废水输送到DTRO进行处理，经过处理后的浓水输送到浓水池；经过处理后的废水输送到产水池。
本实施例处理的核心为DTRO处理，其优点在于：
(1)最低程度的结垢和污染现象
碟管式膜组件采用开放式流道，DT组件两导流盘直接距离为4mm，盘片表面有一定方式排列的凸点。带凸点支撑的导流盘，料液在过滤过程中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，允许SDI值高达20的高污染水源，仍无被污染的风险。
(2)膜使用寿命长
DT膜组件有效减少膜的结垢，膜污染减轻，清洗周期长，同时DT的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，清洗后通量恢复性非常好，从而延长了膜片寿命。实践工程表明，即使在渗液原液的直接处理中，DT膜片寿命可长达3年以上，这对一般的膜处理系统是无法达到的。
(3)易于维护、成本低
DT膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开DT组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，组件允许少装一些膜片及导流盘而不影响DT膜组件的使用，所有这些维护工作均在现场即可完成；DT组件内部任何单个部件均允许单独更换。过滤部分由多个过滤膜片及导流盘装配而成，当过滤膜片需更换时可进行单个更换，对于过滤性能好的膜片仍可继续使用，这最大程序减少了换膜成本。
(4)浓缩倍数高、处理效果好
DT组件操作压力具有75bar，90bar，120bar三个等级可选，是目前工业化应用压力等级最高的膜组件，在一些浓缩倍数高的应用中，其含固量可以达到30％以上，浓缩倍数高。
所述的DTRO进行处理设置为2－4段。通过分段处理，使处理的浓水可以进行进一步的处理，提高浓度。
所述的DTRO进行处理设置为2级。通过分级处理，使处理后的产水可以进行进一步的处理，可以提高产水的水质。
所述的DTRO处理使用的导流盘为环形隔板式导流盘。不同形式的导流盘，所测试水通量和截盐率有所差别。对于同一种导流盘，随着运行压力上升，通量逐渐升高，截盐率也逐渐升高；对于不同的导流盘，在同一压力时，水通量和截盐率有所差异。环形隔板式导流盘，具有较好的水通量和截盐性能，能够有效降低膜的浓差极化效应，提高膜的运行效率。
所述的污泥处理系统设有污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩的污泥再经过压滤机进行压滤，经过压滤后的污泥再经脱水机脱水处理。上述设置，可以使处理后的污泥，含水量更小，进一步提高处理效果。
所述的缓冲水池中设置有加液泵，加液泵控制加入盐酸或者硫酸回调污水的pH。通过设置加液泵，可以方便地控制缓冲水池中废水的pH，进一步提高处理效果。
本实施例通过设置调节池，可以对水量进行调节，以便控制污水水量，经软化后沉淀去除颗粒物，形成的污泥经污泥处理系统进行处理；经软化后的废水再经处理后进行多介质过滤器、保安过滤器的预处理，经过预处理后，再输送到DTRO进行处理；能够最低程度的结垢和污染现象，提高膜使用寿命，降低维护成本，提高处理效果，解决了柠檬酸行业废水成分复杂、水量大、难于达标排放的技术问题，为柠檬酸废水回用，节约水资源，降低生产成本的提供保障。
由于以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)废水经调节池进行水量调节，再进行药剂软化后进入混凝沉淀池；
(2)经过混凝沉淀池的废渣由污泥处理系统进行处理，经过混凝沉淀池处理后的废水输送到缓冲水池；
(3)经过缓冲水池后的废水输送到多介质过滤器，经多介质过滤器后输送到保安过滤器；
(4)经过保安过滤器处理后的废水输送到DTRO进行处理，经过处理后的浓水输送到浓水池；经过处理后的废水输送到产水池。
2.根据权利要求1所述的碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，其特征在于：所述的DTRO进行处理设置为2－4段。
3.根据权利要求1所述的碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，其特征在于：所述的DTRO进行处理设置为2级。
4.根据权利要求1－3任一权利要求所述的碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，其特征在于：所述的DTRO处理使用的导流盘为环形隔板式导流盘。
5.根据权利要求1所述的碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，其特征在于：所述的污泥处理系统设有污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩的污泥再经过压滤机进行压滤，经过压滤后的污泥再经脱水机脱水处理。
6.根据权利要求1所述的碟管式反渗透处理柠檬酸废水的工艺，其特征在于：所述的缓冲水池中设置有加液泵，加液泵控制加入盐酸或者硫酸回调污水的pH。
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Denomination of invention: A Process for Treating Citric Acid Wastewater by Disc Tube Reverse Osmosis

Effective date of registration: 20230314

Granted publication date: 20200908

Pledgee: Yantai Xincai Haohan Investment Center (L.P.)

Pledgor: YANTAI JINZHENG ECO-TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023370000052