CN107935266A - 紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法 - Google Patents
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Abstract
紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，属于农产品加工领域的废水处理技术，也属于农产品加工领域的废弃物综合处理利用技术。以本发明提供的技术方法，能够解决紫菜加工过程中的废水直接排放导致的环境污染问题；以本发明提供的技术方法，能够使紫菜加工废水循环再利用，降低紫菜加工的水资源消耗；以本发明提供的技术方法，去除的杂质能够进行高附加值的深加工，有利于紫菜产业的健康可持续发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，属于农产品加工领域的废水处理技术，也属于农产品加工领域的废弃物综合处理利用技术。
背景技术
紫菜是红毛菜科紫菜属海洋藻类的统称，包括条斑紫菜、坛紫菜、甘紫菜、圆紫菜、边紫菜等众多品种，目前被广泛养殖的品种是条斑紫菜、坛紫菜、甘紫菜。
紫菜营养丰富，根据生长时间段的不同，每100g干紫菜的蛋白质含量在35-50％，多糖的含量25％左右，油脂含量3％左右，紫菜中的油脂成分主要是多不饱和脂肪酸。特别值得提起的是，紫菜中还含有任何陆地植物中都不含有的一种特殊氨基酸---牛磺酸，在紫菜中牛磺酸的含量为1％左右，这个含量甚至高于很多海洋动物。
目前我国有紫菜加工机组1000余台套，主要分布于江苏、福建、浙江、山东沿海。
紫菜加工季节集中在12月份到翌年的4月份。
加工季节中紫菜加工机往往是24小时连续运转，紫菜加工需要大量的水，加工用水使用城市自来水，要符合饮用水标准。每台加工机每天(24小时)大约用水100-120立方米，据此计算，全国每年紫菜加工用水量为7200-8640万立方米。
目前所有紫菜加工企业产生的紫菜加工废水都是直接排放。紫菜加工废水主要由紫菜碎片、可溶性蛋白质等有机物和泥沙组成。紫菜加工时间集中在冬春季节，排放的废水当时不会显现出污染环境的危害，随着气温的升高，废水中的有机物开始发酵，颜色逐渐变红，直到变黑，散发出恶臭，增加了环境负担。
申请公布号为CN 102948830 A，申请公布日2013年03月06日，名称为“一种对紫菜加工用水进行循环利用的方法”的发明专利申请，涉及到紫菜加工废水的处理利用，其内容主要是以紫菜加工废水为原料生产饮料，该专利申请的法律状态是“发明专利申请公布后的视为撤回”，法律状态生效日2014年10月29日。
申请公布号为CN 105601732 A，申请公布日2016年05月25日，名称为“从紫菜加工废水中分离藻胆蛋白的方法”的发明专利申请，涉及从紫菜加工废水中分离藻胆蛋白，该专利申请的说明书及权利请求书中，详细说明了如何从紫菜废水中去除杂质获得藻胆蛋白，而并未对分离出藻胆蛋白的废水作进一步处理或加以利用，也未对去除的杂质作进一步的处理或加以利用，其内容实质仅仅是为了获得藻胆蛋白，并非是为了处理紫菜加工废水。
本发明提供了直接的、完整的、毫无疑义的技术方法，将其运用于紫菜加工废水处理领域，能使处理过的废水循环再利用于紫菜生产过程中，并对废水中的紫菜碎片、可溶性蛋白质等有机物和泥沙进行处理利用。
本发明是对申请号为201710904765.1的专利申请和申请号为201711089685.1号专利申请的改进。
发明内容
本发明要解决现有紫菜加工过程中废水直接排放导致环境污染的问题。本发明提供了直接的、完整的、毫无疑义的技术方法，使用该技术方法能够使紫菜加工废水循环再利用，降低紫菜加工水资源消耗，去除的杂质还能进行高附加值的深加工，减少了环境污染，拉长紫菜加工产业链，更有利于紫菜产业健康可持续发展和紫菜产业的集群发展。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
废水收集槽，废水收集槽是砖石混凝土结构，也可以是钢板结构，也可以是高分子材料结构。废水收集槽是单体槽也可以是两个以上单体槽构成的互相联通的联体槽。废水收集槽建在紫菜加工机所在厂房的排水口处，无需对紫菜机加工机和厂房进行任何形式的改造。
废水输送泵，废水输送泵选用耐腐蚀泵，可以将含有紫菜碎片、泥沙等杂质的紫菜加工废水输送到下道工序。
废水分离器，有溢流口、排污口，可以初步将紫菜加工废水中泥沙等杂质和紫菜碎片进行分离，泥沙等杂质经排污口排出，收集后用于种植蔬菜，含有紫菜碎片的废水进入下道工序。
废水压滤机，对上道工序送来的含有紫菜碎片的废水进行脱水处理，使紫菜碎片等固体性物质从废水中分离出来形成滤饼，分离出来的滤饼有多种处理方法，可以直接堆肥、可以作为饲料、可以进行深加工作为提取牛磺酸、多糖、蛋白质、紫菜油的原料。
沉淀分离器，上道工序分离出来的废水，进入沉淀分离器，沉淀分离器设有低速搅拌装置，加入絮凝剂后可以使废水中的有机物沉淀分离出来，絮凝剂可以选择无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂、生物絮凝剂等，经过此工序后的废水，可以被称作“中水”。
沉淀压滤机，对沉淀分离器中排出的絮凝沉淀物进行压滤处理，分离出来的液体物质送回沉淀分离器与废水合并再次沉淀分离，得到的滤饼当做固体废弃物掩埋或者同废水分离器中排出的泥沙合并用于种植蔬菜。
离子交换树脂柱，由柱体、离子交换树脂、过滤筛网、树脂再生设备构成，经过此道工序可以脱出水中的盐分(NaCl)和其他各种阳离子及阴离子。
膜过滤系统，由各种膜通量的陶瓷膜、高分子复合膜组成，可以滤除中水里的绝大部分杂质。
灭菌工序，由臭氧灭菌和紫外线灭菌构成。
在线水质监测工序，由在线水质监测仪构成。
清水储槽及泵送系统，从灭菌工序出来的水，由清水储槽暂存，根据生产需要，由清水泵送入生产工序使用。
以上共列明11个系统，有的系统可以合并在一起，有的系统可以进一步细分，在此列举为11个系统名称，是为了详细说明，并不是仅仅为了将系统数量控制在11个。
附图说明
图1为流程示意图
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案做进一步详细阐述；
如图1所示，紫菜加工废水WS1进入废水收集槽1，废水收集槽容积500立方米一个，液位达到生产要求时，启动水泵B1，抽取废水送至废水分离器2，废水以切线方向进入分离器2内，在分离器2内形成漩涡状水流，泥沙等较重杂质沉淀到底部，每2小时开启阀门F1放出泥沙等杂质，泥沙等杂质堆放后用于种植蔬菜，从阀门F1放出的泥沙等杂质也可以送至压滤机3-1与阀门F2排出的絮凝沉淀物合并压滤，含有紫菜碎片的废水溢流至废水压滤机3中；
废水进入废水压滤机3后，被脱除大部分水，脱除的水进入沉淀分离器4，压滤得到的固形物可以称作滤饼，滤饼被集中存放在滤饼储罐LB1中，集中运输进行深加工，本实施例中，滤饼被当做提取牛磺酸的原料，提取牛磺酸发明专利的发明人与本专利申请的联系人是同一个人；
废水压滤机出来的废水进入沉淀分离器4中，絮凝剂通过絮凝剂储槽XN1加入到沉淀分离器4中与废水充分混合，并与废水中的蛋白质、多糖等有机物、重金属等无机物发生絮凝反应，生成絮凝沉淀物，絮凝沉淀物通过阀门F2排放到沉淀压滤机3-1中，经过压滤分离出来的液体物质送回沉淀分离器4中与废水合并再次沉淀分离，得到的滤饼存放在滤饼储罐LB2中，滤饼可以当做固体废弃物掩埋，也可以同废水分离器2中排出的泥沙合并用于种植蔬菜，本实施例中本本工序絮凝剂采用无机高分子聚合物絮凝剂，聚合铁铝盐絮凝剂；
经过絮凝沉淀后的中水进入另一个沉淀分离器4-1中，絮凝剂通过絮凝剂储槽XN2加入到沉淀分离器4-1中与中水充分混合，将上道工序未除净的无机物和絮凝沉淀物再次絮凝沉淀，产生的絮凝沉淀物通过阀门F4排放到滤饼储罐LB3中，然后集中掩埋，本实施例中本工序絮凝剂采用有机高分子聚合物絮凝剂，絮凝用甲壳素；
从沉淀分离器4-1出来的水，进入离子交换树脂柱5中被脱除盐分(NaCl)和其他各种阳离子及阴离子；
从上道工序出来的水，进入膜过滤工序6，本实施例采用的是陶瓷膜与高分子复合膜联用的膜集成系统；
从膜过滤工序出来的水，进入臭氧灭菌工序7，水中臭氧含量控制在0.1g/L---0.4g/L，保持浓度5分钟；
从臭氧灭菌工序出来的水，进入紫外线灭菌工序8，紫外线辐射强度控制在20mW/cm2---40mW/cm2，时间5秒；
通过以上工序处理过的水，进入水质监测系统9，水质由在线水质监测仪不间断监测；
经过以上工序处理的水，进入清水储槽10中，通过清水泵B2送到紫菜生产车间使用，也可以当做生活饮用水，也可以当做紫菜深加工的生产用水；
以上实施例子仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明创造构思和范围的情况下，所做出的各种变化或替换，甚至基于本发明的变劣技术方案，都应该属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，所述方法包括以下步骤：该系统由废水收集槽、废水输送泵、废水分离器、废水压滤机、沉淀分离器、沉淀压滤机、离子交换脱盐工序、膜过滤系统、灭菌工序、在线水质监测工序、清水储槽泵送系统构成。
(1)废水收集槽：废水收集槽是砖石混凝土结构，也可以是钢板结构，也可以是高分子材料结构。废水收集槽是单体槽也可以是两个以上单体槽构成的互相联通的联体槽。废水收集槽建在紫菜加工机所在厂房的排水口处，无需对紫菜机加工机和厂房进行任何形式的改造。
(2)废水输送泵：废水输送泵选用耐腐蚀泵。
(3)废水分离器：有溢流口、排污口，废水以切线方向进入形成漩涡状水流，泥沙等较重杂质沉淀到底部排出，含紫菜碎片的废水溢流。
(4)废水压滤机：选用板框压滤机和离心机。
(5)沉淀分离器：沉淀分离器有低速搅拌装置以促进絮凝反应。
(6)沉淀压滤机：选用板框压滤机和离心机。
(7)离子交换树脂柱：由柱体、离子交换树脂、过滤筛网、树脂再生设备构成。
(8)膜过滤系统：为陶瓷膜与高分子复合膜联用的膜集成系统。
(8)灭菌工序：由臭氧灭菌器和紫外线灭菌器组成。
(10)在线水质监测工序：由在线水质监测仪构成。
(11)清水储槽泵送系统：由清水储槽、清水泵、计量装置构成。
2.根据权利要求1所述的紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，其特征在于：紫菜加工产生的废水，包括加工条斑紫菜时产生的废水、包括加工坛紫菜时产生的废水、包括加工其他紫菜属藻类时产生的废水、包括加工其他藻类时(如海带)产生的废水。
3.根据权利要求1所述的紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，其特征在于：加工紫菜产生的废水经过本系统处理后，可以直接再用于紫菜加工过程中、可以当做生活饮用水、可以当做紫菜深加工的生产用水。
4.根据权利要求1所述的紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，其特征在于：废水分离器2产生的泥沙等杂质可以用于种植蔬菜、可以合并絮凝沉淀压滤。
5.根据权利要求1所述的紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，其特征在于：废水压滤机3产生的滤饼可以作为提取牛磺酸、提取蛋白质、提取多糖、提取紫菜油的原料；也可以经过干燥后作为饲料；也可以当做饲料添加剂；也可以直接堆肥加工成农作物肥料。
6.根据权利要求1所述的紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，其特征在于：沉淀分离器4中使用的絮凝剂，使用无机高分子絮凝剂，经过优选为聚合铁铝盐絮凝剂。
7.根据权利要求1所述的紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，其特征在于：沉淀分离器4-1中使用的絮凝剂，使用有机高分子絮凝剂，经过优选为絮凝用甲壳素。
8.根据权利要求1所述的紫菜加工废水的循环综合利用系统及技术方法，其特征在于：沉淀分离器4中产生的絮凝沉淀物，送至沉淀压滤机3-1进行压滤，得到的液体物质送到沉淀分离器4与废水合并再次沉淀分离，得到的滤饼当做固体废弃物掩埋或者同废水分离器2中排出的泥沙合并用于种植蔬菜。
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