CN108275791B - 一种乳制品废水回收方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种乳制品废水回收方法，通过格栅截留去除废水中的悬浮物，再通过两级超滤膜过滤，截留脂肪、酪蛋白和乳清蛋白，最后将过滤后的废水通过纳滤膜过滤，截留乳糖，获得乳糖浓缩液。本申请的乳制品废水回收方法通过格栅、二级超滤及纳滤逐级去除废水中的杂质，获得酪蛋白、乳清蛋白、乳糖浓缩液和清洁用水，通过发酵乳糖浓缩液可充分利用资源，制得乳酸和乳酸菌，经济环保，避免浪费。

Description

一种乳制品废水回收方法
技术领域
本申请属于乳制品废水处理技术领域，具体地说，涉及一种乳制品废水回收方法。
背景技术
在乳制品的生产中，会产生大量废水，废水成分主要包括括酪蛋白、乳清蛋白、脂肪、乳糖、盐类和清洗剂等，若不经处理直接排放，会造成水体污染与营养损失。乳制品废水通常采用隔油、沉淀、混凝气浮、电化学絮凝等物化处理法及生物滤池、接触氧化、曝气池、氧化沟、生物塘等生化处理方法进行处理。但这些方法均有一些缺点，例如，混凝方法会产生污泥引起二次污染且处理费用高昂；而厌氧/好氧处理方法与硝化/反硝化方法会把废水中有价值的营养成分转化成污泥与二氧化碳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种乳制品废水回收方法。
为了解决上述技术问题，本申请揭示了一种乳制品废水回收方法，其包括以下步骤：
将废水通过格栅截留去除悬浮物；
将废水通过两级超滤膜过滤，两级超滤膜包括一级超滤膜和二级超滤膜，一级超滤膜的截留分子量为100～500kDa,二级超滤膜的截留分子量为5～20kDa，其中一级超滤膜截留脂肪和酪蛋白，二级超滤膜截留乳清蛋白；
将过滤后的废水通过纳滤膜过滤，纳滤膜的截留分子量为100～300Da，纳滤膜截留乳糖，获得乳糖浓缩液。
根据本申请的一实施例，上述两级超滤膜的表面材料分别为超亲水性再生纤维素。
根据本申请的一实施例，上述纳滤膜的表面材料为亲水性材料。
根据本申请的一实施例，上述纳滤膜的表面材料为聚哌嗪酰胺、全芳香聚酰胺或磺化聚醚砜的一种。
根据本申请的一实施例，发酵乳糖浓缩液，生产乳酸或微藻。
根据本申请的一实施例，上述格栅的格子为50～200目。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
本申请的乳制品废水回收方法通过格栅、二级超滤及纳滤逐级去除废水中的杂质，获得酪蛋白、乳清蛋白、乳糖浓缩液和清洁用水，通过发酵乳糖浓缩液可充分利用资源，制得乳酸和乳酸菌，经济环保，避免浪费。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请的乳制品废水回收工艺的流程示意图。
具体实施例
以下将以图式揭露本申请的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。
请参阅图1，其为本申请的乳制品废水回收工艺的流程示意图；如图所示，本申请的乳制品废水回收方法通过格栅1、两级超滤膜2及纳滤膜3对废水逐步过滤，获得乳糖浓缩液。首先，将乳制品废水流经格栅1，通过格栅1去除废水中较大的悬浮物，优选地，格栅1的格子数为50～200目。接着，废水流经两级超滤膜2，两级超滤膜2包括一级超滤膜21和二级超滤膜22。废水先流经一级超滤膜21，一级超滤膜21为疏松型超滤膜，其截留分子量为100～500kDa，在保持较高流通量的同时，截留废水中的酪蛋白胶束和脂肪，截留获得的酪蛋白可回收利用。废水流经一级超滤膜21后形成一级超滤透过液，其中含有较低浓度的乳清蛋白，主要包括分子量约为18.3kDa的β-乳球蛋白分子量，以及分子量约为14.2kDa的α-乳白蛋白。优选地，膜材料为超亲水性的再生纤维素膜，其抗污染性能优异，疏水性蛋白难以造成膜污染，使超滤膜可长时间持续的运行，只用清水冲洗即可去除膜表面沉积的蛋白，从而能恢复膜通量，无需使用化学清洗剂，增加超滤膜的寿命。
进一步地，一级超滤透过液流经二级超滤膜22，二级超滤膜22的截留分子量为5～20kDa，同理，二级超滤膜22亦为超亲水性再生纤维素膜，通过二级超滤膜22截留疏水性的乳清蛋白，形成二级超滤透过液，截留获得的乳清蛋白可回收利用。二级超滤透过液中含有乳糖、多肽、尿素、钠盐、磷酸盐、钙盐、镁盐或者硝酸盐等。
接着，将二级超滤透过液流经纳滤膜3。因为乳糖的分子量为342.3Da，选用截留分子量在100～300Da的纳滤膜3。优选地，纳滤膜3选用亲水性高的膜表面材料，如聚哌嗪酰胺、全芳香聚酰胺或者磺化聚醚砜纳滤膜，其纯水渗透系数较高，在较低跨膜压力下能获得较高的膜通量，从而提高纳滤膜3的过滤效率，降低能耗。通过纳滤浓缩二级超滤透过液，形成纳滤透过液，纳滤透过液为再生水，可直接排放，或者回用作清洁地面水或绿化水。与此同时，纳滤膜3截留乳糖，随着浓缩倍数的增加，浓缩液含有高浓度乳糖，获得乳糖浓缩液。另外，一般纯菌微生物发酵都需要高浓度原料，即可以减少蒸发和结晶成本，其可直接用于发酵产高浓度乳酸或者微藻。
以下通过二个实施例说明本申请的乳制品回收方法。
实施例1
以奶粉配置模拟乳品废水,其COD浓度为3000mg/L，总氮浓度为80mg/L。首先将废水通过格栅1去除大颗粒悬浮物。接着通过一级超滤膜21将酪蛋白胶束和脂肪颗粒过滤，一级超滤透过液的COD浓度从3000mg/L下降至1100～1300mg/L，总氮浓度从80mg/L下降到13～18mg/L。再通过二级超滤膜22截留乳清蛋白，二级超滤透过液的COD浓度进一步下降至1000～1200mg/L，总氮浓度进一步下降至7～10mg/L。最后采用纳滤膜3浓缩二级超滤透过液，浓缩倍数可高达40～60倍，纳滤透过液的COD浓度在100mg/L左右，乳糖浓缩液的COD浓度高达37000～55000mg/L，适于发酵产乳酸，可获得22～40g/L乳酸和3～6g/L乳酸菌。
实施例2
以实际乳制品废水为处理对象，其COD浓度为1800mg/L，总氮浓度为50mg/L。首先将废水通过格栅1去除大颗粒悬浮物。接着通过一级超滤膜21将酪蛋白胶束和脂肪颗粒过滤，一级超滤透过液的COD浓度从1800mg/L下降至700～900mg/L，总氮浓度从50mg/L下降到8～10mg/L。再通过二级超滤膜22截留乳清蛋白，二级超滤透过液的COD浓度进一步下降至600～800mg/L，总氮浓度进一步下降至6～8mg/L。最后采用纳滤膜3浓缩二级超滤透过液，浓缩倍数可高达40～60倍，纳滤透过液的COD浓度在70mg/L左右，乳糖浓缩液的COD浓度高达17000～35000mg/L，适于发酵产乳酸，可获得10～23g/L乳酸和1.5～3g/L乳酸菌。
综上所述，本申请的一或多个实施例中，本申请的乳制品废水回收方法通过格栅、二级超滤及纳滤逐级去除废水中的杂质，获得酪蛋白、乳清蛋白、乳糖浓缩液和清洁用水，通过发酵乳糖浓缩液可充分利用资源，制得乳酸和乳酸菌，经济环保，避免浪费。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种乳制品废水回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
将废水通过格栅截留去除悬浮物，所述格栅的格子为50～200目；
将废水通过两级超滤膜过滤，所述两级超滤膜的表面材料分别为超亲水性再生纤维素，所述两级超滤膜包括一级超滤膜和二级超滤膜，所述一级超滤膜的截留分子量为100～500kDa,所述二级超滤膜的截留分子量为5～20kDa，其中所述一级超滤膜截留脂肪和酪蛋白，所述二级超滤膜截留乳清蛋白；
将过滤后的废水通过纳滤膜过滤，所述纳滤膜的截留分子量为100～300Da，所述纳滤膜的表面材料为亲水性材料，所述纳滤膜截留乳糖，获得乳糖浓缩液。
2.如权利要求1所述的乳制品废水回收方法，其特征在于，所述纳滤膜的表面材料为聚哌嗪酰胺、全芳香聚酰胺或磺化聚醚砜的一种。
3.如权利要求1所述的乳制品废水回收方法，其特征在于，发酵所述乳糖浓缩液，生产乳酸或微藻。
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