CN108946877A - 一种膜法脱除蛋白质的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种膜法脱除蛋白质的设备及方法。本产品其组成包括:原水罐，所述的原水罐连接控制阀V03，所述的循环阀V03连接循环阀，所述的循环阀连接浓水回流管，所述的浓水回流管连接膜组件，所述的膜组件连接循环管，所述的循环管连接出水支管，所述的出水支管连接控制阀V06，所述的控制阀V06连接单向阀，所述的单向阀连接反洗支管，所述的反洗支管连接反洗泵，所述的反洗泵连接反洗管，所述的反洗管连接反洗水罐，所述的反洗管连接加药管，所述的加药管连接控制阀V08，所述的控制阀V08连接加药泵，所述的加药泵连接药剂箱。本发明用于膜法脱除蛋白质。

Description

一种膜法脱除蛋白质的设备及方法

技术领域：

本发明涉及一种膜法脱除蛋白质的设备及方法。

背景技术：

由于咸鸭蛋腌制废盐水为高盐水，在腌制过程中会有少数鸭蛋破裂，蛋清、蛋黄液混入腌制水中，导致该废水含有微生物菌体、水溶性蛋白质、蛋壳溶出物、蛋清蛋黄渗出物等成分，所以水体浑浊、蛋腥味重、色深味苦且卫生安全性低，无法继续循环腌制使用。

工厂在腌制过程中会使用大量食盐、水，若直接废弃，导致工厂生产成本大幅上涨，同时高盐、高COD的腌制废水如果直接排放会导致周边水体(水生物死亡)、生态环境(农作物枯死)遭到破坏。因此，腌制盐水的重复利用，不仅具有经济效益的，还能实现低碳、循环、绿色的持续化生产模式。

发明内容：

本发明的目的是提供一种工艺流程简单，操作简便，便于管理和维护，投资小，运行成本低的一种膜法脱除蛋白质的设备及方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种膜法脱除蛋白质的设备，其组成包括:原水罐，所述的原水罐连接控制阀V03，所述的循环阀V03连接循环阀，所述的循环阀连接浓水回流管，所述的浓水回流管连接膜组件，所述的膜组件连接循环管，所述的循环管连接出水支管，所述的出水支管连接控制阀V06，所述的控制阀V06连接单向阀，所述的单向阀连接反洗支管，所述的反洗支管连接反洗泵，所述的反洗泵连接反洗管，所述的反洗管连接反洗水罐，所述的反洗管连接加药管，所述的加药管连接控制阀V08，所述的控制阀V08连接加药泵，所述的加药泵连接药剂箱。

所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的膜组件连接清洗回流支管，所述的清洗回流支管连接化学清洗罐，所述的化学清洗罐连接化学清洗泵，所述的化学清洗泵连接排污管，所述的排污管连接控制阀V05，所述的膜组件连接排污支管，所述的排污支管连接所述的排污管，所述的排污支管连接排放管，所述的排放管连接控制阀V07.

所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的循环管连接控制阀V02，所述的控制阀V02连接产水管；所述的循环管连接反洗支管，所述的反洗支管连接所述的反洗水罐。

所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的原水罐通过管路连接工作泵，所述的工作泵通过管路连接安保过滤器，所述的安保过滤器通过管路连接控制阀V01，所述的控制阀V01连接排污支管。

所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的控制阀V03的后端设置有所述的循环阀，工作泵的后端设置有单向阀，所述的单向阀与安保过滤器之间设置有阀门，控制阀V07的前端设置有单向阀，控制阀V06的后端设置有所述的单向阀，控制阀V08的前端设置有单向阀。

一种膜法脱除蛋白质的方法，第一步将鸭蛋放入咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池，第二步咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池的盐水进入CMF预处理系统，第三步盐水通过增压泵增压后进入CMF处理系统，第四步由CMF处理系统进入活性炭吸附系统，第五步盐水返回咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池。

所述的一种膜法脱除蛋白质的方法，CMF处理系统接收化学清洗系统清洗过的盐水。

有益效果：

1.本发明在保证出水盐度不发生变化的同时，使原废水水中蛋白质去除率达到95％。可大大降低腌制费用，具有显著经济效益；与此同时该设备具有能耗低、自动化程度高、出水稳定、运行费用低等特点。

2.本发明严格执行环境保护的有关各项标准、规范，确保处理后的水质达到设计要求。3.本发明采用国内先进技术和成熟工艺设备，处理设施高效、节能、处理效果好。

4.本发明设计力求美观、大方，构筑物布置尽量紧凑、合理，设施及管线布置流畅、整齐，减少占地面积和管道费用。布局尽量与整个工业场地布置相匹配。

5.本发明模块化设计，自动化运行，维护管理方便，运行费用低。

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。

附图2是本产品的原理图。

附图3是本产品的流程图。

附图4是本产品的工作原理图。

具体实施方式：

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

一种膜法脱除蛋白质的设备，其组成包括:原水罐1，所述的原水罐连接控制阀V03，所述的循环阀V03连接循环阀2，所述的循环阀连接浓水回流管3，所述的浓水回流管连接膜组件4，所述的膜组件连接循环管5，所述的循环管连接出水支管6，所述的出水支管连接控制阀V06，所述的控制阀V06连接单向阀7，所述的单向阀连接反洗支管8，所述的反洗支管连接反洗泵9，所述的反洗泵连接反洗管10，所述的反洗管连接反洗水罐11，所述的反洗管连接加药管12，所述的加药管连接控制阀V08，所述的控制阀V08连接加药泵13，所述的加药泵连接药剂箱14。

超滤系统(CMF)是以中空纤维微滤、超滤膜为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成一闭路连续操作系统。当处理液在一定压力下通过微滤、超滤膜过滤，达到物理分离的目标。

实施例2：

实施例1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的膜组件连接清洗回流支管15，所述的清洗回流支管连接化学清洗罐16，所述的化学清洗罐连接化学清洗泵17，所述的化学清洗泵连接排污管18，所述的排污管连接控制阀V05，所述的膜组件连接排污支管19，所述的排污支管连接所述的排污管，所述的排污支管连接排放管20，所述的排放管连接控制阀V07.

实施例3：

实施例1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的循环管连接控制阀V02，所述的控制阀V02连接产水管21；所述的循环管连接反洗支管22，所述的反洗支管连接所述的反洗水罐。

实施例4：

实施例1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的原水罐通过管路23连接工作泵24，所述的工作泵通过管路连接安保过滤器25，所述的安保过滤器通过管路连接控制阀V01，所述的控制阀V01连接排污支管。

实施例5：

实施例1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，所述的控制阀V03的后端设置有所述的循环阀，工作泵的后端设置有单向阀，所述的单向阀与安保过滤器之间设置有阀门26，控制阀V07的前端设置有单向阀，控制阀V06的后端设置有所述的单向阀，控制阀V08的前端设置有单向阀。

实施例6：

一种膜法脱除蛋白质的方法，第一步将鸭蛋放入咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池，第二步咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池的盐水进入CMF预处理系统，第三步盐水通过增压泵增压后进入CMF处理系统，第四步由CMF处理系统进入活性炭吸附系统，第五步盐水返回咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池。

实施例7：

实施例6所述的一种膜法脱除蛋白质的方法，CMF处理系统接收化学清洗系统清洗过的盐水。

实施例8：

上述实施例所述的一种膜法脱除蛋白质的方法，

进出水水质对比

名称	处理前	处理后	去除率
				悬浮物(％)	0.07	0	100％
蛋白质含量(％)	0.19	≤0.01	95％
				氯化钠(％)	17.32	17.26	无
总糖含量(mg/L)	0.072	0.036	50％
				钙含量(mg/L)	193	60	69％
镁含量(mg/L)	240	110	54％
				COD(mg/L)	7320	943	87％

由于本套设备的核心过滤部分——超滤膜组件，其过滤精度在0.01～0.2μm，所以腌制盐水中的蛋白质、悬浮物等可截留去除，同时总榶、钙、镁含量也一定程度降低；其优异的出水水质SID值≤5，出水清澈透亮。但是从上对比表格中可以看出，本套设备在保存盐分的同时最大程度的去除悬浮物、蛋白质、糖等杂质，大大减少工厂在腌制鸭蛋过程中的食盐和水的使用量，立竿见影的体现其经济效益。现该设备已在部分咸鸭蛋腌制厂投入使用，运行稳定、经济效果甚佳！

实施例9：

上述实施例所述的一种膜法脱除蛋白质的方法，本系统采用CMF超滤技术与活性炭吸附技术相结合的工艺，可物理脱除蛋白质和浊度，同时通过活性炭的吸附蛋腥味；利用可编程PLC实现全套系统自动化控制，无需专人值守，其工艺流程如下：

咸鸭蛋腌制盐水箱/池中的盐水经CMF系统增压泵增压后进入粗滤器和CMF系统，因CMF系统膜过滤精度在0.01～0.2μm，所以腌制盐水中的蛋白质、悬浮物等可截留去除，其优异的出水水质SID值≤5，出水清澈透亮，确保了腌制盐水的再次利用，CMF超滤系统出水再次进水活性炭过滤器，针对腌制盐水中的蛋腥味进行吸附处理，合格出水直接排放或进入原盐水玻璃钢水箱待用。CFM系统超滤膜在使用一段时间后，会受到无机物或有机物污染，该系统自行配置了膜化学清洗系统，可实现在线式化学清洗，恢复膜的通量与性能。

实施例10：

上述实施例所述的一种膜法脱除蛋白质的方法，超滤系统(CMF)是以中空纤维微滤、超滤膜为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成一闭路连续操作系统。当处理液在一定压力下通过微滤、超滤膜过滤，达到物理分离的目标。

工作原理：

中空纤维超滤膜过滤是一种以膜两侧压差为动力的膜分离技术，以机械筛分原理为基础的物质分离过程，物质的截留以筛分作用为主，同时还有吸附，架桥及荷电作用等物化作用的协同作用。

实施例11：

上述实施例所述的一种膜法脱除蛋白质的方法，

1.CMF工艺的特点

⑴设备控制简单，系统可自动运行；

⑵占地小、结构紧凑，模块化设计可根据用户需求灵活地扩大或缩小；

⑶高抗污染的聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料，耐氧化，使用寿命长；

⑷独特的在线气水双洗方法，优异的膜通量恢复率；

⑸产水水质高：浊度≤0.2NTU，SDI≤3；

⑹可替代传统的絮凝、机械过滤、精滤工艺，可大大减少设备占地面积，产水水质高并且水质稳定，可以延长反渗透系统的使用寿命；系统自动化控制程度高，可以降低劳动强度和劳动成本并降低运行费用，是新一代的高效水处理系统。表1膜过滤工艺与常规过滤工艺的比较。

表1

2.聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜技术简介

本项目CMF设备采用24支8寸中空纤维膜，材质为聚偏氟乙烯(PVDF)，用聚偏氟乙烯(PVDF)材料生产的中空纤维膜具有下列主要特点：

(1)耐污染：以聚偏氟乙烯(PVDF)为材料制成的过滤膜的耐污染性能明显高于其它材料的过滤膜的耐污染性能，使以聚偏氟乙烯(PVDF)为材料制成的过滤膜可以以较大的过滤通量运行，同时产水性能衰减较小，从而延长了运行时间，减少了清洗次数，节省了清洗费用，延长了膜的使用寿命。

(2)易清洗：由于以聚偏氟乙烯(PVDF)为材料制成的过滤膜有良好的耐污染性能，使之清洗变得容易，在通常情况下，可用透过水对其进行反冲洗即可。

(3)化学稳定性好：由于聚偏氟乙烯(PVDF)有着良好的化学稳定性，有耐受较强酸、碱的能力，因此，在必要时可对过滤膜进行大强度的化学清洗，可采用化学清洗条件如下：

酸洗：

清洗剂：盐酸(HCl)

浓度：0.5％(w/w)

碱洗：

清洗剂：氢氧化钠(NaOH)

浓度：0.5％(w/w)

杀菌剂清洗：

清洗剂：次氯酸钠(NaOCl)

浓度：300ppm(有效氯)，最大为5000ppm(有效氯)。

3.膜组件特点

(1)过滤精度高：本工程采用0.03微米的中空纤维膜，可去除水中大于0.03微米的悬浮颗粒杂质，特别是用于污水再生回用处理中细菌总数和大肠菌群的去除率可大于99.9％。

(2)填装密度大：在单位体积膜元件中，中空纤维膜的有效膜面积最大，过滤分离效率最高，从而大大减少了膜过滤设备的占地面积，节约了土建工程的费用，减少了投资，降低了运行成本。

(3)过滤压力低：采用中空纤维分离膜的连续膜过滤设备，具有极低的运行压力，通常运行压力为0.05～0.08Mpa，从而降低了能耗，减少了投资，降低了运行成本。

(4)易清洗：由于中空纤维膜的纤维壁即为分离膜，而没有额外的支撑材料，因此，中空纤维膜可以进行反冲洗及化学清洗。在膜的清洗方式中反冲洗无疑是清洗效果最好的膜清洗方式，采用这种清洗方式可获得最好的清洗效果，可使膜性能得以最大限度恢复，从而延长膜的使用寿命，减少运行操作的劳动强度，降低运行费用。

(5)可维修：中空纤维膜元件是由几千根或上万根中空纤维丝组装而成，一旦有个别纤维损坏，可以通过一定的方法检测出来，并对膜元件进行修复，经过修复的膜元件可以继续使用，而对分离效果没有任何影响。

(6)透水量大：在过滤膜的制造中采用了对膜材料的改性技术，使之具有较好的亲水性能，因此，过滤膜具有较大的过滤通量，对于6英寸膜元件，在测试条件下，初始水通量可达到6～8m3/h。

4.超滤系统组成概述

⑴主机系统，CMF主机位整个工程的核心部分，采用具有独特结构的高抗污染型PVDF中空纤维膜元件和独特的气-水双洗工艺技术，配以特殊设计的管路阀门、自动清洗设备、加药设备、自控设备等，形成一套闭路连续操作系统。

⑵反洗、化学反洗及化学清洗系统

CMF反洗设备包含加药泵、反洗泵、反洗控制设备(反洗流量变送器、自动阀门等)及配套的管路、阀门等。

化学清洗包含酸洗设备和碱洗设备：

CMF酸洗设备包括加酸泵、酸洗罐、酸洗泵、酸洗控制设备及配套的管路、阀门等。

CMF碱洗设备包括加碱泵、碱洗罐、碱洗泵、碱洗控制设备及配套的管路、阀门等。

反洗及化学反洗均为自动控制，当运行周期结束，CMF主机自动转为反洗状态，同时，反洗泵、加药泵等反洗设备启动，对CMF主机进行反洗。反洗运行为各个CMF主机分别轮流进行。

反洗周期一般为每运行20～30min，反洗30～60s。

反洗泵由变频器供电，通过PID调节使反洗流量恒定，以防过流量反洗对CMF膜造成损害。

当有CMF主机要进行化学清洗时，只需要在自控系统的操作面板或PC机的显示器上人工发出指令，化学清洗系统将自动配制相应的清洗药剂，当清洗药剂配制完成后，CMF主机将自动转入化学清洗状态，化学清洗泵启动，将化学清洗液送入CMF主机，并在CMF主机和化学清洗槽内循环，直至化学清洗历时结束。经对CMF主机冲洗后，CMF主机将投入正常运行。

化学清洗运行根据人工指令，对CMF主机按机台分别进行化学清洗。

化学清洗周期一般为每20～30天使用一种(或几种)药剂清洗一次，清洗时间一般为1-2h。

⑶供气系统

为设备在气-水双洗工艺和气动阀门需要提供压缩空气。通常使用螺杆式/活塞式空压机，同时配有除油、除水过滤器。该部分由业主提供。

⑷电气自动化系统

①控制系统，

整个系统采用自动控制系统，包括配电设备和拖动设备，用于对超滤车间的全部电气设备供电和控制。通过对进水压力、产水流量、浓水流量、反洗压力、气体压力等进行在线检测，然后传递信号到控制中心，进行信号的分析和处理。通过对采集信号的分析处理，控制中心向相应的自动设备发出控制信号，通过设备、泵、仪表及控制系统的配合使系统自动运行，保证系统的安全稳定，并且大大降低劳动成本和员工的劳动强度。

自控系统包括变送器(流量变送器、压力变送器、液位变送器等)、气动阀门(气动蝶阀、气动蝶式调节阀、气动球阀等)、PLC(电源模块、CPU模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块等)、工业控制计算机等。

自控系统通过对整个水处理设备的全部工艺参数和工艺控制点的数据采集和控制，使整个水处理设备自动运行，通过工业控制计算机可在控制室内完全监视设备运行状态，并在控制室内完成必要的控制操作(若配置)。

控制功能有：低液位供水泵保护；进水泵变频控制。

供水干管恒压；CMF主机产水恒流量控制；CMF主机产水流量采集和累计；运行压力超压保护；CMF主机及附属系统的运行(正冲、过滤、反洗、化学反洗、化学清洗等)控制反洗泵变频供电，CMF产水池液位采集及控制，化学反洗加药计量泵控制

②配电系统

主要动力组成为水泵等，对系统负荷的控制设动力柜1台，以满足工作需要。

预计系统负荷：

⑸设备清单

Claims (7)

1.一种膜法脱除蛋白质的设备，其组成包括:原水罐，其特征是: 所述的原水罐连接控制阀V03，所述的循环阀V03连接循环阀，所述的循环阀连接浓水回流管，所述的浓水回流管连接膜组件，所述的膜组件连接循环管，所述的循环管连接出水支管，所述的出水支管连接控制阀V06，所述的控制阀V06连接单向阀，所述的单向阀连接反洗支管，所述的反洗支管连接反洗泵，所述的反洗泵连接反洗管，所述的反洗管连接反洗水罐，所述的反洗管连接加药管，所述的加药管连接控制阀V08，所述的控制阀V08连接加药泵，所述的加药泵连接药剂箱。

2.根据权利要求1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，其特征是: 所述的膜组件连接清洗回流支管，所述的清洗回流支管连接化学清洗罐，所述的化学清洗罐连接化学清洗泵，所述的化学清洗泵连接排污管，所述的排污管连接控制阀V05，所述的膜组件连接排污支管，所述的排污支管连接所述的排污管，所述的排污支管连接排放管，所述的排放管连接控制阀V07。

3.根据权利要求1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，其特征是:所述的循环管连接控制阀V02，所述的控制阀V02连接产水管；所述的循环管连接反洗支管，所述的反洗支管连接所述的反洗水罐。

4.根据权利要求1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，其特征是:所述的原水罐通过管路连接工作泵，所述的工作泵通过管路连接安保过滤器，所述的安保过滤器通过管路连接控制阀V01，所述的控制阀V01连接排污支管。

5.根据权利要求1所述的一种膜法脱除蛋白质的设备，其特征是:所述的控制阀V03的后端设置有所述的循环阀，工作泵的后端设置有单向阀，所述的单向阀与安保过滤器之间设置有阀门，控制阀V07的前端设置有单向阀，控制阀V06的后端设置有所述的单向阀，控制阀V08的前端设置有单向阀。

6.一种膜法脱除蛋白质的方法，其特征是: 第一步将鸭蛋放入咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池，第二步咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池的盐水进入CMF预处理系统，第三步盐水通过增压泵增压后进入CMF处理系统，第四步由CMF处理系统进入活性炭吸附系统，第五步盐水返回咸鸭蛋腌制盐水箱或咸鸭蛋腌制盐水池。

7.根据权利要求6所述的一种膜法脱除蛋白质的方法，其特征是: CMF处理系统接收化学清洗系统清洗过的盐水。