CN112624484A - 一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺，包括如下步骤：步骤一、肝素钠废水进入电渗析系统，分别得到第一浓缩液和脱盐液；步骤二，将步骤一中产生的脱盐液通过纳滤系统对脱盐液中的蛋白质进行浓缩得到第二浓缩液和低盐水；第一浓缩液中的无机盐回用至肝素钠生产前端，循环利用；步骤三，步骤三产生的第二浓缩液经真空浓缩干燥系统，得到蛋白产品；所述低盐水回用于肝素钠生产中，循环利用。本发明所述肝素钠废水处理新工艺在回收肝素钠废水中蛋白质的同时，实现水资源的循环利用，并实现了肝素钠废水中所有资源的循环利用，没有废水、废气、废渣的外排，属于绿色环保工艺。
Description
技术领域
本发明属于资源回收的技术领域，具体涉及一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺。
背景技术
肝素钠是一种天然抗凝血药，主要由肠衣加工过程中刮下的小肠粘膜为原料来提取，具有广泛的生物学功能和药用价值，如抗凝血、澄清血脂、降低胆固醇、抗炎症、抗过敏、抗病毒和降血脂等，因此需求量逐年增加。其生产废水含有丰富的蛋白质，具有高盐、高COD的特点，一直是废水处理领域的难题之一。我国是肝素钠原料药生产大国，肝素钠加工废水年排放量约270万吨，由于废水中的有机物没有被充分回收利用而导致每年约5万吨粗蛋白的流失，造成了资源的浪费。因此，有效处理肝素钠生产废水是产业健康发展亟待解决的问题。
国内对此类废水大多采取水稀释和脱盐法降低其中的盐浓度，然后采用生物法、絮凝法、浓缩-焚烧等处理。但絮凝法投资大，且运营成本高；生物法虽然可以很好的处理此类废水，但是耐盐细菌的筛选、培养和驯化周期长，且其处理效果受环境影响大，使得大范围使用受限，处理不彻底；最大的缺点是造成了蛋白资源的浪费。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺，本发明中的肝素钠废水处理新工艺中蛋白质回收率不低于95％；同时，工艺处理过程中，所有的水资源可以回用于各生产工艺段，不仅回收了蛋白质，同时没有新的废水排放；在创造经济效益的同时，减轻了肝素钠废水对环境的污染；本发明实现了蛋白质的回收，水资源的循环利用，没有废水的外排，是一种绿色环保技术。
实现本发明的技术方案是：
本发明所述一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺，包括如下步骤：
步骤一、肝素钠废水进入电渗析系统，分别得到第一浓缩液和脱盐液；
步骤二，将步骤一中产生的脱盐液通过纳滤系统对脱盐液中的蛋白质进行浓缩得到第二浓缩液和低盐水；第一浓缩液中的无机盐回用至肝素钠生产前端，循环利用；
步骤三，步骤三产生的第二浓缩液经真空浓缩干燥系统，得到蛋白产品；所述低盐水回用于肝素钠生产中，循环利用。
优选地，所述肝素钠废水是肝素钠生产过程中产生的一股高盐、高COD废水，其盐含量为4％-5％，蛋白含量为1.5％-2％。由电渗析系统去除肝素钠废水中90％以上的盐。
优选地，所述电渗析系统采用离子交换膜，其截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.05Mpa-0.1Mpa，操作温度为15℃-40℃。
优选地，所述肝素钠废水通过电渗析系统产生第一浓缩液和脱盐液，所述第一浓缩液的盐含量为12％-15％的无机盐，无机盐的蛋白含量为0.15％，所述无机盐回用于肝素钠生产前端，避免了废盐水的产生，保护生态环境；所述脱盐液的盐含量为0.3％-0.5％，蛋白含量为1.5％-2％。
优选地，所述纳滤系统中纳滤膜截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.5Mpa-6.0Mpa，操作温度为15℃-40℃。
优选地，所述脱盐液经纳滤系统产生第二浓缩液和低盐水，所述第二浓缩液的蛋白浓度为45g/L-60g/L，其盐含量为0.3％-0.5％；所述低盐水的盐含量为0.2％-0.4％。
优选地，所述肝素钠废水在进入电渗析系统前，温度需要降低控制在15℃-40℃，温度的设定更有利于对肝素钠废水进行脱盐处理，达到预期处理效果。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明所述肝素钠废水处理新工艺，通过电渗析系统对肝素钠废水进行脱盐处理，得到第一浓缩液和脱盐液，第一浓缩液中为无机盐，能够直接回用于肝素钠生产前端，再通过纳滤系统对脱盐液进行处理，得到第二浓缩液和低盐水，将第二浓缩液进入真空浓缩干燥系统，得到蛋白成品，可以实现肝素钠废水中95％以上的蛋白质回收；通过低盐水可以进行回用，实现水资源的循环利用，不会产生新的废水；本发明在创造一定经济效益的同时，大大减轻了环境污染。
(2)本发明采用电渗析系统去除肝素钠废水中的盐，可以将第一浓缩液中的盐含量控制在12％-15％，直接回用于肝素钠生产前端，避免了废盐水的造成环境污染，保护了生态环境。
(3)本发明采用纳滤系统对脱盐液进行蛋白质浓缩，具有较低的能耗，且其得到的低盐水清液的水质较优，可以直接回用于生产。
(4)本发明对经纳滤系统处理得到的第二浓缩液采用真空浓缩干燥系统，最终得到蛋白产品，具有能耗更低的优点；与现有技术相比，本发明实现了所有资源的循环利用，没有废水、废气、废渣的外排，属于绿色环保技术，符合可持续发展的要求。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明所述肝素钠废水处理新工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺，如附图1所示，本实施例中肝素钠废水处理新工艺包括如下步骤：
步骤一、本实施例中肝素钠废水肝素钠废水是肝素钠生产过程中产生的一股高盐、高COD废水，其盐含量为4％-5％，蛋白含量为1.5％-2％；将肝素钠废水的温度降低控制在15℃-40℃；降温后的肝素钠废水进入电渗析系统中；电渗析系统采用离子交换膜，其截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.05Mpa-0.1Mpa，操作温度为15℃-40℃，由电渗析系统去除肝素钠废水中90％以上的盐，分别得到第一浓缩液和脱盐液；第一浓缩液的盐含量为12％-15％的无机盐，无机盐的蛋白含量为0.15％；脱盐液的盐含量为0.3％-0.5％，蛋白含量为1.5％-2％；
步骤二，将步骤一中产生的脱盐液通过纳滤系统对脱盐液中的蛋白质进行浓缩得到第二浓缩液和低盐水，本实施例中纳滤系统中纳滤膜截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.5Mpa-6.0Mpa，操作温度为15℃-40℃；第二浓缩液的蛋白浓度为45g/L-60g/L，其盐含量为0.3％-0.5％；低盐水的盐含量为0.2％-0.4％；第一浓缩液中的无机盐回用至肝素钠生产前端，在肝素钠生产前端经由肝素钠酶解液来提取肝素钠，反应后的溶液经吸附处理后产生肝素钠废水，再循环进入本实施例中的肝素钠废水处理新工艺进行循环处理利用，避免废弃物的产生；
步骤三，步骤三产生的第二浓缩液经真空浓缩干燥系统，最终得到蛋白产品；低盐水回用于肝素钠生产中，实现水资源的循环利用。
本实施例中根据上述的肝素钠废水处理新工艺的操作步骤并以具体的处理数据效果进行分析：
步骤1)将肝素钠废水先经过电渗析系统处理，将废水中的盐含量降低，达到蛋白产品的要求，其中电渗析系统中电渗析膜的截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.05Mpa-0.1Mpa，操作温度为15℃-40℃；具体数据如下表1所示：
| 项目 | 肝素钠废水 | 脱盐液 | 第一浓缩液 |
| 盐含量(％) | 4.60 | 0.40 | 13.6 |
| 蛋白含量(％) | 1.60 | 1.55 | 0.15 |
表1
由表1中的具体数据可知，肝素钠废水的盐含量为4.60％，蛋白含量为1.60％，在经过电渗析系统处理后，得到脱盐液和第一浓缩液，其中脱盐液的盐含量为0.40％，蛋白含量为1.55％；第一浓缩液的盐含量为13.6％，蛋白含量为0.15％；由此得出，电渗析系统脱盐率为91.3％，蛋白回收率为96.8％；电渗析系统处理肝素钠废水的效果较好，其中第一浓缩液为无机盐，浓度为13.6％，可以回用于肝素钠生产前端，无废液产生。
步骤2)将步骤1)中产生的脱盐液采用纳滤系统进行处理，对脱盐液中的蛋白质进行浓缩，使其浓度达到下一步工艺的要求，纳滤系统中纳滤膜截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.5Mpa-6.0Mpa，操作温度为20℃-35℃；具体数据如下表2所示：
| 项目 | 脱盐液 | 低盐水 | 第二浓缩液 |
| 盐含量(％) | 0.40 | 0.35 | 0.45 |
| 蛋白含量(％) | 1.55 | 0 | 4.5 |
表2
由表2中的具体数据可以看出，经纳滤系统处理后的脱盐液，得到低盐水和第二浓缩液，低盐水的盐含量为0.35％，蛋白含量为0％；第二浓缩液的盐含量为0.45％，蛋白含量为4.5％；其中低盐水的清液中没有蛋白，蛋白损失率几乎没有，且该低盐水可以循环利用，在此过程中无新的废液产生。
步骤3)将步骤2)中的得到的第二浓缩液经过真空浓缩干燥系统处理，最终得到蛋白产品。
实施例2：一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺，本实施例中根据实施例1中的肝素钠废水处理新工艺的操作步骤并以具体的处理数据效果进行分析：
步骤1)将肝素钠生产废液先经过电渗析系统处理，将废液中的盐含量降低，达到蛋白产品的要求；电渗析膜的截留分子量为150-300Da，操作压力为0.05Mpa-0.1Mpa，操作温度为15-40℃；具体数据如下表3所示；
| 项目 | 肝素钠废水 | 脱盐液 | 第一浓缩液 |
| 盐含量(％) | 4.20 | 0.35 | 14.0 |
| 蛋白含量(％) | 1.80 | 1.75 | 0.15 |
表3
由表3中的具体数据可知，肝素钠废水的盐含量为4.20％，蛋白含量为1.80％，在经过电渗析系统处理后，得到脱盐液和第一浓缩液，其中脱盐液的盐含量为0.35％，蛋白含量为1.75％；第一浓缩液的盐含量为14.0％，蛋白含量为0.15％；由此得出，电渗析系统脱盐率为91.7％，蛋白回收率为97.2％；电渗析系统处理肝素钠废水的效果较好，其中第一浓缩液为无机盐，浓度为14.0％，可以回用于肝素钠生产前端，无废液产生。
步骤2)将步骤1)中产生的脱盐液采用纳滤系统进行处理，对脱盐液中的蛋白质进行浓缩，使其浓度达到下一步工艺的要求，纳滤系统中纳滤膜截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.5Mpa-6.0Mpa，操作温度为20℃-35℃；具体数据如下表4所示：
| 项目 | 脱盐液 | 低盐水 | 第二浓缩液 |
| 盐含量(％) | 0.35 | 0.30 | 0.40 |
| 蛋白含量(％) | 1.75 | 0 | 5.2 |
由表4中的具体数据可以看出，经纳滤系统处理后的脱盐液，得到低盐水和第二浓缩液，低盐水的盐含量为0.30％，蛋白含量为0％；第二浓缩液的盐含量为0.40％，蛋白含量为5.2％；其中低盐水的清液中没有蛋白，蛋白损失率几乎没有，且该低盐水可以循环利用，在此过程中无新的废液产生。
步骤3)将步骤2)中的得到的第二浓缩液经过真空浓缩干燥系统处理，最终得到蛋白产品。
实施例3：一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺，本实施例中根据实施例1中的肝素钠废水处理新工艺的操作步骤并以具体的处理数据效果进行分析：
步骤1)将肝素钠生产废液先经过电渗析系统处理，将废液中的盐含量降低，达到蛋白产品的要求；电渗析膜的截留分子量为150-300Da，操作压力为0.05Mpa-0.1Mpa，操作温度为15-40℃；具体数据如下表5所示；
| 项目 | 肝素钠废水 | 脱盐液 | 第一浓缩液 |
| 盐含量(％) | 4.80 | 0.45 | 14.5 |
| 蛋白含量(％) | 2.0 | 1.95 | 0.15 |
表5
由表5中的具体数据可知，肝素钠废水的盐含量为4.80％，蛋白含量为2.0％，在经过电渗析系统处理后，得到脱盐液和第一浓缩液，其中脱盐液的盐含量为0.45％，蛋白含量为1.95％；第一浓缩液的盐含量为14.5％，蛋白含量为0.15％；由此得出，电渗析系统脱盐率为90.4％，蛋白回收率为97.5％；电渗析系统处理肝素钠废水的效果较好，其中第一浓缩液为无机盐，浓度为14.5％，可以回用于肝素钠生产前端，无废液产生。
步骤2)将步骤1)中产生的脱盐液采用纳滤系统进行处理，对脱盐液中的蛋白质进行浓缩，使其浓度达到下一步工艺的要求，纳滤系统中纳滤膜截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.5Mpa-6.0Mpa，操作温度为20℃-35℃；具体数据如下表6所示：
| 项目 | 脱盐液 | 低盐水 | 第二浓缩液 |
| 盐含量(％) | 0.45 | 0.40 | 0.50 |
| 蛋白含量(％) | 1.95 | 0 | 5.8 |
表6
由表6中的具体数据可以看出，经纳滤系统处理后的脱盐液，得到低盐水和第二浓缩液，低盐水的盐含量为0.45％，蛋白含量为0％；第二浓缩液的盐含量为0.50％，蛋白含量为5.8％；其中低盐水的清液中没有蛋白，蛋白损失率几乎没有，且该低盐水可以循环利用，在此过程中无新的废液产生。
步骤3)将步骤2)中的得到的第二浓缩液经过真空浓缩干燥系统处理，最终得到蛋白产品。
由以上三个具体实施例的实验结果可知，本肝素钠废水处理新工艺，可以实现肝素钠废水中95％以上的蛋白质的回收，同时可以实现水资源的循环利用，没有新的废水产生；在创造一定经济效益的同时，大大减轻了环境污染，与现有技术相比，本新工艺实现了所有资源的循环利用，没有废水、废气、废渣的外排，属于绿色环保技术。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (7)
1.一种高效回收蛋白质的肝素钠废水处理新工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、肝素钠废水进入电渗析系统，分别得到第一浓缩液和脱盐液；
步骤二，将步骤一中产生的脱盐液通过纳滤系统对脱盐液中的蛋白质进行浓缩得到第二浓缩液和低盐水；第一浓缩液中的无机盐回用至肝素钠生产前端，循环利用；
步骤三，步骤三产生的第二浓缩液经真空浓缩干燥系统，得到蛋白产品；所述低盐水回用于肝素钠生产中，循环利用。
2.根据权利要求1所述的肝素钠废水处理新工艺，其特征在于，所述肝素钠废水是肝素钠生产过程中产生的一股高盐、高COD废水，其盐含量为4％-5％，蛋白含量为1.5％-2％。
3.根据权利要求2所述的肝素钠废水处理新工艺，其特征在于，所述电渗析系统采用离子交换膜，其截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.05Mpa-0.1Mpa，操作温度为15℃-40℃。
4.根据权利要求3所述的肝素钠废水处理新工艺，其特征在于，所述肝素钠废水通过电渗析系统产生第一浓缩液和脱盐液，所述第一浓缩液的盐含量为12％-15％的无机盐，所述无机盐回用于肝素钠生产前端；所述脱盐液的盐含量为0.3％-0.5％。
5.根据权利要求2所述的肝素钠废水处理新工艺，其特征在于，所述纳滤系统中纳滤膜截留分子量为150Da-300Da，操作压力为0.5Mpa-6.0Mpa，操作温度为15℃-40℃。
6.根据权利要求5所述的肝素钠废水处理新工艺，其特征在于，所述脱盐液经纳滤系统产生第二浓缩液和低盐水，所述第二浓缩液的蛋白浓度为45g/L-60g/L，所述低盐水的盐含量为0.2％-0.4％。
7.根据权利要求2所述的肝素钠废水处理新工艺，其特征在于，所述肝素钠废水在进入电渗析系统前，温度需要降低控制在15℃-40℃。
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