CN114044599A - 一种海鲜清洗水的处理方法及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品加工领域，尤其是一种海鲜清洗水的处理系统，现提出如下方案，其包括收集罐、超滤系统、旋转闪蒸干燥系统、纳滤系统、高速离心喷雾干燥系统以及反渗透系统；收集罐与超滤系统相连通，超滤系统的浓液出口与旋转闪蒸干燥系统相连通，超滤系统的清液出口与纳滤系统相连通，纳滤系统的浓液出口与高速离心喷雾干燥系统相连通，纳滤系统的清液出口与反渗透系统相连通，反渗透系统的浓液出口与纳滤系统相通，反渗透系统的清液出口与收集罐相连通。本发明实现了海鲜清洗水中海鲜排泄物与营养物质的分离，生产出了有机肥料和食品调味剂，实现了资源化回收利用，且反渗透清液返回至系统前端用做清洗水继续套用，做到清洗水零排放。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，尤其是一种海鲜清洗水的处理方法及处理系统。
背景技术
海鲜中富含大量微量元素，例如维生素、硒、叶酸、牛磺酸、铁、碘等，海产品在加工过程的第一步就需要清洗海鲜中的排泄物，而且清洗的次数一般在3次以上，这样才能确保海鲜的干净程度，但在海产品清洗过程中海鲜的排泄物被去除，同时海鲜自身的营养物质也在流失，一般海鲜清洗水的COD(化学需氧量)≥3000mg/L，SS(固体悬浮物)≤350mg/L，氨氮≤350mg/L(氨氮随着温度升高而升高)，油脂≤50mg/L，pH＝6-9；
目前对于海鲜清洗水的处理方式主要有厌氧生物处理技术和生态处理技术(主要是人工湿地、土地处理以及鱼塘处理)，上述处理技术无法回收海鲜清洗水里面有用的营养物质，并且水资源无法得到回收利用，为此，本发明提出了一种海鲜清洗水的处理方法及处理系统。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提出了一种海鲜清洗水的处理方法及处理系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种海鲜清洗水的处理系统，包括收集罐、超滤系统、旋转闪蒸干燥系统、纳滤系统、高速离心喷雾干燥系统以及反渗透系统；
所述收集罐与超滤系统相连通，所述超滤系统的浓液出口与旋转闪蒸干燥系统相连通，所述超滤系统的清液出口与纳滤系统相连通，所述纳滤系统的浓液出口与高速离心喷雾干燥系统相连通，所述纳滤系统的清液出口与反渗透系统相连通，所述反渗透系统的浓液出口与纳滤系统相通，所述反渗透系统的清液出口与收集罐相连通。
进一步地，所述超滤系统包括管式超滤膜，所述管式超滤膜的孔径为20-30Kda(千道尔顿)。
进一步地，所述纳滤系统包括卷式纳滤膜，所述卷式纳滤膜的孔径为300-1000Da(道尔顿)。
进一步地，所述反渗透系统包括高压反渗透膜。
一种海鲜清洗水的处理方法，利用上述处理系统，包括如下步骤：
将海鲜清洗水放入收集罐中，收集罐将海鲜清洗水输入超滤系统进行处理得到超滤浓液和超滤清液，将超滤浓液输入旋转闪蒸干燥系统进行处理得到第一固体；将所述超滤清液输入纳滤系统进行处理得到纳滤清液和纳滤浓液，将纳滤浓液输入高速离心喷雾干燥系统进行处理得到第二固体，将所述纳滤清液输入反渗透系统进行处理得到反渗透清液和反渗透浓液，将所述反渗透浓液输入纳滤系统，将所述反渗透清液输入收集罐。
进一步地，所述超滤清液SS(固体悬浮物)为0-1mg/L，所述超滤系统的温度为-5-10℃，所述超滤系统的流速为3-4m/s。
进一步地，所述旋转闪蒸干燥系统的进风温度为100-450℃。
进一步地，所述纳滤系统的运行压力为1.5-2.5MPa，纳滤系统的运行温度为-5-10℃。
进一步地，所述高速离心干燥剂的蒸发量为150-300kg/h，进风口温度为150-350℃，出风口温度为80-90℃，旋转盘转速为60-90m/s。
进一步地，所述第一固体用作有机肥料，所述第二固体用作食品调味剂，所述反渗透清液用于清洗海鲜。
本发明的有益效果：
本发明针对海鲜废水中的有价值的营养物质物无法回收问题，采用的处理系统，实现了海鲜清洗水中海鲜排泄物与营养物质的分离，生产出了有机肥料和食品调味剂，实现了资源化回收利用，且反渗透清液返回至系统前端用做清洗水继续套用，做到清洗水零排放，大大减少了清洗水用量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，属于市场上常见的海鲜产品即可，海鲜的清洗方式没有特殊要求。
本发明公开了一种海鲜清洗水的处理系统，包括海鲜清洗水收集罐、超滤系统、旋转闪蒸干燥系统、纳滤系统、高速离心喷雾干燥系统和反渗透系统；
所述海鲜清洗水收集罐出液口与超滤系统相连；所述超滤系统浓液出口与旋转闪蒸干燥系统相连；所述超滤系统清液出口与纳滤系统相连；所述纳滤系统浓液出口与高速离心喷雾干燥系统相连；所述纳滤清液出口与反渗透系统相连；所述反渗透系统浓液出口与纳滤系统相连；所述反渗透系统清液出口与海鲜清洗水收集罐相连。
超滤系统：主要作用的部件为超滤膜装置，系统的作用是用做海鲜清洗水的预处理设备，用于去除海鲜清洗水中的固体悬浮物、大分子量蛋白质以及胶体等；
旋转闪蒸干燥系统：主要作用的部件为旋转闪蒸干燥机，该系统的作用是浓缩超滤膜浓液，回收海鲜清洗水中的杂质用做肥料；
纳滤系统：主要作用的部件为纳滤膜装置，该系统的作用是浓缩超滤膜清液中营养价值成分；
高速离心喷雾干燥系统：主要作用的部件为高速离心干燥机，该系统的作用是对纳滤膜浓液进行喷干成粉，做成食品调味品；
反渗透系统：主要作用的部件为反渗透膜装置，该系统的作用是对纳滤膜清液中透过的有机物进一步回收，提高营养价值成分回收率，同时反渗透清液用做清洗水回用；
一种海鲜清洗水的处理方法，利用上述处理系统，包括如下步骤：
将海鲜清洗水放入收集罐中，收集罐将海鲜清洗水输入超滤系统进行处理得到超滤浓液和超滤清液，将超滤浓液输入旋转闪蒸干燥系统进行处理得到第一固体；将所述超滤清液输入纳滤系统进行处理得到纳滤清液和纳滤浓液，将纳滤浓液输入高速离心喷雾干燥系统进行处理得到第二固体，将所述纳滤清液输入反渗透系统进行处理得到反渗透清液和反渗透浓液，将所述反渗透浓液输入纳滤系统，将所述反渗透清液输入收集罐。
本发明对所述的海鲜清洗水没有特别限制，以本领域技术人员熟知的海鲜清洗水的定义即可，海鲜清洗水是指海鲜在加工过程中清洗步骤产生的废水，海鲜清洗水包括：墨鱼清洗水、扇贝清洗水、虾清洗水以及八爪鱼清洗水等；
COD指的是化学需氧量，SS指的是固体悬浮物；
墨鱼清洗水COD含量10000-20000mg/L，含盐量1-2％，总磷含量70-100mg/L；所述扇贝清洗水COD含量25000-30000mg/L，含盐量1-2％，总磷含量150-200mg/L；所述虾清洗水COD含量8000-10000mg/L，含盐量1-2％，总磷含量50-100mg/L；所述八爪鱼清洗水COD含量25000-30000mg/L，含盐量1-2％，总磷含量100-150mg/L；
本发明对清洗水收集罐没有特别限制，以本领域内技术人员熟知的清洗水收集罐即可，本发明的清洗水收集罐优选材质为食品级的304L或304L以上，本发明的海鲜需要经过三次清洗，所有的清洗水均有清洗水罐收集，本发明的清洗水温度优选0-10℃。
超滤系统选用的大通道(直径为6-8mm)抗污染管式超滤膜，材质选用PEK材料(能够耐PH值13以上，确保重度污染后增加药剂量，快速清洗恢复通量)，截留分子量优选20-30KDa(千道尔顿)；
超滤膜装置在处理海鲜清洗水时，流速优选3-4m/s，温度优选10℃以下，超滤产水回收率控制大于95％；
超滤膜处理后的海鲜清洗水SS＜1mg/L，超滤膜对有机物的截留率≤5％，对总磷的截留率≤5％；
超滤膜装置采用串联、并联或者串并组合方式，且采用全自动化控制，超滤的产水和浓水采用调节阀控制回收率；
旋转闪蒸干燥系统没有特别限制，以本领域技术人员熟知的旋转闪蒸干燥机即可，在一种实施例中，旋转闪蒸干燥机选用的是NDXZ系列，搅拌功率优选7.5-11kw，进风温度优选100-400℃，其中分离收尘装置优选2级收尘，加料机优选单螺旋加料机；
超滤浓液利用螺旋输送器进入干燥器，通过旋转热风使得超滤浓液水分蒸发，经过流化段干燥后，形成不同粒度的颗粒，再经过旋转离心，形成最终固体有机肥，即上述的第一固体，旋转离心转速优选50-500转/分钟；
纳滤系统选用宽流道卫生食品级纳滤膜，避免生产过程中减少染菌及保持加工产品的安全，纳滤装置采用的纳滤膜截留分子量优选300-1000Da，系统运行压力优选1.5-2.5MPa，膜装置采用串联、并联或者串并联方式运作；
纳滤膜对海鲜清洗水中有机物截留率大于80％，对总磷的截留率大于80％，其中对扇贝中的牛磺酸截留率近100％；
纳滤清液的回收率大于95％，纳滤清液回收率通过调节阀控制；
纳滤装置对超滤清液浓缩倍数优选10倍，纳滤装置采用全自动化控制，整个系统的温度优选10℃以下，控制温度是由于温度过高会引起海鲜中的氨氮含量升高，从而影响最终产品的品质；
在一个实施例中，高速离心喷雾干燥系统优选LPG系列高速离心干燥机，纳滤浓液送入旋转的离心雾化盘上，在旋转离心力作用下，浓液向边缘运动，离开边缘时已雾化，最终与热空气进行热交换形成粉末产品；
高速离心干燥机的蒸发量优选150-300kg/h，进风口温度优选150-350℃，出风口温度优选80-90℃，离心雾化器振动方式优选机械振动，旋转盘的转速优选60-90m/s，高速离心干燥机干粉回收率大于95％；
高速离心干燥机处理纳滤浓液后，产生食品级粉末，用食品调味品，即上述的第二固体，高速离心干燥系统没有特别限制，以本领域技术人员熟知的高速离心干燥装置即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况对该装置工艺参数进行调整；
反渗透系统优选高压反渗透膜，系统运行压力优选3.5-5.5MPa，温度优选10℃以下；
反渗透装置对纳滤清液浓缩倍数优选10倍，该装置采用全自动化控制，浓缩倍数主要通过调节阀控制；
反渗透系统对纳滤清液中的有机物继续回收，回收的反渗透浓液返回至纳滤系统提高整个系统的回收率，反渗透清液COD可以控制在200mg/L以下，且反渗透清液返回至系统前端用做清洗水继续套用，做到清洗水零排放；
反渗透系统没有特别限制，以本领域技术人员熟知的反渗透装置即可，且本领域技术人员可以根据实际生产情况对反渗透浓缩倍数进行调整，保证反渗透清液达到海鲜清洗水要求即可；
为了进一步说明，以下结合了实施例的数据对提供的一种海鲜清洗水高值化回收系统进行支撑，但应当理解，这些数据是在以技术方案为前提下进行实施的结果，给出了详细数据只是展示的优点，并不是对的权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于以下的数据：
实施的清洗水分别有墨鱼清洗水、扇贝清洗水、虾清洗水和八爪鱼清洗水：
表1为墨鱼清洗水的处理数据
| 墨鱼清洗水 | 总磷(mg/L) | COD(mg/L) |
| 进水 | 70-100 | 10000-20000 |
| 超滤清液 | 68-95 | 9800-19000 |
| 纳滤浓液 | 590-815 | 81800-157600 |
| 纳滤清液 | 10-15 | 1800-3600 |
| 反渗透浓液 | 100-150 | 17550-35100 |
| 反渗透清液 | 0 | 50-100 |
表2为扇贝清洗水的处理数据
| 扇贝清洗水 | 总磷(mg/L) | COD(mg/L) |
| 进水 | 150-200 | 25000-30000 |
| 超滤清液 | 145-190 | 24000-29000 |
| 纳滤浓液 | 1198-1585 | 202200-243200 |
| 纳滤清液 | 28-35 | 4200-5200 |
| 反渗透浓液 | 280-350 | 41100-50800 |
| 反渗透清液 | 0 | 100-120 |
表3为虾清洗水的处理数据
表4为八爪鱼清洗水的处理数据
| 八爪鱼清洗水 | 总磷(mg/L) | COD(mg/L) |
| 进水 | 100-150 | 25000-30000 |
| 超滤清液 | 95-145 | 24000-28500 |
| 纳滤浓液 | 788-1198 | 200400-235500 |
| 纳滤清液 | 18-28 | 4400-5500 |
| 反渗透浓液 | 180-280 | 43100-53650 |
| 反渗透清液 | 0 | 100-150 |
上述数据给出了本发明处理实际清洗水时所得的数据，特别指出前面数据中取低值时，后面数据也取低值，取高值时同理。本发明所述的超滤膜装置对墨鱼、扇贝、虾、八爪鱼清洗水中的总磷截留率小于5％，对COD截留率小于5％，系统运行时超滤膜装置对海鲜清洗水进水浓缩10倍；所述的纳滤膜装置对墨鱼、扇贝、虾、八爪鱼清洗水中的总磷截留率大于80％，对COD截留率大于80％，系统运行时纳滤膜装置对超滤清液浓缩10倍；所述的反渗透膜装置对墨鱼、扇贝、虾、八爪鱼清洗水中的总磷截留率为100％，对COD截留率大于99％，系统运行时反渗透膜装置对纳滤清液浓缩10倍。
上述数据可以看出本发明对海鲜清洗水中的价值部分(包括总磷、COD，价值部分的量主要以COD数据计算)总体回收率大于99％，真正实现了海鲜清洗水中营养物质的资源化回收，其中反渗透膜产水可以继续用作清洗水回用，节约了大量的水资源。同时，从超滤系统到纳滤系统，再到反渗透系统，均是连续化、全自动化运行，系统回收率高，稳定性强。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海鲜清洗水的处理系统，其特征在于：包括收集罐、超滤系统、旋转闪蒸干燥系统、纳滤系统、高速离心喷雾干燥系统以及反渗透系统；
所述收集罐与超滤系统相连通，所述超滤系统的浓液出口与旋转闪蒸干燥系统相连通，所述超滤系统的清液出口与纳滤系统相连通，所述纳滤系统的浓液出口与高速离心喷雾干燥系统相连通，所述纳滤系统的清液出口与反渗透系统相连通，所述反渗透系统的浓液出口与纳滤系统相通，所述反渗透系统的清液出口与收集罐相连通。
2.根据权利要求1所述的一种海鲜清洗水的处理系统，其特征在于，所述超滤系统包括管式超滤膜，所述管式超滤膜的截留分子量为20-30KDa。
3.根据权利要求1所述的一种海鲜清洗水的处理系统，其特征在于，所述纳滤系统包括卷式纳滤膜，所述卷式纳滤膜的截留分子量为300-1000Da。
4.根据权利要求1所述的一种海鲜清洗水的处理系统，其特征在于，所述反渗透系统包括高压反渗透膜。
5.一种海鲜清洗水的处理方法，其特征在于，利用如权利要求1-4任一权利要求所述的处理系统，包括如下步骤：
将海鲜清洗水放入收集罐中，收集罐将海鲜清洗水输入超滤系统进行处理得到超滤浓液和超滤清液，将超滤浓液输入旋转闪蒸干燥系统进行处理得到第一固体；将所述超滤清液输入纳滤系统进行处理得到纳滤清液和纳滤浓液，将纳滤浓液输入高速离心喷雾干燥系统进行处理得到第二固体，将所述纳滤清液输入反渗透系统进行处理得到反渗透清液和反渗透浓液，将所述反渗透浓液输入纳滤系统，将所述反渗透清液输入收集罐。
6.根据权利要求5所述的一种海鲜清洗水的处理方法，其特征在于，所述超滤清液固体悬浮物为0-1mg/L，所述超滤系统的温度为-5-10℃，所述超滤系统的流速为3-4m/s。
7.根据权利要求5所述的一种海鲜清洗水的处理方法，其特征在于，所述旋转闪蒸干燥系统的进风温度为100-450℃。
8.根据权利要求5所述的一种海鲜清洗水的处理方法，其特征在于，所述纳滤系统的运行压力为1.5-2.5MPa，纳滤系统的运行温度为-5-10℃。
9.根据权利要求5所述的一种海鲜清洗水的处理方法，其特征在于，所述高速离心干燥剂的蒸发量为150-300kg/h，进风口温度为150-350℃，出风口温度为80-90℃，旋转盘转速为60-90m/s。
10.根据权利要求5所述的一种海鲜清洗水的处理方法，其特征在于，所述第一固体用作有机肥料，所述第二固体用作食品调味剂，所述反渗透清液用于清洗海鲜。
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