CN116177797A - 一种高盐高cod大豆废液的再利用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高盐高COD大豆废液的再利用系统及方法，其中系统包括预处理系统，预处理系统用于接收废液，并去除废液中的悬浮物，得到原水；蒸发浓缩系统，用于将原水进行蒸发浓缩，得到浓缩液和蒸发冷凝水；喷雾干燥系统用于将浓缩液喷雾干燥，得到复合肥基体；生化处理系统，对过滤水和蒸发冷凝水进行生化处理，得到生化处理水；反渗透膜系统，将生化处理后的生化处理水通过反渗透膜处理，得到回用水和浓水；膜浓缩系统，将浓水进行膜浓缩，得到废液和过滤水，并将废液输送至预处理系统，将过滤水输送至生化处理系统。本高盐高COD大豆废液的再利用系统及方法，能够将废液中的硫酸铵等固形物转化为农肥，并得到合格回用水，节约水资源。
Description
技术领域
本发明涉及大豆废液技术领域，尤其涉及一种高盐高COD大豆废液的再利用系统及方法。
背景技术
大豆乳清废水(下称豆清水)是低温脱脂豆粕碱溶酸沉法生产大豆分离蛋白得到的副产物，生产1t大豆分离蛋白需要排放30-35t豆清水。豆清水中含有大量可回收利用的物质，如大豆乳清蛋白、大豆低聚糖和大豆异黄酮等，还有尚未完全沉淀的大豆球蛋白，少量脂肪以及磷脂、植酸等物质。
大豆乳清蛋白(SoybeanWheyProtein，SWP)是大豆中的酸溶性蛋白，占大豆蛋白总含量的10％左右，大豆乳清中含有13种蛋白质，包括两种胰蛋白酶抑制剂、β-淀粉酶、脂肪氧化酶和凝集素等。大豆胰蛋白酶抑制剂(SoyBeanTrypsinInhibitors，SBTI)是大豆中主要的抗营养因子，目前已分离得到的有Kunitz型胰蛋白酶抑制剂(KuniTztrypsinInhibitor，KTI)和Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂(Bowman-BirktrypsinInhibitor，BBI)，其中KTI为单头抑制剂，可抑制胰蛋白酶的活性，BBI为双头抑制剂，可同时抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性，从而降低大豆蛋白的营养价值与食用安全性。对食品工业来说，需要除去或失活SBTI来提高大豆制品的营养价值。随着研究的不断深入，发现胰蛋白酶抑制剂具有抗癌、抗炎、降低胆固醇等作用，对糖尿病的调节也有一定的效果，在医药领域具有潜在的应用价值和市场前景。
通过将豆清水通过预处理、浓缩、盐析、盐析沉淀分离、分散和干燥后，可以从豆清水中提取出大豆胰蛋白酶抑制剂提取物，同时会产生高盐高COD的大豆废液。
废液含有较高的盐分(17-20％硫酸铵)，一般的处理方法是通过蒸发结晶获得回收品硫酸铵晶体；由于豆清水废液中有机物组分非常复杂，含有大量大豆低聚糖，色素，胶状物，和少量蛋白等等，因此回收的硫酸铵品质差，回收不完全，并难于精制为合格产品。另外，结晶后分离出来的母液仍然量比较大，无法继续结晶，更难生化降解处理。
另外，有报道采用氮吹塔技术，通过向废水中加入石灰调节pH，用氮吹技术回收氨水，但石灰运输、储存带来环境二次污染风险；石灰中和后产生大量硫酸钙废渣，也有在治理的瓶颈问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种高盐高COD大豆废液的再利用系统及方法，能够将废液中的硫酸铵等固形物转化为农肥，并得到合格回用水，节约水资源。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种高盐高COD大豆废液的再利用系统，包括：
预处理系统，所述预处理系统用于接收废液，并去除废液中的悬浮物，得到原水；
蒸发浓缩系统，用于将所述原水进行蒸发浓缩，得到浓缩液和蒸发冷凝水；
喷雾干燥系统用于将所述浓缩液喷雾干燥，得到复合肥基体；喷雾干燥进风温度160-200℃；
生化处理系统，用于对过滤水和所述蒸发冷凝水进行生化处理，得到生化处理水；
反渗透膜系统，用于将生化处理后的生化处理水通过反渗透膜处理，得到回用水和浓水；
膜浓缩系统，用于将所述浓水进行膜浓缩，得到废液和过滤水，并将所述废液输送至所述预处理系统，将所述过滤水输送至所述生化处理系统。
优选的，还包括膜前预处理系统；
所述膜前预处理系统用于将所述生化处理系统处理后的蒸发冷凝水进行过滤。
优选的，所述喷雾干燥系统连接有尾气处理系统；
所述尾气处理系统用于将所述喷雾干燥产生的尾气进行脱氨氮处理后排空或酸性水吸收。
优选的，所述生化处理系统连接有污泥处理系统；
所述污泥处理系统用于对所述生化处理系统产生的污泥进行减量化处理或脱水处理。
本发明还提出了一种高盐高COD大豆废液的再利用方法，包括以下步骤：
S1、接收废液，并去除废液中的悬浮物，得到原水；
S2、接收所述原水，将所述原水进行蒸发浓缩，得到浓缩液和蒸发冷凝水；
S3、接收所述浓缩液，将所述浓缩液喷雾干燥，得到复合肥基体；喷雾干燥进风温度160-200℃；
S4、接收过滤水和所述蒸发冷凝水，对所述过滤水和所述蒸发冷凝水进行生化处理，得到生化处理水；
S6、将生化处理后的生化处理水通过反渗透膜处理，得到回用水和浓水；
S7、将所述浓水进行膜浓缩，得到废液和过滤水，并将所述废液执行S1；，将所述过滤水执行S4。
优选的，在所述S6之前，还包括：
将所述蒸发冷凝水进行过滤。
优选的，在所述S3之后，还包括：
将所述喷雾干燥产生的尾气进行脱氨氮处理后排空或酸性水吸收。
优选的，在所述S6之后，还包括：
对所述生化处理产生的污泥进行减量化处理或脱水处理。
本发明提出的高盐高COD大豆废液的再利用系统及方法，通过预处理、浓缩和喷雾干燥等步骤，可以使废液中的硫酸铵等固形物沉淀固话转化为复合肥基体；同时通过生化处理、膜浓缩和反渗透膜等方法，可以去除蒸发浓缩得到的蒸发冷凝水中的杂质，将其转化为合格回用水，节约水资源。
附图说明
图1为本发明实施例提出的高盐高COD大豆废液的再利用系统的结构框图；
图2为本发明本发明实施例提出的高盐高COD大豆废液的再利用系统工作流程图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提出了一种高盐高COD大豆废液的再利用系统，包括：
预处理系统1，预处理系统用于接收废液，并去除废液中的悬浮物，得到原水。
通过本系统处理，控制蒸发浓缩系统进水的悬浮物(SS)、化学需氧量(CODcr)、总硬度等指标，防止蒸发浓缩系统出现污堵、结垢等现象，保证蒸发浓缩系统的运行稳定性。
蒸发浓缩系统2，用于将原水进行蒸发浓缩，得到浓缩液和蒸发冷凝水。
本申请中，可以采用MVR或多效蒸发工艺对原水进行浓缩，有效降低喷雾干燥系统干燥负荷，降低综合运行成本。
喷雾干燥系统3用于将浓缩液喷雾干燥，得到复合肥基体。
对浓缩蒸发系统产生的浓缩液进行喷雾干燥处理，产生固体经过后处理系统处理后，添加其他营养元素，混合包装后可以得到复合肥产品。喷雾干燥进风温度160-200℃；
生化处理系统4，用于对过滤水和蒸发冷凝水进行生化处理，得到生化处理水。
采用生化工艺对蒸发浓缩系统产生的蒸发冷凝水进行处理，降低水体中化学需氧量(CODcr)、氨氮(NH4-N)等指标，降低膜前预处理系统处理负荷。
反渗透膜系统5，用于将生化处理后的生化处理水通过反渗透膜处理，得到回用水和浓水；
膜浓缩系统6，用于将浓水进行膜浓缩，得到废液和过滤水，并将废液输送至预处理系统，将过滤水输送至生化处理系统。
通过反渗透膜系统对经过两级处理后的蒸发冷凝水进行处理，产水达到回用水标准后进行回用；浓水输送至膜浓缩系统，膜浓缩系统产水回到生化处理系统继续进行化学需氧量(CODcr)、氨氮(NH4-N)脱除处理，浓水返回蒸发前预处理系统。
可见，本发明提出的高盐高COD大豆废液的再利用系统，通过预处理、浓缩和喷雾干燥等步骤，可以使废液中的硫酸铵等固形物沉淀转化为复合肥基体；同时通过生化处理、膜浓缩和反渗透膜等方法，可以去除蒸发浓缩得到的蒸发冷凝水中的杂质，将其转化为合格回用水，节约水资源。
在本发明的一个优选实施例中，系统还包括膜前预处理系统；
膜前预处理系统用于将生化处理系统处理后的蒸发冷凝水进行过滤。
膜前预处理系统可以进一步脱除易对反渗透膜产生污堵的有机物，同时除去生化处理系统出水残留的生物残片、悬浮物(SS)等。
在本发明的一个优选实施例中，喷雾干燥系统连接有尾气处理系统；
尾气处理系统用于将喷雾干燥产生的尾气进行脱氨氮处理后排空或酸性水吸收。
在本发明的一个优选实施例中，生化处理系统连接有污泥处理系统；
污泥处理系统用于对生化处理系统产生的污泥进行减量化处理或脱水处理。
本发明还提出了一种高盐高COD大豆废液的再利用方法，包括以下步骤：
S1、接收废液，并去除废液中的悬浮物，得到原水；
S2、接收原水，将原水进行蒸发浓缩，得到浓缩液和蒸发冷凝水；
S3、接收浓缩液，将浓缩液喷雾干燥，得到复合肥基体；喷雾干燥进风温度160-200℃；
S4、接收过滤水和蒸发冷凝水，对过滤水和蒸发冷凝水进行生化处理，得到生化处理水；
S6、将生化处理后的生化处理水通过反渗透膜处理，得到回用水和浓水；
S7、将浓水进行膜浓缩，得到废液和过滤水，并将废液执行S1；，将过滤水执行S4。
本发明提出的高盐高COD大豆废液的再利用方法，通过预处理、浓缩和喷雾干燥等步骤，可以使废液中的硫酸铵等固形物沉淀固话转化为复合肥基体；同时通过生化处理、膜浓缩和反渗透膜等方法，可以去除蒸发浓缩得到的蒸发冷凝水中的杂质，将其转化为合格回用水，节约水资源。
在本发明的一个优选实施例中，在S6之前，还包括：
将蒸发冷凝水进行过滤。
在本发明的一个优选实施例中，在S3之后，还包括：
将喷雾干燥产生的尾气进行脱氨氮处理后排空或酸性水吸收。
在本发明的一个优选实施例中，在S6之后，还包括：
对生化处理产生的污泥进行减量化处理或脱水处理。
去某工厂通过将豆清水通过预处理、浓缩、盐析、盐析沉淀分离、分散和干燥后，产生高盐高COD的大豆废液，经过分析，其成分如下表：
表1：废液组分分析表
该工厂日产生上述废液1500立方，通过本申请的高盐高COD大豆废液的再利用系统进行处理，除初次预处理系统进水为1500立方，系统持续运行后，膜浓缩系统每日会产生40立方的废水；以持续处理进行举例：
如图2所示，预处理系统接收工厂排出的1500立方和膜浓缩系统产生40立方的废水后，将1540立方的废水输送至蒸发浓缩系统，蒸发浓缩系统对废水进行蒸发浓缩，产生蒸发冷凝水1030立方和浓缩液510立方，喷雾干燥系统将510立方的浓缩液进行喷雾干燥，制得300吨固体干粉，经处理后成为复合肥基体，喷雾干燥产生的尾气进行脱氨氮处理后排空或酸性水吸收；生化处理系统接收蒸发冷凝水1030立方，同时膜浓缩系统也会产生过滤水210立方至生化处理系统，生化处理系统将过滤水和蒸发冷凝水进行生化处理，降低水体中化学需氧量(CODcr)、氨氮(NH4-N)等指标，降低膜前预处理系统处理负荷，膜前处理系统接收1240立方的生化处理水后进行膜前预处理，脱除易对反渗透膜产生污堵的有机物，同时除去生化处理系统出水残留的生物残片、悬浮物(SS)等，反渗透膜将1240立方水进行行处理，得到达到回用水标准的回用水990立方，同时产生250立方浓水至膜浓缩系统，膜浓缩系统将浓水进行膜浓缩，得到废液40立方输送至预处理系统，和过滤水210立方输送至生化处理系统，并将废液输送至预处理系统，将过滤水输送至生化处理系统；生化处理系统产生的污泥可以进行减量化处理或脱水处理。
喷雾干燥的尾气，可以采用脱氨吸收处理，吸收后的废液进入生化处理；生化处理产生的活性污泥通过减量化处理，用板框压滤机脱水，脱水污泥可以作为饲料添加物。
通过上述流程后，得到的复合肥基体成分如下表：
表2：复合肥基体组分表(按重量计)
上述复合肥基体可以作为氮肥基质，可根据用途自后处理步骤中添加磷、钾、硼等元素肥获得复合肥，制得副产品。添加物的配方，依据不同农作物的个性需求量身定制。
综上，本发明实施例至少可以实现如下效果：
在本发明实施例中，通过预处理、浓缩和喷雾干燥等步骤，可以使废液中的硫酸铵等固形物沉淀转化为复合肥基体；同时通过生化处理、膜浓缩和反渗透膜等方法，可以去除蒸发浓缩得到的蒸发冷凝水中的杂质，将其转化为合格回用水，节约水资源。
在本发明实施例中，通过蒸发浓缩的预处理，可以防止污堵。
在本发明实施例中，蒸发冷凝水的净化回用，可以大幅度节约生态原水使用。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高盐高COD大豆废液的再利用系统，其特征在于，包括：
预处理系统，所述预处理系统用于接收废液，去除钙离子，并过滤去除废液中的悬浮物，得到原水；
蒸发浓缩系统，用于将所述原水进行蒸发浓缩，得到浓缩液和蒸发冷凝水；
喷雾干燥系统，用于将所述浓缩液喷雾干燥，得到复合肥基体；
生化处理系统，用于对过滤水和所述蒸发冷凝水进行生化处理，得到生化处理水；
膜前预处理系统，用于对所述生化处理系统处理后的水进行过滤；
反渗透膜系统，用于对所述膜前预处理系统处理后的水进行反渗透膜处理，得到回用水和浓水；
膜浓缩系统，用于将所述浓水进行膜浓缩，得到废液和过滤水，并将所述废液输送至所述预处理系统，将所述过滤水输送至所述生化处理系统。
2.如权利要求1所述的高盐高COD大豆废液的再利用系统，其特征在于，所述喷雾干燥系统连接有尾气处理系统；
所述尾气处理系统用于将所述喷雾干燥产生的尾气进行脱氨氮处理后排空或酸性水吸收。
3.如权利要求1～2任一项所述的高盐高COD大豆废液的再利用系统，其特征在于，所述生化处理系统连接有污泥处理系统；
所述污泥处理系统用于对所述生化处理系统产生的污泥进行减量化处理或脱水处理。
4.一种高盐高COD大豆废液的再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、接收废液，并去除废液中的悬浮物，得到原水；
S2、接收所述原水，将所述原水进行蒸发浓缩，得到浓缩液和蒸发冷凝水；
S3、接收所述浓缩液，将所述浓缩液喷雾干燥，得到复合肥基体；
S4、接收过滤水和所述蒸发冷凝水，对所述过滤水和所述蒸发冷凝水进行生化处理，得到生化处理水；
S5、将所述生化处理水进行过滤，得到膜前预处理水；
S6、将所述膜前预处理水通过反渗透膜处理，得到回用水和浓水；
S7、将所述浓水进行膜浓缩，得到废液和过滤水，并将所述废液执行S1；将所述过滤水执行S4。
5.如权利权利要求4所述的高盐高COD大豆废液的再利用方法，其特征在于，在所述S3之后，还包括：
将所述喷雾干燥产生的尾气进行脱氨氮处理后排空或酸性水吸收。
6.如权利权利要求4～5任一项所述的高盐高COD大豆废液的再利用方法，其特征在于，在所述S6之后，还包括：
对所述生化处理产生的污泥进行减量化处理或脱水处理。
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