CN116924597B - 一种煮茧废水综合回收和利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煮茧废水综合回收和利用的方法，包括步骤1、将煮茧废水经过第一次过滤后流入第一储液装置进行保存，用截留分子量10000Da超滤膜设备对第一储液装置中的过滤液进行浓缩，获得超滤浓缩液；其中浓缩后浓水回流至第一储液装置，淡水存入第二储液装置；步骤2、将第二储液装置中的淡水用截留分子量1000Da纳滤膜设备进行浓缩，获得纳滤浓缩液；其中浓水回流至第二储液装置，淡水存入第三储液装置，所述第三储液装置中淡水回收继续用于缫丝工序。经上述步骤处理后，不仅实现了对废水中的丝胶回收利用，增加该煮茧废水以及织物的附加值，而且处理后的淡水重新用于缫丝工序中，提高了资源利用率，实现了经济效益和环境效益的双重价值。

Description

一种煮茧废水综合回收和利用的方法

技术领域

本发涉及蚕丝缫丝废水处理技术领域，特别是涉及一种煮茧废水综合回收和利用的方法。

背景技术

蚕丝由内层丝素和外层丝胶两部分组成，丝胶是一种天然大分子粘性蛋白，约占蚕丝含量的20％-30％，丝胶由分子量为24-400kDa的多肽组成。普遍认为，丝胶由18种氨基酸组成，其中含量最高的为丝氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸，此3种氨基酸之和约占到丝胶蛋白总量的60％。

蚕茧加工过程中的缫丝工序每生产1t生丝将产生550～950m³废水。缫丝废水含有大量氮、磷等营养物质，直接排放易造成水体富营养化，引起严重的环境污染。丝胶蛋白随缫丝废水的排放不仅严重污染环境，而且是丝胶蛋白资源的极大浪费。丝胶具有与皮肤角质层天然保湿因子类似的成分与功能，对皮肤有保湿、美白、抗氧化、抗菌消炎、防晒等功能，可以应用于化妆品领域。丝胶在医药领域也有广泛的应用前景，可应用在消炎、预防痴呆症、抑制大肠杆菌和解毒方面。丝胶还可以应用在在药物缓释、生物支架、混合凝胶、人工器官、人工皮肤等生物材料领域。在食品领域，丝胶粉可做为天然抗氧化剂和食品添加剂，由丝胶粉丝胶制得的L-丝氨酸可用来配制运动减肥饮料、天门冬氨酸是运动减肥饮料的主要成分、丙氨酸可以促进酒精的代谢。因此，有效回收丝胶蛋白，变废为宝，对环境保护和资源的循环利用具有重要的意义。

随着丝胶的利用领域的拓展和研究价值的提高，可通过冰冻法、有机溶剂沉淀法、离心法、超滤法、酸析法、化学混凝法、离子交换回收法、电解法，将丝胶从丝绸生产废水中回收。发明专利CN102585285A公开了一种丝胶的回收方法，所述丝胶溶于脱胶液中，所述脱胶液经历电解步骤，电解步骤产生丝胶沉淀物。。发明专利CN108409847A提供一种蚕丝丝胶的回收方法，将天然蚕丝加入NaHCO3溶液中；超声处理40-60min，随后用去离子水冲洗、收集脱胶液和洗涤液，得到含有丝胶的脱胶废水；将脱胶废水置于透析袋中，去离子水透析30-48h，待备用；采用电化学方法处理，石墨作为阳极，甘汞电极作为参比电极，锌丝作为阴极，控制电流密度、阴阳极间距、反应时间1-3h；所得产物加入离心器中，在转速5000-7000rpm离心20-30min；向其中加入配比为1:3-5的丙酮/乙醇混合液，在温度25-35℃下，浸渍反应35-45min，随后经过滤、干燥后得到蚕丝丝胶。上述专利都对废水中的丝胶进行了有效的获取，但是也都仅是对废水中的丝胶进行回收，并未对丝胶所存在的废水进行有效的处理和利用，上述提取丝胶后的污水依然是直接排放，而当丝胶提取不彻底直接排放的废水依然是对环境存在着污染；另外，没有被充分处理和利用的废水直接排放，也是一种经济效益的损失。

因此，如何对实现对煮茧废水实现有效的回收和充分的利用，以实现不仅是对废水中的丝胶回收利用，而且可以将处理后的水重新用于缫丝工序中，实现无废水排放，减轻污水处理成本，提高环境效益和生产效益，是亟需解决的。

发明内容

为此，本发明提供一种煮茧废水综合回收和利用的方法，通过超滤浓缩和纳滤浓缩的处理方式实现对煮茧废水的综合回收、完全利用，且无废水排放的效果。

具体的技术方案如下：

一种煮茧废水综合回收和利用的方法，包括以下步骤：

步骤1、将煮茧废水经过第一次过滤后流入第一储液装置进行保存，用截留分子量10000Da超滤膜设备对第一储液装置中的过滤液进行浓缩，获得超滤浓缩液；其中浓缩后浓水回流至第一储液装置，淡水存入第二储液装置；

步骤2、将第二储液装置中的淡水用截留分子量1000Da纳滤膜设备进行浓缩，获得纳滤浓缩液；其中浓水回流至第二储液装置，淡水存入第三储液装置，所述第三储液装置中淡水回收继续用于缫丝工序。

优先地，将所述步骤1中获得的超滤浓缩液中加入戊二醛，制备得到能使织物防皱的防皱整理液。

优先地，使用所述防皱整理液对织物进行防皱整理：

首先，准备一定比例的织物与整理液，将织物二浸二轧，其中轧余率80-100％；

然后烘干，温度为110-120℃，焙烘时间为8-10min，进而实现对织物的防皱整理。

优先地，将所述步骤2中获得的纳滤浓缩液加入体积为1/8-1/10的乙醇，调节pH值范围在6.5-7.5，制备成化妆水。

优先地，所述步骤1中第一次过滤使用的滤芯是pp棉滤芯；

所述步骤1中超滤浓缩范围在15-20倍。

优先地，所述步骤1中超滤膜设备所用的超滤膜为聚丙烯中空纤维膜。

优先地，所述步骤1制备获得防皱整理液防皱整理的织物为蚕丝、棉或粘胶织物。

优先地，所述步骤2中纳滤膜设备所用的纳滤膜为聚醚砜卷式膜。优先地，所述步骤2中纳滤浓缩范围在20-50倍。

本发明所获得的有益效果：

(1)本发明采用超滤和纳滤对不同分子量丝胶进行分段浓缩回收，经过步骤1-步骤2的处理过程，不仅实现了对废水中的丝胶回收利用，而且可以将处理后的水重新用于缫丝工序中，处理工艺简捷，处理过程中无废水排放，实现了经济效益和环境效益的双重价值。

(2)本发明中制得的防皱整理液和化妆水可以直接作为产品，防皱整理液也可以对蚕丝、棉和粘胶的织物防皱整理，增加该煮茧废水以及织物的附加值；淡水回收率能达到90％以上，并能继续回用到缫丝工序中，大大节约了企业生产工艺中的用水成本。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明公开的一种煮茧废水综合回收和利用的方法的流程示意图；

图2为本发明煮茧废水在处理过程中的流程示意图；

其中，附图标记：1、第一储液装置；2、第二储液装置；3、第二储液装置；4、超滤膜设备；5、纳滤膜设备。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。

应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B的至少一种，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

实施例1

本实施例介绍一种煮茧废水综合回收和利用的方法。

结合附图1、2，图1为本发明公开的一种煮茧废水综合回收和利用的方法的流程示意图，图2为本发明煮茧废水在处理过程中的流程示意图。

步骤1、将煮茧废水经过第一次过滤后流入第一储液装置1进行保存，用截留分子量10000Da超滤膜设备4对第一储液装置1中的过滤液进行浓缩，获得超滤浓缩液；其中浓缩后浓水回流至第一储液装置1，淡水存入第二储液装置2；

步骤2、将第二储液装置2中的淡水用截留分子量1000Da纳滤膜设备5进行浓缩，获得纳滤浓缩液；其中浓水回流至第二储液装置2，淡水存入第三储液装置3，所述第三储液装置3中淡水回收继续用于缫丝工序。

本发明采用超滤和纳滤对不同分子量丝胶进行分段浓缩回收，经过步骤1-步骤2的处理过程，不仅实现了对废水中的丝胶回收利用，而且可以将处理后的水重新用于缫丝工序中，处理工艺简捷，处理过程中无废水排放，实现了经济效益和环境效益的双重价值。

实施例2

基于实施例1，本实施例以江苏华佳丝绸股份有限公司缫丝车间煮茧废水为原料进行回收、利用。结合附图2，图2为本发明煮茧废水在处理过程中的流程示意图。

步骤1、将1000L煮茧废水用pp棉滤芯进行第一次滤，过滤后流入第一储液装置1进行保存，用截留分子量10000Da超滤膜设备4对第一储液装置1中的过滤液进行浓缩，浓缩20倍，获得50L超滤浓缩液并回流至第一储液装置1，剩下的950L淡水存入第二储液装置2。

其中，该超滤膜设备4所用的超滤膜为聚丙烯中空纤维膜。

步骤2、将第二储液装置2中的950L淡水用截留分子量1000Da纳滤膜设备5进行浓缩，浓缩38倍，获得纳滤浓缩液25L并回流至第二储液装置2，得到的925L淡水存入第三储液装置3，所述第三储液装置3中淡水回收继续用于煮茧工序。其中，淡水回收率达到92.5％。废水回收率高，提高了资源利用率，且大大节约了企业生产工艺中的用水成本。

其中，该纳滤膜设备5所使用的纳滤膜为聚醚砜卷式膜。

进一步的，将步骤1中获得的超滤浓缩液中加入3-5g/L的戊二醛，制备得到能使织物防皱的防皱整理液。

以蚕丝织物为例，使用上述制备得到的防皱整理液对蚕丝织物进行防皱整理：

首先，蚕丝织物与整理液的浴比值为1：20，将该蚕丝织物二浸二轧，其中轧余率80-100％；

然后烘干，温度为110-120℃，焙烘时间为8-10min，进而实现对蚕丝织物的防皱整理。本实施例中烘干温度选择120℃，烘焙时间为10min，整理后的蚕丝织物与未经过防皱整理的蚕丝织物进行对比，如下表1所示：

表1整理前后蚕丝织物性能

织物	折皱回复角(经+纬)	强力保留率	白度
				未整理蚕丝织物	180°	100％	89.1
整理后蚕丝织物	270°	95％	87.8

从上表对比可以看出，使用防皱整理液整理后的蚕丝织物折皱回复角达到270°，织物的防皱效果相比于未经过防皱整理的蚕丝织物的防皱效果得到大大提升。

步骤1中制备的防皱整理液还可以对棉、粘胶织物等进行防皱整理。

本实施例中，还继续将步骤2中获得的纳滤浓缩液进行制备成化妆水。

在步骤2获得纳滤浓缩液中加入体积为1/8-1/10的乙醇，调节pH值范围在6.5-7.5，制备化妆水。并选定10位20-40岁，肤色接近的志愿者参与使用该制备获得化妆水进行测试，测定志愿者初始皮肤水合度(平均值)为60，使用上述制备的化妆水，每天一次，持续4周，使用前后皮肤水合度对比如下表2所示：

表2志愿者使用该化妆水前后的皮肤水合度对比

志愿者	皮肤水合度初始值	使用后皮肤水合度
			1	60	70
2	60	68
			3	60	84
4	60	75
			5	60	78
6	60	62
			7	60	71
8	60	71
			9	60	66
10	60	82

使用后，测定志愿者皮肤水合度(平均值)约为72，皮肤水合度有较大提高，说明了本化妆水有较好保湿效果。

本实施中将煮茧废水处理分为分子量10000Da以上的丝胶浓缩液，分子量1000-10000Da的丝胶浓缩液和淡水三部分，将分子量10000Da以上的丝胶浓缩液配置成防皱整理液，分子量1000Da-10000Da的丝胶浓缩液配置成化妆水，增加该煮茧废水以及织物的附加值；纳滤过滤后的淡水继续回用到缫丝工序中，不仅减轻企业污水处理成本，而且变废为宝，实现资源的循环利用。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (3)

1.一种煮茧废水综合回收和利用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将煮茧废水经过第一次过滤后流入第一储液装置（1）进行保存，用截留分子量10000Da超滤膜设备（4）对第一储液装置（1）中的过滤液进行浓缩，获得超滤浓缩液；其中浓缩后浓水回流至所述第一储液装置（1），淡水存入第二储液装置（2）；

步骤2、将所述第二储液装置（2）中的淡水用截留分子量1000Da纳滤膜设备（5）进行浓缩，获得纳滤浓缩液；其中浓水回流至所述第二储液装置（2），淡水存入第三储液装置（3），所述第三储液装置（3）中淡水回收继续用于缫丝工序；

所述步骤1中超滤膜设备（4）所用的超滤膜为聚丙烯中空纤维膜；所述步骤1中第一次过滤使用的滤芯是pp棉滤芯；所述步骤1中超滤浓缩范围在15-20倍；

所述步骤2中纳滤膜设备（5）所用的纳滤膜为聚醚砜卷式膜；所述步骤2中纳滤浓缩范围在20-50倍；

向所述步骤1中获得的超滤浓缩液中加入戊二醛，制备得到能使织物防皱的防皱整理液；

向所述步骤2中获得的纳滤浓缩液加入体积为1/8-1/10的乙醇，调节pH值范围在6.5-7.5，制备成化妆水。

2.根据权利要求1所述的一种煮茧废水综合回收和利用的方法，其特征在于，使用所述防皱整理液对织物进行防皱整理：

首先，准备一定比例的织物与整理液，将织物二浸二轧，其中轧余率80-100%；

然后烘干，温度为110-120℃，焙烘时间为8-10min，进而实现对织物的防皱整理。

3.根据权利要求2所述的一种煮茧废水综合回收和利用的方法，其特征在于，所述步骤1制备获得防皱整理液防皱整理的织物为蚕丝、棉或粘胶织物。