CN206204088U - 一种维生素b2废水资源化综合处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种维生素B2废水资源化综合处理装置，属于废水处理领域，包括有：纳滤膜、微滤膜，纳滤膜的渗透侧与蒸发装置连接，纳滤膜的截留侧与微滤膜入口连接，纳滤膜的截留侧与微滤膜的料液入口连接，微滤膜的截留侧与结晶装置相连接，微滤膜的渗透侧与纳滤膜的料液入口连接。本实用新型不仅解决了维生素B2废水难处理问题，并变废为宝，回收废水中的维生素B2、盐及水，回收率高。

Description

一种维生素B2废水资源化综合处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种维生素B2废水资源化综合处理装置，尤其涉及一种膜分离技术处理维生素B2废水的装置。

背景技术

维生素B2又叫核黄素，为体内黄酶类辅基的重要组成部分，当缺乏时，就影响机体的生物氧化，使代谢发生障碍。我国作为维生素B2生产大国，产量约占全球产量的40%。目前，国内外广泛采用微生物发酵法工业生产维生素 B2，其工业发酵一般为二级发酵，其生产废水有机物浓度高，COD高达10000mg/L以上，盐含量在10-20%，属难处理的高浓度有机废水。随着我国对环保问题的日益重视，如何实现维生素B2废水达标处理已成为制约其生产企业发展的关键问题。

目前，国内关于维生素B2废水资源化综合处理方法的研究报道极少。ZL201220493361.0提出了一种以生化法组合臭氧氧化法为主的处理工艺，维生素B2生产废水进入配水调节池配水后进入HAF厌氧反应池进入厌氧反应，反应后的废水进入FSBBR流离生物反应池进行流离生物反应，生化出水进入臭氧氧化池进行臭氧氧化，臭氧氧化出水进入TBF二次生物处理池进行二次生化处理，再进入沉淀池沉淀，最终废水由出水口排出；王少俊等报道了采用Fe/C 预处理+生化+臭氧生物炭的组合工艺处理高浓度维生素B2生产废水，Fe/C 预处理有效去除废水中的SS(即悬浮物)，厌氧与好氧的生化处理高效去除COD，再通过臭氧高级氧化和生物活性炭进一步去除COD，出水色度全部被去除，达到排放标准。但是，上述两种方法均采用生化法为主体工艺，而维生素B2废水往往含有较大量的盐分，较高的盐分会抑制微生物的生长繁殖，所以，以生化法为主的工艺尚处于实验研究阶段，且上述两种方法均以达标排放为指标，未对维生素B2、盐及水进行回收，造成资源浪费。

实用新型内容

本实用新型的解决的技术问题在于现有生化法无法应用于含盐量较高的维生素B2废水资源化综合处理，以及废水中的维生素B2产品无法回收的弊端，本实用新型的目的在于提供一种利用膜分离技术实现废水分级、维生素B2浓缩与废水深度处理的维生素B2生产废水资源化综合处理方法。

具体的技术方案如下：

一种维生素B2废水资源化综合处理方法，包括如下步骤：

第1步，由发酵法生产维生素B2过程中产生的废水送入纳滤膜中进行浓缩，得到纳滤透过液和纳滤浓缩液，纳滤透过液经过蒸发后，得到回收无机盐；

第2步，将纳滤浓缩液再送入微滤膜中进行浓缩，得到微滤浓缩液和微滤透过液；

第3步，将微滤浓缩液再进行重结晶、干燥后，得到维生素B2。

在一个实施例中，纳滤膜是指二级纳滤膜，第一级是陶瓷纳滤膜，第二级是有机纳滤膜。

在一个实施例中，第二级的纳滤膜的浓缩液返回至第一级的纳滤膜进行过滤处理。

在一个实施例中，微滤透过液返回至纳滤膜中进行过滤处理。

在一个实施例中，第1步中需要先将废水的pH加碱调节至4～6后，再送入纳滤膜。

在一个实施例中，第1步中废水的维生素B₂浓度为0.5～3g/L。

一种维生素B2废水资源化综合处理装置，包括有：纳滤膜、微滤膜，纳滤膜的渗透侧与蒸发装置连接，纳滤膜的截留侧与微滤膜入口连接，纳滤膜的截留侧与微滤膜的料液入口连接，微滤膜的截留侧与结晶装置相连接，微滤膜的渗透侧与纳滤膜的料液入口连接。

所述的纳滤膜是指二级纳滤膜，第一级纳滤膜的渗透侧与第二级纳滤膜的料液入口连接，第二级纳滤膜的截留侧与第一级纳滤膜的料液入口连接。

所述的第一级纳滤膜是陶瓷纳滤膜；所述的第二级纳滤膜是有机纳滤膜。

在装置用还包括有pH调节设置，用于对进入纳滤膜的废水的pH进行调节。

有益效果

本实用新型将膜分离技术引入到维生素B₂废水处理中，技术先进，有效解决了维生素B₂废水难处理的问题，更为重要的是本实用新型真正实现了废水资源化利用，不仅将废水循环利用，还高收率回收了废水中的维生素B₂、氯化钠盐及水，环保和经济效益明显。

附图说明

图1是本实用新型维生素B₂废水资源化综合处理方法示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

下面结合附图1对本实用新型进行详细的说明：

本实用新型将从生产工段下来的发酵废水(pH约为2～3)首先加碱调节pH4～6，与后段返回的陶瓷微滤膜透过液、有机纳滤膜浓缩液混合后送入陶瓷纳滤膜系统，陶瓷纳滤膜孔径1nm，膜有效分离层为氧化钛、氧化锆材质，操作压力1.0～4.0MPa；陶瓷纳滤膜可以将维生素B2与其它的小分子杂质（分子量很小的有机杂质和无机盐类）分离，分级后陶瓷纳滤膜浓缩液中维生素B₂浓度为5～15g/L，陶瓷纳滤膜透过液中维生素B₂浓度＜300mg/L；陶瓷纳滤膜系统的透过液送入有机纳滤膜系统进一步处理，以回收其中的少量维生素B2，有机纳滤膜截留分子量100～500Da，系统操作压力1.0～4.0MPa，透过有机纳滤膜的废水中维生素B₂含量＜10mg/L，再经蒸发系统处理，分成蒸馏水和无机盐（主要为氯化钠），其蒸馏水作为生产用水循环利用，氯化钠盐作为副产品可直接出售，被有机纳滤膜截留的废水返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理。

陶瓷纳滤膜系统的浓缩液（第一级纳滤膜的浓缩液）送入陶瓷微滤膜系统再浓缩，陶瓷微滤膜孔径50～200nm，膜材质选择氧化钛、氧化锆、氧化铝，系统操作压力0.1～0.5MPa，采用陶瓷微滤膜将维生素B₂含量浓缩至30g/L以上，并且微滤膜可以将一部分胶体、蛋白杂质透过，提高了维生素B2的回收纯度，当浓缩液满足重结晶要求，经重结晶制得维生素B₂产品，透过液返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理。

实施例1

S1：从生产工段下来的发酵废水(pH约为2～3)中维生素B₂浓度为1.13g/L，与后段返回的陶瓷微滤膜透过液、有机纳滤膜浓缩液混合后维生素B₂浓度为1.11g/L，先用液碱调pH至5，然后送入陶瓷纳滤膜系统，陶瓷纳滤膜孔径1nm，控制操作压力2.0MPa，膜平均通量76L/m²·h，维生素B₂被截留，截留的浓缩液中维生素B₂浓度10.3g/L，透过液中维生素B₂浓度76mg/L；

S2：陶瓷纳滤膜系统的浓缩液送入陶瓷微滤膜系统再浓缩，陶瓷微滤膜孔径50nm，控制操作压力0.2MPa，膜平均通量304L/m²·h，陶瓷微滤膜能够完全截留悬浮维生素B₂，截留的浓缩液中维生素B₂浓度31.5g/L，浓缩液满足重结晶要求，经重结晶制得维生素B₂产品，产品纯度为97.6%，透过液中维生素B₂浓度0.98g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理；

S3：陶瓷纳滤膜系统的透过液送入有机纳滤膜系统进一步处理，有机纳滤膜截留分子量为200Da，控制操作压力2.5MPa，膜平均通量20.6L/m²·h，透过有机纳滤膜的废水中维生素B₂含量5mg/L，再经蒸发系统处理，分成蒸馏水和氯化钠盐，其蒸馏水作为生产用水循环利用，氯化钠盐作为副产品可直接出售，被有机纳滤膜截留的废水中维生素B₂含量0.95 g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理。

实施例2

S1：从生产工段下来的发酵废水(pH约为2～3)中维生素B₂浓度为2.74g/L，与后段返回的陶瓷微滤膜透过液、有机纳滤膜浓缩液混合后维生素B₂浓度为2.43g/L，先用液碱调pH至6，然后送入陶瓷纳滤膜系统，陶瓷纳滤膜孔径2nm，控制操作压力3.5MPa，膜通量85L/m²·h，维生素B₂被截留，截留的浓缩液中维生素B₂浓度14.3g/L，透过液中维生素B₂浓度89mg/L；

S2：陶瓷纳滤膜系统的浓缩液送入陶瓷微滤膜系统再浓缩，陶瓷微滤膜孔径200nm，控制操作压力0.35MPa，膜平均通量352L/m²·h，陶瓷微滤膜能够完全截留悬浮维生素B₂，截留的浓缩液中维生素B₂浓度42.1g/L，浓缩液满足重结晶要求，经重结晶制得维生素B₂产品，产品纯度为97.2%，透过液中维生素B₂浓度0.99g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理；

S3：陶瓷纳滤膜系统的透过液送入有机纳滤膜系统进一步处理，有机纳滤膜截留分子量为400Da，控制操作压力3.0MPa，膜平均通量25.3L/m²·h，透过有机纳滤膜的废水中维生素B₂含量8mg/L，再经蒸发系统处理，分成蒸馏水和氯化钠盐，其蒸馏水作为生产用水循环利用，氯化钠盐作为副产品可直接出售，被有机纳滤膜截留的废水中维生素B₂含量0.93 g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理。

实施例3

S1：从生产工段下来的发酵废水(pH约为2～3)中维生素B₂浓度为0.84g/L，与后段返回的陶瓷微滤膜透过液、有机纳滤膜浓缩液混合后维生素B₂浓度为0.86g/L，先用液碱调pH至6，然后送入陶瓷纳滤膜系统，陶瓷纳滤膜孔径1nm，控制操作压力1.5MPa，膜平均通量81L/m²·h，维生素B₂被截留，截留的浓缩液中维生素B₂浓度11.2g/L，透过液中维生素B₂浓度85mg/L；

S2：陶瓷纳滤膜系统的浓缩液送入陶瓷微滤膜系统再浓缩，陶瓷微滤膜孔径200nm，控制操作压力0.1MPa，膜平均通量256L/m²·h，陶瓷微滤膜能够完全截留悬浮维生素B₂，截留的浓缩液中维生素B₂浓度34.2g/L，浓缩液满足重结晶要求，经重结晶制得维生素B₂产品，产品纯度为98.4%，透过液中维生素B₂浓度0.98g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理；

S3：陶瓷纳滤膜系统的透过液送入有机纳滤膜系统进一步处理，有机纳滤膜截留分子量为100Da，控制操作压力2.0MPa，膜平均通量16.8L/m²·h，透过有机纳滤膜的废水中维生素B₂含量4mg/L，再经蒸发系统处理，分成蒸馏水和氯化钠盐，其蒸馏水作为生产用水循环利用，氯化钠盐作为副产品可直接出售，被有机纳滤膜截留的废水中维生素B₂含量0.95 g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理。

对照例1

与实施例3的区别在于：发酵废水首先是进入微滤膜中进行浓缩，再将微滤膜的透过液返回至纳滤膜系统。

S1：从生产工段下来的发酵废水(pH约为2～3)中维生素B₂浓度为0.84g/L，与后段返回的陶瓷纳滤膜浓缩液、有机纳滤膜浓缩液混合后维生素B₂浓度为0.95g/L，先用液碱调pH至6，然后送入陶瓷微滤膜系统进行浓缩，，陶瓷微滤膜孔径200nm，控制操作压力0.1MPa，膜平均通量256L/m²·h，陶瓷微滤膜能够完全截留悬浮维生素B₂，截留的浓缩液中维生素B₂浓度27.2g/L，浓缩液满足重结晶要求，经重结晶制得维生素B₂产品，产品纯度为93.2%，透过液中维生素B₂浓度1.42g/L，返回入陶瓷纳滤膜再浓缩处理；

S2：由陶瓷微滤膜的渗透液进入至陶瓷纳滤膜系统进行浓缩，陶瓷纳滤膜孔径1nm，控制操作压力1.5MPa，膜平均通量57L/m²·h，维生素B₂被截留，截留的浓缩液中维生素B₂浓度13.7g/L，透过液中维生素B₂浓度97mg/L；

S3：陶瓷纳滤膜系统的透过液送入有机纳滤膜系统进一步处理，有机纳滤膜截留分子量为100Da，控制操作压力2.0MPa，膜平均通量11.3L/m²·h，透过有机纳滤膜的废水中维生素B₂含量6mg/L，再经蒸发系统处理，分成蒸馏水和氯化钠盐，其蒸馏水作为生产用水循环利用，氯化钠盐作为副产品可直接出售，被有机纳滤膜截留的废水中维生素B₂含量1.15 g/L，返回入陶瓷纳滤膜再处理。

通过实施例与对照例可以看出，首先采用纳滤膜对废水进行浓缩，可以使料液达到一定浓度后再由微滤膜进一步浓缩，可以使微滤膜表面更快形成滤饼层起到截留作用，使维生素B2的收率提高。

对照例2

与实施例3的区别在于：废水在进行纳滤膜系统前未经过pH调节。

S1：从生产工段下来的发酵废水(pH约为2～3)中维生素B₂浓度为0.84g/L，与后段返回的陶瓷微滤膜透过液、有机纳滤膜浓缩液混合后维生素B₂浓度为0.86g/L，送入陶瓷纳滤膜系统，陶瓷纳滤膜孔径1nm，控制操作压力1.5MPa，膜平均通量75L/m²·h，维生素B₂被截留，截留的浓缩液中维生素B₂浓度10.4g/L，透过液中维生素B₂浓度115mg/L；

S2：陶瓷纳滤膜系统的浓缩液送入陶瓷微滤膜系统再浓缩，陶瓷微滤膜孔径200nm，控制操作压力0.1MPa，膜平均通量212L/m²·h，陶瓷微滤膜能够完全截留悬浮维生素B₂，截留的浓缩液中维生素B₂浓度30.4g/L，浓缩液满足重结晶要求，经重结晶制得维生素B₂产品，产品纯度为95.4%，透过液中维生素B₂浓度1.38g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理；

S3：陶瓷纳滤膜系统的透过液送入有机纳滤膜系统进一步处理，有机纳滤膜截留分子量为100Da，控制操作压力2.0MPa，膜平均通量13.3L/m²·h，透过有机纳滤膜的废水中维生素B₂含量9mg/L，再经蒸发系统处理，分成蒸馏水和氯化钠盐，其蒸馏水作为生产用水循环利用，氯化钠盐作为副产品可直接出售，被有机纳滤膜截留的废水中维生素B₂含量0.82 g/L，返回前段与原水混合后送入陶瓷纳滤膜再处理。

可以看出，对废水的pH进行调节后，可以有效地使微滤膜的通量得到提高，并使产品纯度提高。

Claims (4)

1.一种维生素B2废水资源化综合处理装置，其特征在于，包括有：纳滤膜、微滤膜，纳滤膜的渗透侧与蒸发装置连接，纳滤膜的截留侧与微滤膜入口连接，纳滤膜的截留侧与微滤膜的料液入口连接，微滤膜的截留侧与结晶装置相连接，微滤膜的渗透侧与纳滤膜的料液入口连接。

2.根据权利要求1所述的维生素B2废水资源化综合处理装置，其特征在于，所述的纳滤膜是指二级纳滤膜，第一级纳滤膜的渗透侧与第二级纳滤膜的料液入口连接，第二级纳滤膜的截留侧与第一级纳滤膜的料液入口连接。

3.根据权利要求1所述的维生素B2废水资源化综合处理装置，其特征在于，所述的第一级纳滤膜是陶瓷纳滤膜；所述的第二级纳滤膜是有机纳滤膜。

4.根据权利要求1所述的维生素B2废水资源化综合处理装置，其特征在于，在装置用还包括有pH调节设置，用于对进入纳滤膜的废水的pH进行调节。