CN211688728U - 马铃薯淀粉生产废水的处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种马铃薯淀粉生产废水的处理系统，其包括：依次流体相通的蛋白分离机、膜生物反应器、纳滤膜系统、反渗透膜系统，和活性炭过滤器；所述马铃薯淀粉生产废水通过处理系统时，依次通过所述蛋白分离机、所述膜生物反应器、所述纳滤膜系统、所述反渗透膜系统以及所述活性炭过滤器。使用本申请的处理系统，对COD的去除率可以达到99％以上。针对高浓度、高悬浮物的马铃薯淀粉生产废水，该处理系统具有运行稳定、运行费用较低、经济性较好、有机物去除率高、资源综合利用率高等优点，可以使马铃薯淀粉生产废水稳定达到《淀粉工业水污染物排放标准》(GB 25461‑2010)中的间接排放限值要求。

Description

马铃薯淀粉生产废水的处理系统

技术领域

本申请涉及马铃薯淀粉生产废水的处理系统。

背景技术

马铃薯淀粉生产废水是在马铃薯淀粉生产过程中产生的废液，是农副产品加工业中污染最严重的废水之一。马铃薯淀粉生产废水是高污染的废水， COD(化学需氧量)含量可达到30000～40000mg/L，不加处理直接排放将给环境带来巨大的危害。

在马铃薯淀粉的生产过程中，废水排放量很大，平均每生产1吨淀粉排放8吨左右的废水，其主要成分是蛋白质和糖类等，还含有一些淀粉颗粒、纤维等。废水的水质成分如下：废水的COD一般在10000～25000mg/L，BOD₅ (五日生物需氧量)在1500～6000mg/L，SS(悬浮物)在10000～55000mg/L， pH在3～5，属酸性高浓度、高悬浮物、难处理有机废水。

国内外常用的处理方法总体上可分为：絮凝沉淀处理法，气浮处理法，生物处理法以及光合细菌法。虽然这些处理方法在实际中都有应用，但由于马铃薯淀粉加工属于季节性生产，具有生产周期短、废水排放量大、COD 产生浓度高等特点，组合生化处理的实际运行情况欠佳，废水难以实现达标排放。而且，由于马铃薯淀粉生产废水的一些特性(例如废水排放量大，蛋白、糖类含量高，悬浮物含量高等)，已经证实可以用于处理其他类型废水的有效工艺和系统并不能够直接用于马铃薯淀粉生产废水的处理。

因此，大力发展清洁生产，循环经济，继续研究回收马铃薯淀粉废水中的有用物质，在回收利用这些物质的同时降低废水的处理难度，已经成为淀粉生产废水处理方法和处理系统的研究和开发应用的热点。

实用新型内容

本申请提供一种马铃薯淀粉生产废水的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括：

蛋白分离机，

膜生物反应器，所述膜生物反应器与所述蛋白分离机流体相通；

纳滤膜系统，所述纳滤膜系统与所述膜生物反应器流体相通；

反渗透膜系统，所述反渗透膜系统与所述纳滤膜系统流体相通；

活性炭过滤器，所述活性炭过滤器与所述反渗透膜系统流体相通；

其中，所述马铃薯淀粉生产废水通过处理系统时，依次通过所述蛋白分离机、所述膜生物反应器、所述纳滤膜系统、所述反渗透膜系统以及所述活性炭过滤器。

在一种实施方式中，在所述蛋白分离机和所述膜生物反应器之间还设置有纤维转盘过滤器，所述纤维转盘过滤器分别与所述蛋白分离机和膜生物反应器流体相通，使得来自所述蛋白分离机的出水通过所述纤维转盘过滤器之后再通入到所述膜生物反应器。

在一种实施方式中，所述膜生物反应器和纳滤膜系统之间还设置有精密过滤器，所述精密过滤器与所述膜生物反应器和纳滤膜系统流体相通，使得来自所述膜生物反应器的出水通过所述精密过滤器之后再通入到所述纳滤膜系统。

在一种实施方式中，所述精密过滤器为两个并联连接的精密过滤器，两个所述精密过滤器均单独配有压力器和阀门。

在一种实施方式中，所述精密过滤器内设置有5μm的过滤袋。

在一种实施方式中，所述纳滤膜系统包括多个并联连接的纳滤膜组件，所述反渗透膜系统包括多个并联连接的反渗透膜组件，每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件均配有流量计和单独阀门，实现每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件的单独关闭开启。

在一种实施方式中，所述纳滤膜系统包括两套并联连接的纳滤膜系统；所述反渗透膜系统包括两套并联连接的纳滤膜系统。

在一种实施方式中，所述纳滤膜系统和反渗透膜系统还配有浓水收集器，用于收集、处理所述纳滤膜系统和反渗透膜系统中得到的浓水。

使用本申请的处理系统，对COD的去除率可以达到99％以上。针对高浓度、高悬浮物的马铃薯淀粉生产废水，该处理系统具有运行稳定、运行费用较低、经济性较好、有机物去除率高、资源综合利用率高等优点，可以使马铃薯淀粉生产废水稳定达到《淀粉工业水污染物排放标准》(GB 25461-2010)中的间接排放限值要求。

附图说明

图1示出本申请一种实施方式的处理系统。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本申请提供一种马铃薯淀粉生产废水的处理系统，其包括：

蛋白分离机10，

膜生物反应器20，所述膜生物反应器20与所述蛋白分离机10流体相通；

纳滤膜系统30，所述纳滤膜系统30与所述膜生物反应器20流体相通；

反渗透膜系统40，所述反渗透膜系统40与所述纳滤膜系统30流体相通；

活性炭过滤器50，所述活性炭过滤器50与所述反渗透膜系统40流体相通；

其中，所述马铃薯淀粉生产废水通过该处理系统时，依次通过所述蛋白分离机10、所述膜生物反应器20、所述纳滤膜系统30、所述反渗透膜系统 40以及所述活性炭过滤器50。

在本申请中，第一部件和第二部件“流体相通”是指第一部件和第二部件可以直接通过管路相连接，或者第一部件和第二部件的连接管路之间可以存在其它部件，这些其它部件的存在可以使得来自第一部件的出水经过该其它部件之后进入到第二部件。

本申请的处理系统包括蛋白分离机10。在本申请中，在该蛋白分离机 10中蛋白分离处理马铃薯淀粉生产废水。可以用于本申请的蛋白分离机10 由絮凝区、反应区、蛋白成形区、蛋白上浮区、分离区、过滤区、分流区七部分组成。在蛋白分离机10中进行蛋白分离处理，其原理包含传统气浮：利用空气压缩瞬间释放微气泡进行浮选，通过向水中注入产生大量微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体蛋白微粒粘附，形成密度小于水的气浮体。此外，蛋白分离机中的蛋白分离处理方式还区别于传统气浮：利用空气溶解系统，先将水与气混合，输入密闭管道，再通过池体水量正负压差，计算絮凝物的反应时间，反应区域段不同的反应效果，而产生不同的微气泡；将溶气量交替变化，便于絮凝药剂反应，蛋白颗粒上浮。

在一种实施方式中，在所述蛋白分离机10和所述膜生物反应器20之间还设置有纤维转盘过滤器11，所述纤维转盘过滤器11分别与所述蛋白分离机10和膜生物反应器20流体相通，使得来自所述蛋白分离机10的出水通过所述纤维转盘过滤器11之后再通入到所述膜生物反应器20。由此，可以进一步通过该纤维转盘过滤器11过滤掉成团絮凝物，进一步降低通入到后继的膜生物反应器20中水的固含量。纤维转盘过滤器11由中心转鼓、转盘、反洗系统和配套控制电气系统等组成，其结构、部件等是本领域已知的。在本申请中，纤维转盘过滤器11可以使用已知的各种纤维转盘过滤器，其尺寸可以根据马铃薯淀粉生产废水的处理量、流速等进行确定。

在一种实施方式中，经过蛋白分离机10蛋白分离处理过的水，以及纤维转盘过滤器11处理过的水可以进入到下一步骤，进一步进行处理。而在蛋白分离处理步骤中以及纤维转盘过滤器得到的固体物(主要为蛋白)可作为饲料或者肥料出售。

用于本申请的膜生物反应器20可以不需要生化反应的菌种及污泥，从而降低工程造价及运行成本。使用这种膜生物反应器可以减少后段工序絮凝物，改善膜污堵、细菌感染，降低部分氨氮。在本申请中，膜生物反应器的 MBR膜主要用于去除蛋白分离后的水中残余絮凝成团的杂质，减少水中的悬浮物，为进纳滤水质做保护。在一种实施方式中，用于本申请的膜生物反应器20配有曝气风机对氨氮、COD等进行挥发、曝气，以防止有机物沾在膜表面；同时，还配有自吸泵及反洗泵负压表，当负压达到8kg时必须进行化学清洗。该膜生物反应器还带有电控装置，配置为开8分钟反洗2分钟，温度在5～45度之间。该膜生物反应器可根据实际需求进行定制膜组件。由膜生物反应器处理过的废水(第一废水)进入下一步骤，进一步进行处理。

在一种实施方式中，所述膜生物反应器20和纳滤膜系统30之间还设置有精密过滤器21。所述精密过滤器21与所述膜生物反应器20和纳滤膜系统30流体相通，使得来自所述膜生物反应器20的出水通过所述精密过滤器 21之后再通入到所述纳滤膜系统30。通过该精密过滤器21，进行固液分离，可以进一步过滤掉经过膜生物反应器20处理过的而要进入到后继的纳滤膜系统30中的废水中的固体物质。在一种实施方式中，所述精密过滤器21为两个并联连接的精密过滤器，两个所述精密过滤器均单独配有压力器和阀门。在运行过程中，并联连接的两个精密过滤器可以一个处于工作状态，而另一个处于备用状态，并可通过精密过滤器上压力表判断是否堵塞，并及时切换，并对堵塞的过滤器进行清洗或更换。在一种实施方式中，所述精密过滤器21内设置有5μm的过滤袋。

在一种实施方式中，膜生物反应器和纳滤膜系统之间配置的2台精密过滤器21内置的过滤袋过滤精度为5μm。该精密过滤器为袋式过滤机，属于压滤设备，滤液经进液管通过阀门进入罐内，在泵压力的作用下，滤液中的固体杂质被滤布袋截留，滤液透过滤布袋从出液口流出罐体，从而得到清澈的滤液。随着过滤时间的增加，被截留在滤布袋内的固体杂质越来越多，从而使过滤阻力增大、罐内压力升高，当压力升到0.45Mpa时，需要排除滤布袋内的固体杂质，停止向罐内输入待滤液，打开上盖，取出滤布袋倒出杂质，清洗滤袋。最后将清洗好的滤布袋放入罐内，盖上上盖并拧紧快开螺栓后方可重新进行过滤。

在一种实施方式中，所述纳滤膜系统30包括多个并联连接的纳滤膜组件，所述反渗透膜系统40包括多个并联连接的反渗透膜组件，每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件均配有流量计和单独阀门，实现每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件的单独关闭开启。

在本申请中，纳滤膜系统可以根据处理量来进行设计。通常以单支纳滤膜处理量为0.5t/h来计算假设，如果处理量为10t/h废水，那就需要20支纳滤膜，但通常会设计25支纳滤膜来进行组合。在一种实施方式中，可以使用美国陶氏NF2700抗污染高压纳滤膜，进水温度5～40度，最大压力25kg，并用可调变频器来控制高压泵，从而控制压力。在一种实施方式中，纳滤膜系统可以采用东莞市健源泉水处理科技有限公司的专利产品(CN201811242660.5)。该产品具备不停机就可在线换膜的功能，可通过流量计判断系统中膜堵塞情况，不用停机就能进行膜的更换，从而保证整个系统连续运行以及稳定性。

在本申请中，来自纳滤膜系统30的出水引入到反渗透膜系统40中处理。反渗透系统40以单支膜产水1t/h为设计基础计算，假设需处理10t/h的水，则应配置10支反渗透膜。设备具备开机自洗功能，进水温度5～40度，最大压力15kg，并用可调变频器来控制高压泵，从而控制压力。在一种实施方式中，反渗透膜可以选择美国陶氏Dw30-365抗污染膜。

在一种实施方式中，本申请包括两套纳滤膜系统和反渗透膜处理系统，一套使用，一套备用。在一种实施方式中，所述纳滤膜系统包括多个纳滤膜组件，所述反渗透膜系统包括多个反渗透膜组件。每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件均配有流量计和单独阀门，实现每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件的单独关闭开启，并可以实现不停机就能进行单个膜组件的更换。

纳滤膜系统30设置在反渗透膜系统40之前，目的是为反渗透膜处理创造进水条件，先去除部分盐分、浊度，防止反渗透膜堵塞和清洗频繁。

在一种实施方式中，对于纳滤膜系统30和反渗透膜系统40，采用盐酸和氢氧化钠清洗膜组件。清洗的频率和时间可以根据运行情况来确定。在纳滤膜系统30和反渗透膜系统40中进行处理时，除了得到用于下一步的水之外，还会产生浓水，这些浓水可以进行土地利用。

在本申请中，使用活性炭过滤器50来进行活性炭处理。通过活性炭过滤器的净化，可以去除有机物、重金属、胶体等。专业生产的活性炭过滤器不仅能过滤水中的明显杂质，还能过滤水中的离子、气味等杂质，明显改善水质。活性炭过滤器能够吸附前级处理中无法去除的余氯，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用。随着时间推移，活性炭的孔隙内和颗粒之间的截留物逐渐增加，活性炭过滤器的前后压差随之升高，直至活性炭失效。在通常情况下，根据活性炭过滤器的前后压差，可以利用逆向水流反洗滤料，使大部分吸附于活性炭孔隙中的截留物剥离并被水流带走，恢复活性炭吸附功能；当活性炭吸附容量饱和并彻底失效时，应对活性炭再生或更换活性炭，以满足工程要求。在一种实施方式中，活性炭过滤器50使用炭钢做罐体，可以方便更换活性炭。进水温度5～40 度，运行具备正反洗、排污功能，运行压力可达25kg。在本申请中，活性炭过滤器50设置在反渗透膜系统40之后，这是因为活性炭的吸附作用强、饱和快，如放在纳滤膜系统30或反渗透膜系统40前，活性炭更换的频率会增加，运行费用也会随之增加。但是设置在反渗透膜系统40后使用可以延长活性炭的使用时间，又能使排放水稳定达标。根据需要，活性炭更换频次为15天/次。

在一种实施方式中，蛋白分离机10、纤维转盘过滤器11以及精密过滤器21可以连接有固体物质收集器，用于收集、处理蛋白分离机10、纤维转盘过滤器11以及精密过滤器21中得到的固体物质。纳滤膜系统30和反渗透膜系统40可以配有浓水收集器，用于收集、处理纳滤膜系统30和反渗透膜系统40中得到的浓水。

使用本申请的处理系统处理马铃薯淀粉生产废水的步骤如下：将马铃薯淀粉生产废水通入到蛋白分离机10中进行蛋白分离处理，在蛋白分离处理的过程中添加聚合氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM，蛋白分离处理得到的悬浮物可以作为饲料和/或肥料，而处理过的废水进入下一步进行处理；之后，进入膜生物反应器系统20(MBR膜处理系统)进行处理，处理过的废水进入下一步进行处理；之后，依次进入纳滤膜系统30和反渗透膜系统40进行处理，所得的处理水进入下一步进行处理，而所得浓水可以用于土地利用；之后，进入到活性炭过滤器50进行活性炭吸附处理，即可以得到符合排放要求的出水。在优选的实施方式中，来自蛋白分离机10的出水还先经过纤维转盘过滤器11进行处理，之后进入到膜生物反应器20中。在优选的实施方式中，来自膜生物反应器20的出水还先经过精密过滤器21进行处理，之后进入到纳滤膜系统30中。

使用本申请的处理系统，可以得到符合排放标准的排放水。在一种实施方式中，所述排放水达到《淀粉工业水污染物排放标准》(GB 25461-2010) 中的间接排放限值要求。使用本申请的处理系统，对COD的去除率可以达到99％以上。针对高浓度、高悬浮物的马铃薯淀粉生产废水，该套工艺具有运行稳定、运行费用较低、经济性较好、有机物去除率高、资源综合利用率高等优点，可以使马铃薯淀粉生产废水稳定达到《淀粉工业水污染物排放标准》(GB 25461-2010)中的间接排放限值要求。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种马铃薯淀粉生产废水的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括：

蛋白分离机，

膜生物反应器，所述膜生物反应器与所述蛋白分离机流体相通；

纳滤膜系统，所述纳滤膜系统与所述膜生物反应器流体相通；

反渗透膜系统，所述反渗透膜系统与所述纳滤膜系统流体相通；

活性炭过滤器，所述活性炭过滤器与所述反渗透膜系统流体相通；

其中，所述马铃薯淀粉生产废水通过所述处理系统时，依次通过所述蛋白分离机、所述膜生物反应器、所述纳滤膜系统、所述反渗透膜系统以及所述活性炭过滤器。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，在所述蛋白分离机和所述膜生物反应器之间还设置有纤维转盘过滤器，所述纤维转盘过滤器分别与所述蛋白分离机和膜生物反应器流体相通，使得来自所述蛋白分离机的出水通过所述纤维转盘过滤器之后再通入到所述膜生物反应器。

3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述膜生物反应器和纳滤膜系统之间还设置有精密过滤器，所述精密过滤器与所述膜生物反应器和纳滤膜系统流体相通，使得来自所述膜生物反应器的出水通过所述精密过滤器之后再通入到所述纳滤膜系统。

4.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述精密过滤器为两个并联连接的精密过滤器，两个所述精密过滤器均单独配有压力器和阀门。

5.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述精密过滤器内设置有5μm的过滤袋。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述纳滤膜系统包括多个并联连接的纳滤膜组件，所述反渗透膜系统包括多个并联连接的反渗透膜组件，每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件均配有流量计和单独阀门，实现每个所述纳滤膜组件和反渗透膜组件的单独关闭开启。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述纳滤膜系统包括两套并联连接的纳滤膜系统；所述反渗透膜系统包括两套并联连接的纳滤膜系统。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述纳滤膜系统和反渗透膜系统还配有浓水收集器，用于收集、处理所述纳滤膜系统和反渗透膜系统中得到的浓水。

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