CN216039145U - 一种马铃薯生产废水的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种马铃薯生产废水的处理装置，包括：粗过滤器，用于对马铃薯淀粉生产废水进行预过滤，去除悬浮颗粒；超滤膜，连接于粗过滤器的滤液侧，用于对粗过滤器的滤液进行超滤处理；酶解罐，连接于超滤膜，用于超滤膜的滤液进行蛋白酶解处理；纳滤膜，连接于酶解罐，用于对酶解液进行纳滤处理；第一烘干装置，连接于粗过滤器的截留侧，用于对粗过滤器的浓缩液进行烘干；第二烘干装置，连接于纳滤膜的截留侧，用于对纳滤膜的浓缩液进行烘干。还包括：酶加入罐，连接于酶解罐，用于向酶解罐中加入蛋白酶。本实用新型采用膜集成技术代替了传统的厌氧处理技术，可回收废水中有效成分。

Description

一种马铃薯生产废水的处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种马铃薯废水的处理装置，属于有机废水处理技术领域。

背景技术

马铃薯淀粉生产废水是高浓度有机废水，废水中主要含有糖类、蛋白质、纤维素、脂肪等污染物，总含量可达4％-5.5％，其废水COD在10000-40000mg/L，悬浮物为35000-48000mg/L。马铃薯生产淀粉过程中会产生大量的废水，这些淀粉废水有机物含量高，若不经过处理直接排放，其水中所含有的有机物进入水体后迅速消耗水中的溶解氧，造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生生物的生存，同时废水中悬浮物质在厌氧条件下分解产生臭气，恶化水质。

目前，对马铃薯淀粉加工废水的处理主要包括物理方法(混凝沉淀法、气浮分离法等)、生化处理方法(厌氧-好氧生化法，SBR、UASB、ABR、AF、光合细菌处理法等)等。虽然马铃薯淀粉加工废水通过传统技术可以去除部分污染物，但是由于其行业特征，在实际废水处理工程中仍具有一定技术瓶颈，主要可能表现在：(1)由于马铃薯产区主要集中在“三北”(东北、西北、华北)地区，加工期集中在9～11月份，气温低，有冰冻，给马铃薯淀粉废水的处理增加了难度，特别是对厌氧处理，微生物生长困难，其启动时间长。同时，马铃薯淀粉的生产又是间歇性生产，这样给废水处理工作带来更大的处理难度。(2)马铃薯中含有大量的植物蛋白，会在污水处理中形成大量泡沫，干扰生化反应进行，在实际工程中，泡沫是马铃薯废水处理中一个非常严重的问题。(3)我国淀粉生产工艺相对落后，资源利用率较低，淀粉生产过程中大量的植物蛋白未加利用而随生产废水排放，不仅影响了环境卫生，而且造成了巨大的浪费。

实用新型内容

本实用新型提供一种马铃薯淀粉废水处理工艺，通过膜集成技术代替了传统的厌氧处理技术，该工艺耗时短、占地面积小、绿色环保，且可回收废水中有效成分；此外，避免了厌氧生化技术受温度气候的影响、无异味、且出水稳定。

技术方案是：

一种马铃薯生产废水的处理方法，包括如下步骤：

步骤1，将马铃薯生产废水进行粗过滤，滤渣烘干后，作为第一饲料原料；

步骤2，将步骤1中获得的滤液通过超滤膜进行过滤，滤液采用蛋白酶进行酶解处理；

步骤3，步骤2中得到的酶解液通过纳滤膜进行过滤，浓缩液干燥处理后，作为第二饲料原料。

步骤3中获得的纳滤膜的滤液送入生化系统中进行降解处理。

所述的生化系统中包括好氧处理单元。

所述的步骤1中的粗过滤采用的是板框压滤或者陶瓷膜。

所述的陶瓷膜孔径为1-1200nm，优选膜孔径4-500nm；陶瓷膜过滤过程的料液温度为5-80℃；压力为0.1-0.5Mpa，膜面流速为2-5m/s，浓缩倍数1～30倍。

所述的步骤2中得到的超滤膜的截留液送入步骤1中继续进行粗过滤。

所述的超滤膜的截留分子量为10000～200000Da，过滤压力小于0.3Mpa。

所述的步骤2中酶解处理是采用的是木瓜蛋白酶，酶解pH范围6-7，酶解温度50-65℃，酶解时间1-4h，酶加入量1000-5000U/g底物。

所述的纳滤膜为陶瓷材质或有机材质的纳滤膜，截留分子量为100～1000Da，过滤压力为0.4-4.0Mpa。

所述的生化降解处理中采用好氧处理，处理时间1-10h。

一种马铃薯生产废水的处理装置，包括：

粗过滤器，用于对马铃薯淀粉生产废水进行预过滤，去除悬浮颗粒；

超滤膜，连接于粗过滤器的滤液侧，用于对粗过滤器的滤液进行超滤处理；

酶解罐，连接于超滤膜，用于超滤膜的滤液进行蛋白酶解处理；

纳滤膜，连接于酶解罐，用于对酶解液进行纳滤处理；

第一烘干装置，连接于粗过滤器的截留侧，用于对粗过滤器的浓缩液进行烘干；

第二烘干装置，连接于纳滤膜的截留侧，用于对纳滤膜的浓缩液进行烘干。

还包括：酶加入罐，连接于酶解罐，用于向酶解罐中加入蛋白酶。

所述的酶加入罐中罐装的是木瓜蛋白酶。

还包括：生化处理装置，连接于纳滤膜的渗透侧，用于纳滤膜的滤液进行生化降解处理。

所述的粗过滤器是压滤机或者陶瓷膜。

所述的陶瓷膜孔径为1-1200nm；优选膜孔径4-500nm。

所述的生化处理装置中包括好氧反应器。

所述的超滤膜的截留侧与粗过滤器1的入口连接。

所述的纳滤膜截留分子量为100～1000Da。

有益效果

采用“板框+膜集成技术+好氧生化”对马铃薯废水进行处理，以期回收部分有效物质，并达标排放。通过膜集成技术代替了传统的厌氧处理技术，该工艺耗时短、占地面积小、绿色环保，且可回收废水中有效成分；此外，避免了厌氧生化技术受温度气候的影响、无异味、且出水稳定，实现了马铃薯废水的快速、高效、环保、稳定的处理工艺。

附图说明

图1是本专利的流程图；

图2是本专利的装置图；

其中，1、粗过滤器；2、超滤膜；3、酶解罐；4、酶加入罐；5、纳滤膜；6、生化处理装置；7、第一烘干装置；8、第二烘干装置。

具体实施方式

本实用新型所要处理的废水来源于马铃薯淀粉的加工过程中的废水。

采用的处理方法详述如下：

第1步，将马铃薯淀粉加工废水进行粗过滤处理，其目的是用于去除较大的淀粉悬浮物和颗粒，这里所使用的粗过滤可以采用板框压滤或陶瓷膜系统，本步骤获得清液A，滤渣主要是较大的马铃薯碎末以及淀粉，将其烘干处理后可以用于制造饲料或其他产品，主要是制备饲料、添加剂、膳食纤维等其他产品。

第2步，将清液A送入超滤系统，获得超滤渗透液B，超滤的作用是用于去除掉一些较大的胶体和溶解性杂质，超滤浓缩液返回粗过滤处理；

第3步，将清液B再送入酶解罐中进行处理，通过酶解的方式可以使溶解的一些大分子马铃薯蛋白酶解为小分子蛋白，再通过后续的纳滤系统进行过滤处理，使获得的小分子蛋白和多肽被截留，小分子的杂质和无机盐透过纳滤膜，得到透过液C，纳滤膜浓缩液进行烘干处理后可以获得小分子蛋白、多肽以及低聚糖，用于制造饵料或其他产品；

第4步，将渗透液C再进行好氧生化处理，最终出水稳定达标排放。

在一个实施方式中，粗过滤处理中所用的陶瓷膜孔径为1-1200nm，优选膜孔径4-500nm；陶瓷膜过滤过程的料液温度为5-80℃；压力为0.1-0.5Mpa；膜面流速为2-5m/s；浓缩倍数1～30倍。

在一个实施方式中，所述的超滤膜的截留分子量为10000～200000Da，过滤压力小于0.3Mpa。

在一个实施方式中，酶解过程采用的是木瓜蛋白酶，酶解pH范围6-7，酶解温度50-65℃，酶解时间1-4h，酶加入量1000-5000U/g底物。

在一个实施方式中，所述的纳滤为陶瓷材质或有机材质的纳滤膜，其截留分子量为100～1000Da，过滤压力为0.4-4.0Mpa。

在一个实施方式中，所述的好氧生化处理后的水COD含量低于80mg/L，反应时间为4h，好氧反应处理通过好氧反应器实现，好氧反应器通过空气压缩机供氧。

基于以上的方法，本专利提供的装置如图2所示，包括：

粗过滤器1，用于对马铃薯淀粉生产废水进行预过滤，去除悬浮颗粒；

超滤膜2，连接于粗过滤器1的滤液侧，用于对粗过滤器1的滤液进行超滤处理；

酶解罐3，连接于超滤膜2，用于超滤膜2的滤液进行蛋白酶解处理；

纳滤膜5，连接于酶解罐3，用于对酶解液进行纳滤处理；

第一烘干装置7，连接于粗过滤器1的截留侧，用于对粗过滤器1的浓缩液进行烘干；

第二烘干装置8，连接于纳滤膜5的截留侧，用于对纳滤膜5的浓缩液进行烘干。

还包括：酶加入罐4，连接于酶解罐3，用于向酶解罐3中加入蛋白酶。

所述的酶加入罐4中罐装的是木瓜蛋白酶。

还包括：生化处理装置6，连接于纳滤膜5的渗透侧，用于纳滤膜5的滤液进行生化降解处理。

所述的粗过滤器1是压滤机或者陶瓷膜。

所述的陶瓷膜孔径为1-1200nm；优选膜孔径4-500nm。

所述的生化处理装置中包括好氧反应器。

所述的超滤膜2的截留侧与粗过滤器1的入口连接。

所述的纳滤膜2截留分子量为100～1000Da。

实施例1

(1)原水进入调节池进行水质水量调节后，原水COD为15000～20000mg/L，进入板框压滤，去除大部分悬浮污染物和沉淀；滤渣用于制造饲料。

(2)板框出水进入陶瓷膜系统，使用8nm陶瓷膜过滤澄清，陶瓷膜浓缩液返回上一步板框工艺；

(3)陶瓷膜的渗透液中加入2000U/g底物的木瓜蛋白酶，于65℃条件下酶解2h；

(4)酶解液再送入纳滤系统，纳滤膜的截留分子量是500Da，工作压力2.0MPa，最后得到纳滤渗透液和纳滤浓缩液，纳滤膜浓缩液用于制造饵料，其中分子量在2000-8000范围的多肽含量4.8％；

(5)将纳滤渗透液再进行好氧生化处理，反应时间为4h，好氧反应处理通过好氧反应器实现，好氧反应器通过空气压缩机供氧。最终出水COD含量为70mg/L。

实施例2

(1)原水进入调节池进行水质水量调节后，原水COD为15000～20000mg/L，进入陶瓷膜系统，陶瓷膜孔径为50nm，去除大部分悬浮污染物和沉淀；陶瓷膜浓液用于制造饲料。

(2)陶瓷膜系统的出水进入有机超滤膜系统，超滤膜的截留分子量是1000Da，工作压力2.5MPa，最后得到超滤渗透液和超滤浓缩液，超滤膜浓缩液返回上一步陶瓷膜工艺；

(3)陶瓷膜的渗透液中加入3000U/g底物的木瓜蛋白酶，于60℃条件下酶解1.5h；

(4)酶解液再送入纳滤系统，纳滤膜的截留分子量小于100Da，工作压力3.0MPa，最后得到纳滤膜渗透液和纳滤膜浓缩液，纳滤膜浓缩液用于制造饵料，其中分子量在2000-8000范围的多肽含量5.7％；

(5)将纳滤膜渗透液再进行好氧生化处理，反应时间为4h，好氧反应处理通过好氧反应器实现，好氧反应器通过空气压缩机供氧。最终出水COD含量为60mg/L。

对照例1

与实施例2的区别在于：超滤膜的滤液未经过酶解处理，直接进入纳滤膜。

(1)原水进入调节池进行水质水量调节后，原水COD为15000～20000mg/L，进入陶瓷膜系统，陶瓷膜孔径为50nm，去除大部分悬浮污染物和沉淀；陶瓷膜浓液用于制造饲料。

(2)陶瓷膜系统的出水进入有机超滤膜系统，超滤膜的截留分子量是1000Da，工作压力2.5MPa，最后得到超滤渗透液和超滤浓缩液，超滤膜浓缩液返回上一步陶瓷膜工艺；

(3)超滤膜渗透液再送入纳滤系统，纳滤系统的截留分子量300Da，工作压力2.0MPa，最后得到纳滤膜渗透液和纳滤膜浓缩液，纳滤膜浓缩液用于制造饵料，其中分子量在2000-8000范围的多肽含量1.4％；

(4)将纳滤渗透液再进行好氧生化处理，反应时间为4h，好氧反应处理通过好氧反应器实现，好氧反应器通过空气压缩机供氧。最终出水COD含量为60mg/L。

从实施例可以看出，本实用新型针对高浓度、高悬浮物的淀粉废水，采用板框、膜集成技术和好氧生化相结合，具有工艺耗时短、占地面积小、综合资源化利用度高等优点，而且避免了受季节性的影响，保障了出水的稳定性；同时，本专利中还能够获得粗饲料和精饲料，通过酶解处理后能够将废水中的马铃薯蛋白分解为小分子量的蛋白和多肽，更适合于制造小分子蛋白含量的精饲料。

Claims (9)

1.一种马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，包括：

粗过滤器(1)，用于对马铃薯淀粉生产废水进行预过滤，去除悬浮颗粒；

超滤膜(2)，连接于粗过滤器(1)的滤液侧，用于对粗过滤器(1)的滤液进行超滤处理；

酶解罐(3)，连接于超滤膜(2)，用于超滤膜(2)的滤液进行蛋白酶解处理；

纳滤膜(5)，连接于酶解罐(3)，用于对酶解液进行纳滤处理；

第一烘干装置(7)，连接于粗过滤器(1)的截留侧，用于对粗过滤器(1)的浓缩液进行烘干；

第二烘干装置(8)，连接于纳滤膜(5)的截留侧，用于对纳滤膜(5)的浓缩液进行烘干。

2.根据权利要求1所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，还包括：酶加入罐(4)，连接于酶解罐(3)，用于向酶解罐(3)中加入蛋白酶。

3.根据权利要求2所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，所述的酶加入罐(4)中罐装的是木瓜蛋白酶。

4.根据权利要求1所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，还包括：生化处理装置(6)，连接于纳滤膜(5)的渗透侧，用于纳滤膜(5)的滤液进行生化降解处理。

5.根据权利要求1所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，所述的粗过滤器(1)是压滤机或者陶瓷膜。

6.根据权利要求5所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，所述的陶瓷膜孔径为1-1200nm。

7.根据权利要求4所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，所述的生化处理装置中包括好氧反应器。

8.根据权利要求1所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，所述的超滤膜(2)的截留侧与粗过滤器(1)的入口连接。

9.根据权利要求1所述的马铃薯生产废水的处理装置，其特征在于，所述的纳滤膜(5)截留分子量为100～1000Da。

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