CN216824833U - 一种菌体蛋白回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种菌体蛋白回收装置，包括：MVR蒸发器，用于蒸发并输出浓缩料液；所述MVR蒸发器包括蒸汽入口，原料液入口和浓缩液出口；料液输入管路，连接至所述原料液入口，用于输入含菌体蛋白的料液；蒸汽输入管路，连接至所述蒸汽入口，用于输入蒸汽；储罐，连接至所述浓缩液出口，用于储存所述MVR蒸发器输出的浓缩料液；固液分离组件，连接所述储罐，用于从所述浓缩料液中分离出菌体蛋白。本回收装置，利用蒸发冷凝技术实现对料液中的菌体蛋白进行收集，能够降低生化系统的污水，废液的处理成本，提高菌体蛋白的回收效率。

Description

一种菌体蛋白回收装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种菌体蛋白回收装置。

背景技术

随着我国工业快速发展，近些年污水呈现出了水质复杂、处理难度大、成本高等现象。目前，生物发酵技术合成菌体蛋白的污水处理方法，通常选用水解酸化方法，使其转化为氨基酸，再通过氨化-硝化-反硝化来完成脱氮，但此过程中，需要消耗大量曝气能耗和有机碳源，会造成水质的二次污染。通过菌体蛋白回收装置，可有效降低污水中菌体蛋白含量，进一步抑制菌体蛋白转化形成的氨氮化合物和悬浮物TSS含量，从而降低了生化系统的污水处理运营成本，可满足工艺的整体好氧、局部缺氧的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种菌体蛋白回收装置，以解决或者部分解决目前采用水解酸化处理菌体蛋白的方案，存在处理效率偏低，成本较高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种菌体蛋白回收装置，包括：

MVR蒸发器，用于蒸发并输出浓缩料液；所述MVR蒸发器包括蒸汽入口，原料液入口和浓缩液出口；

料液输入管路，连接至所述原料液入口，用于输入含菌体蛋白的料液；

蒸汽输入管路，连接至所述蒸汽入口，用于输入蒸汽；

储罐，连接至所述浓缩液出口，用于储存所述MVR蒸发器输出的浓缩料液；

固液分离组件，连接所述储罐，用于从所述浓缩料液中分离出菌体蛋白。

可选的，所述MVR蒸发器包括预热换热器，蒸发罐和冷凝水出口；

所述预热换热器通过蒸汽管路连接所述蒸汽入口，通过第一冷凝水管路连接所述冷凝水出口；

所述原料液入口，所述预热换热器和所述蒸发罐通过料液管路依次连接。

可选的，所述MVR蒸发器还包括第一换热器，第二换热器和第三换热器；

所述第三换热器通过备用蒸汽管路连接所述蒸汽入口，通过料液循环管路连接所述蒸发罐；

所述第二换热器通过第二冷凝水管路连接在所述冷凝水出口与所述第三换热器之间；

所述原料液入口，所述第一换热器，所述第二换热器，所述预热换热器通过料液管路依次连接。

可选的，所述MVR蒸发器还包括出料泵，所述出料泵的入口连接所述蒸发罐，所述出料泵的出口，所述第一换热器，所述浓缩液出口通过出料管路依次连接。

可选的，所述MVR蒸发器还包括压缩机，所述压缩机通过二次蒸汽管路连接在所述蒸发罐与所述第三换热器之间。

可选的，所述MVR蒸发器还包括冷凝器，所述冷凝器的气路连接所述压缩机。

可选的，所述MVR蒸发器还包括真空泵和排气口；所述真空泵连接在所述排气口和所述冷凝器之间。

可选的，所述排气口连接淡酒储罐。

可选的，所述冷凝水出口连接水槽。

可选的，所述固液分离组件为离心机组。

通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

本实用新型提供了一种菌体蛋白回收装置，包含菌体蛋白的料液通过输入管路输入MVR蒸发器进行浓缩；浓缩到设定浓度后的浓缩料液从MVR蒸发器的浓缩液出口排出，输入到储罐存储，固液分离组件用于对储罐中的浓缩料液进行固液分离，所得固体即为菌体蛋白。本实用新型提供的菌体蛋白回收装置，一方面，利用蒸发冷凝技术实现对料液中的菌体蛋白进一步收集，有效提高了菌体蛋白的回收效率，增加了产值；另一方面，本实用新型提供的回收装置，可在污水，废水等进入生化处理系统之前，对液体中的菌体蛋白进行收集，能够降低液体中因菌体蛋白的进一步转化形成的氨氮化合物含量和悬浮物TSS含量，从而降低了生化系统的污水处理运营成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的菌体蛋白回收装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的MVR蒸发器的结构示意图；

附图标记说明：

1、MVR蒸发器；111、蒸汽入口；112、原料液入口；113、浓缩液出口；114、冷凝水出口；115、排气口；121、预热换热器；122、蒸发罐；123、第一换热器；124、第二换热器；125、第三换热器；126、出料泵；127、压缩机；128、冷凝器；129、真空泵；131、蒸汽管路；132、第一冷凝水管路；133、料液管路；134、备用蒸汽管路；135、料液循环管路；136、第二冷凝水管路；137、出料管路；138、二次蒸汽管路；2、蒸汽输入管路；3、料液输入管路；4、储罐；5、固液分离组件。

具体实施方式

为了使本实用新型所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本实用新型，下面结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

为了解决水解酸化处理菌体蛋白存在的反应条件难以精准控制的问题，参见图1，本实用新型实施例提供了一种对废水或污水中的菌体蛋白进行收集的回收装置，包括：

MVR蒸发器1，用于蒸发并输出浓缩料液；所述MVR蒸发器1包括蒸汽入口111，原料液入口112和浓缩液出口113；

料液输入管路3，连接至所述原料液入口112，用于输入含菌体蛋白的料液；

蒸汽输入管路2，连接至所述蒸汽入口111，用于输入蒸汽；

储罐4，连接至所述浓缩液出口113，用于储存所述MVR蒸发器1输出的浓缩料液；

固液分离组件5，连接所述储罐4，用于从所述浓缩料液中分离出菌体蛋白。

上述装置的工作原理为：含菌体蛋白的废液或料液可以是废水，污水等来源，也可以是其它含有菌体蛋白的液体。料液通过输入管路3输入MVR(MechanicalVaporRecompression，蒸汽机械再压缩技术)蒸发器进行浓缩。浓缩到设定浓度要求后的料液从MVR蒸发器1的浓缩液出口113排出，输入到储罐4存储，当浓缩料液存储到一定程度的时候，开启固液分离组件5进行固液分离，所得固体即为菌体蛋白，离心液可经回收系统回收再利用。本实施案例提供的回收装置，一方面，利用蒸发冷凝技术实现对料液中的菌体蛋白进一步收集，有效提高了菌体蛋白的回收效率，增加了产值；另一方面，本实用新型提供的回收装置，可在污水，废水等进入生化处理系统之前，对液体中的菌体蛋白进行收集，能够降低液体中因菌体蛋白的进一步转化形成的氨氮化合物含量和悬浮物TSS含量，从而降低了生化系统的污水处理运营成本。

MVR蒸发器属于单体蒸发器，不同于普通单效降膜和多效降膜蒸发器，兼并单、多效降膜蒸发器优势，构造简单，使用方便。本实施案例同时也提出了一种新型MVR蒸发器的结构设计，如图2所示：

所述MVR蒸发器1包括预热换热器121，蒸发罐122和冷凝水出口114；所述预热换热器121通过蒸汽管路131连接所述蒸汽入口111，通过第一冷凝水管路132连接所述冷凝水出口114；所述原料液入口112，所述预热换热器121和所述蒸发罐122通过料液管路133依次连接。

即，料液和来自外部的一次蒸汽在预热换热器121内初步换热后，料液通过料液管路133进入蒸发罐122进行蒸发浓缩，一次蒸汽在预热换热器121中因热交换凝结成冷凝水，通过第一冷凝水管路132，从所述冷凝水出口114排出。

为了增强换热效果，以及实现料液的循环浓缩，可选的，所述MVR蒸发器1还包括第一换热器123，第二换热器124和第三换热器125；所述第三换热器125通过备用蒸汽管路134蒸汽管路131连接所述蒸汽入口111，通过料液循环管路135连接所述蒸发罐122；所述第二换热器124通过第二冷凝水管路136连接在所述冷凝水出口114与所述第三换热器125之间；所述原料液入口112，所述第一换热器123，所述第二换热器124，所述预热换热器121通过料液管路133依次连接。

即，从原料液入口112进入MVR蒸发器1的料液，依次通过第一换热器123，第二换热器124和预热换热器121进行换热。而从蒸汽入口111进入MVR蒸发器1的一次蒸汽分为两路，一路蒸汽进入预热换热器121进行换热，另一路通过备用蒸汽管路134蒸汽管路131进入第三换热器125，与蒸发罐122输出的，浓缩浓度还未到达设定浓度的循环料液进行换热。一次蒸汽在第三换热器125内换热后形成冷凝水，冷凝水再通过第二冷凝水管路136进入第二换热器124与料液进行换热。

进一步的，所述MVR蒸发器1还包括出料泵126，所述出料泵126的入口连接所述蒸发罐122，所述出料泵126的出口，所述第一换热器123，所述浓缩液出口113通过出料管路137依次连接。

即，当检测到蒸发罐122中的浓缩料液中的菌体蛋白含量达到设定浓度后，从蒸发罐122底部的液体出口将浓缩料液排出，并通过出料泵126进行加压，再从浓缩液出口113排出，进入储罐4。在排出前，浓缩料液可在第一换热器123内与刚从原料液入口112进入的未浓缩料液进行换热。

可选的，所述MVR蒸发器1还包括压缩机127，所述压缩机127通过二次蒸汽管路138蒸汽管路131连接在所述蒸发罐122与所述第三换热器125之间。

压缩机127用于对蒸汽罐中的料液蒸发所形成的二次蒸汽进行加压升温。升温后的二次蒸汽与一次蒸汽混合，共同进入第三换热器125，与正在循环、浓缩的料液进行热交换。

进一步的，所述MVR蒸发器1还包括冷凝器128，所述冷凝器128的气路连接所述压缩机127。经过压缩机127加压升温后的二次蒸汽可引入冷凝器128进行降温液化，冷凝器128内设置有盘管，冷却水通入盘管后对二次蒸汽进行循环降温。

进一步的，所述MVR蒸发器1还包括真空泵129和排气口115；所述真空泵129连接在所述排气口115和所述冷凝器128之间。

可选的，所述排气口115连接淡酒储罐(图1中未示出)，对于二次蒸汽中的不凝气体，在经过冷凝器128后泵入淡酒储罐回收。

在本实施例中，所述冷凝水出口114可连接水槽(图1中未示出)，用于收集一次蒸汽冷凝后产生的冷凝水。

本实施例中的固液分离组件5，可以使用离心机机组实现固液分离。

为了直观起见，接下来结合图2说明本实施例提供的回收装置的实施过程和实施原理：

含菌体蛋白的蛋白废水经过原料液入口112进入MRV蒸发器。根据蛋白离心液浓度不同采取分段式蒸发，即蛋白废水若在第一次经过蒸发罐122不能达到所需浓度时，蛋白废水在离开蒸发罐122后通过真空泵129将蛋白废水通过蒸发罐122外部管路抽到蒸发罐122上部再次通过蒸发罐122，通过蒸发罐122反复浓缩达到所需浓度。

蒸发器浓缩蛋白废水的原理为：蒸发罐122内部设置有排列的细管，管内部为废水，外部为蒸汽；含菌体蛋白的废水通过料液管路133依次进入第一换热器123，第二换热器124和预热换热器121进行换热、升温，然后再进入蒸发罐122，通过蒸发罐122内的配料器将蛋白废水分配各降膜列管中；蒸发罐122内被加热的蛋白废水在由上而下的流动过程中，由于管内面积增大而使蛋白废水呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵129在蒸发罐122内形成负压，降低蛋白废水中的水的沸点，从而达到浓缩。蛋白废水经蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后的残余蒸汽一起输送至压缩机127进行增压升温(蒸汽压力越大温度越高)，而后经增压的二次蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次进入蒸发罐122。待蛋白浓缩至设定浓度后，从蒸发罐122底部排出，经过出料泵126加压，第一换热器123换热后从浓缩液出口113排出进入储罐4。接下来，储罐4中的蛋白浓缩液通过输送泵输送至离心机机组进行固液分离，所得固体为菌体蛋白，离心液可进入回用系统，

需要说明的是，料液在效体内流动的整个过程中温度始终保持在一定的温度范围内，用于加热的蒸汽与料液之间的温度差也保持在一定温度，料液与加热介质之间的温度差越小越有利于保护蛋白质量，同时有效防止糊管。在蒸发罐122内被加热汽化后的二次蒸汽还可以引入冷凝器128进行降温液化，冷凝器128内设置有盘管，冷却水进入盘管对二次蒸汽循环降温，不凝气经冷凝器128冷凝回收，泵入淡酒储罐中。

MRV蒸发器在浓缩过程中产生的冷凝水通入水槽进行收集。依据水质情况，考虑发酵配料回用使用，通过输送泵送入发酵工序中循环使用，达到蛋白废水变废为宝的近零排模式，减轻污水系统的生化负荷，减少蛋白跑料对厌氧反应器颗粒污泥的冲击，降本增效，提高公司环保治理水平。

通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

本实用新型提供了一种菌体蛋白回收装置，包含菌体蛋白的料液通过输入管路输入MVR蒸发器进行浓缩；浓缩到设定浓度后的浓缩料液从MVR蒸发器的浓缩液出口排出，输入到储罐存储，固液分离组件用于对储罐中的浓缩料液进行固液分离，所得固体即为菌体蛋白。本实用新型提供的菌体蛋白回收装置，一方面，利用蒸发冷凝技术实现对料液中的菌体蛋白进一步收集，有效提高了菌体蛋白的回收效率，增加了产值；另一方面，本实用新型提供的回收装置，可在污水，废水等进入生化处理系统之前，对液体中的菌体蛋白进行收集，能够降低液体中因菌体蛋白的进一步转化形成的氨氮化合物含量和悬浮物TSS含量，从而降低了生化系统的污水处理运营成本。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种菌体蛋白回收装置，所述回收装置包括：

MVR蒸发器，用于蒸发并输出浓缩料液；所述MVR蒸发器包括蒸汽入口，原料液入口和浓缩液出口；

料液输入管路，连接至所述原料液入口，用于输入含菌体蛋白的料液；

蒸汽输入管路，连接至所述蒸汽入口，用于输入蒸汽；

储罐，连接至所述浓缩液出口，用于储存所述MVR蒸发器输出的浓缩料液；

固液分离组件，连接所述储罐，用于从所述浓缩料液中分离出菌体蛋白。

2.如权利要求1所述的回收装置，其特征在于，所述MVR蒸发器包括预热换热器，蒸发罐和冷凝水出口；

所述预热换热器通过蒸汽管路连接所述蒸汽入口，通过第一冷凝水管路连接所述冷凝水出口；

所述原料液入口，所述预热换热器和所述蒸发罐通过料液管路依次连接。

3.如权利要求2所述的回收装置，其特征在于，所述MVR蒸发器还包括第一换热器，第二换热器和第三换热器；

所述第三换热器通过备用蒸汽管路连接所述蒸汽入口，通过料液循环管路连接所述蒸发罐；

所述第二换热器通过第二冷凝水管路连接在所述冷凝水出口与所述第三换热器之间；

所述原料液入口，所述第一换热器，所述第二换热器，所述预热换热器通过料液管路依次连接。

4.如权利要求3所述的回收装置，其特征在于，所述MVR蒸发器还包括出料泵，所述出料泵的入口连接所述蒸发罐，所述出料泵的出口，所述第一换热器，所述浓缩液出口通过出料管路依次连接。

5.如权利要求3所述的回收装置，其特征在于，所述MVR蒸发器还包括压缩机，所述压缩机通过二次蒸汽管路连接在所述蒸发罐与所述第三换热器之间。

6.如权利要求5所述的回收装置，其特征在于，所述MVR蒸发器还包括冷凝器，所述冷凝器的气路连接所述压缩机。

7.如权利要求6所述的回收装置，其特征在于，所述MVR蒸发器还包括真空泵和排气口；所述真空泵连接在所述排气口和所述冷凝器之间。

8.如权利要求7所述的回收装置，其特征在于，所述排气口连接淡酒储罐。

9.如权利要求2所述的回收装置，其特征在于，所述冷凝水出口连接水槽。

10.如权利要求1～9任一所述的回收装置，其特征在于，所述固液分离组件为离心机组。

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