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一種維生素B2廢水資源化綜合處理裝置的制作方法

文檔序號(hào):12233633閱讀:326來源:國知局

本實(shí)用新型涉及一種維生素B2廢水資源化綜合處理裝置,尤其涉及一種膜分離技術(shù)處理維生素B2廢水的裝置。



背景技術(shù):

維生素B2又叫核黃素,為體內(nèi)黃酶類輔基的重要組成部分,當(dāng)缺乏時(shí),就影響機(jī)體的生物氧化,使代謝發(fā)生障礙。我國作為維生素B2生產(chǎn)大國,產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的40%。目前,國內(nèi)外廣泛采用微生物發(fā)酵法工業(yè)生產(chǎn)維生素 B2,其工業(yè)發(fā)酵一般為二級(jí)發(fā)酵,其生產(chǎn)廢水有機(jī)物濃度高,COD高達(dá)10000mg/L以上,鹽含量在10-20%,屬難處理的高濃度有機(jī)廢水。隨著我國對(duì)環(huán)保問題的日益重視,如何實(shí)現(xiàn)維生素B2廢水達(dá)標(biāo)處理已成為制約其生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。

目前,國內(nèi)關(guān)于維生素B2廢水資源化綜合處理方法的研究報(bào)道極少。ZL201220493361.0提出了一種以生化法組合臭氧氧化法為主的處理工藝,維生素B2生產(chǎn)廢水進(jìn)入配水調(diào)節(jié)池配水后進(jìn)入HAF厭氧反應(yīng)池進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng),反應(yīng)后的廢水進(jìn)入FSBBR流離生物反應(yīng)池進(jìn)行流離生物反應(yīng),生化出水進(jìn)入臭氧氧化池進(jìn)行臭氧氧化,臭氧氧化出水進(jìn)入TBF二次生物處理池進(jìn)行二次生化處理,再進(jìn)入沉淀池沉淀,最終廢水由出水口排出;王少俊等報(bào)道了采用Fe/C 預(yù)處理+生化+臭氧生物炭的組合工藝處理高濃度維生素B2生產(chǎn)廢水,F(xiàn)e/C 預(yù)處理有效去除廢水中的SS(即懸浮物),厭氧與好氧的生化處理高效去除COD,再通過臭氧高級(jí)氧化和生物活性炭進(jìn)一步去除COD,出水色度全部被去除,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是,上述兩種方法均采用生化法為主體工藝,而維生素B2廢水往往含有較大量的鹽分,較高的鹽分會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖,所以,以生化法為主的工藝尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段,且上述兩種方法均以達(dá)標(biāo)排放為指標(biāo),未對(duì)維生素B2、鹽及水進(jìn)行回收,造成資源浪費(fèi)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有生化法無法應(yīng)用于含鹽量較高的維生素B2廢水資源化綜合處理,以及廢水中的維生素B2產(chǎn)品無法回收的弊端,本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢水分級(jí)、維生素B2濃縮與廢水深度處理的維生素B2生產(chǎn)廢水資源化綜合處理方法。

具體的技術(shù)方案如下:

一種維生素B2廢水資源化綜合處理方法,包括如下步驟:

第1步,由發(fā)酵法生產(chǎn)維生素B2過程中產(chǎn)生的廢水送入納濾膜中進(jìn)行濃縮,得到納濾透過液和納濾濃縮液,納濾透過液經(jīng)過蒸發(fā)后,得到回收無機(jī)鹽;

第2步,將納濾濃縮液再送入微濾膜中進(jìn)行濃縮,得到微濾濃縮液和微濾透過液;

第3步,將微濾濃縮液再進(jìn)行重結(jié)晶、干燥后,得到維生素B2。

在一個(gè)實(shí)施例中,納濾膜是指二級(jí)納濾膜,第一級(jí)是陶瓷納濾膜,第二級(jí)是有機(jī)納濾膜。

在一個(gè)實(shí)施例中,第二級(jí)的納濾膜的濃縮液返回至第一級(jí)的納濾膜進(jìn)行過濾處理。

在一個(gè)實(shí)施例中,微濾透過液返回至納濾膜中進(jìn)行過濾處理。

在一個(gè)實(shí)施例中,第1步中需要先將廢水的pH加堿調(diào)節(jié)至4~6后,再送入納濾膜。

在一個(gè)實(shí)施例中,第1步中廢水的維生素B2濃度為0.5~3g/L。

一種維生素B2廢水資源化綜合處理裝置,包括有:納濾膜、微濾膜,納濾膜的滲透?jìng)?cè)與蒸發(fā)裝置連接,納濾膜的截留側(cè)與微濾膜入口連接,納濾膜的截留側(cè)與微濾膜的料液入口連接,微濾膜的截留側(cè)與結(jié)晶裝置相連接,微濾膜的滲透?jìng)?cè)與納濾膜的料液入口連接。

所述的納濾膜是指二級(jí)納濾膜,第一級(jí)納濾膜的滲透?jìng)?cè)與第二級(jí)納濾膜的料液入口連接,第二級(jí)納濾膜的截留側(cè)與第一級(jí)納濾膜的料液入口連接。

所述的第一級(jí)納濾膜是陶瓷納濾膜;所述的第二級(jí)納濾膜是有機(jī)納濾膜。

在裝置用還包括有pH調(diào)節(jié)設(shè)置,用于對(duì)進(jìn)入納濾膜的廢水的pH進(jìn)行調(diào)節(jié)。

有益效果

本實(shí)用新型將膜分離技術(shù)引入到維生素B2廢水處理中,技術(shù)先進(jìn),有效解決了維生素B2廢水難處理的問題,更為重要的是本實(shí)用新型真正實(shí)現(xiàn)了廢水資源化利用,不僅將廢水循環(huán)利用,還高收率回收了廢水中的維生素B2、氯化鈉鹽及水,環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益明顯。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型維生素B2廢水資源化綜合處理方法示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本實(shí)用新型,下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述,但是應(yīng)當(dāng)理解,這些描述只是為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn),而不是對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求的限制。

下面結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明:

本實(shí)用新型將從生產(chǎn)工段下來的發(fā)酵廢水(pH約為2~3)首先加堿調(diào)節(jié)pH4~6,與后段返回的陶瓷微濾膜透過液、有機(jī)納濾膜濃縮液混合后送入陶瓷納濾膜系統(tǒng),陶瓷納濾膜孔徑1nm,膜有效分離層為氧化鈦、氧化鋯材質(zhì),操作壓力1.0~4.0MPa;陶瓷納濾膜可以將維生素B2與其它的小分子雜質(zhì)(分子量很小的有機(jī)雜質(zhì)和無機(jī)鹽類)分離,分級(jí)后陶瓷納濾膜濃縮液中維生素B2濃度為5~15g/L,陶瓷納濾膜透過液中維生素B2濃度<300mg/L;陶瓷納濾膜系統(tǒng)的透過液送入有機(jī)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)一步處理,以回收其中的少量維生素B2,有機(jī)納濾膜截留分子量100~500Da,系統(tǒng)操作壓力1.0~4.0MPa,透過有機(jī)納濾膜的廢水中維生素B2含量<10mg/L,再經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理,分成蒸餾水和無機(jī)鹽(主要為氯化鈉),其蒸餾水作為生產(chǎn)用水循環(huán)利用,氯化鈉鹽作為副產(chǎn)品可直接出售,被有機(jī)納濾膜截留的廢水返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理。

陶瓷納濾膜系統(tǒng)的濃縮液(第一級(jí)納濾膜的濃縮液)送入陶瓷微濾膜系統(tǒng)再濃縮,陶瓷微濾膜孔徑50~200nm,膜材質(zhì)選擇氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁,系統(tǒng)操作壓力0.1~0.5MPa,采用陶瓷微濾膜將維生素B2含量濃縮至30g/L以上,并且微濾膜可以將一部分膠體、蛋白雜質(zhì)透過,提高了維生素B2的回收純度,當(dāng)濃縮液滿足重結(jié)晶要求,經(jīng)重結(jié)晶制得維生素B2產(chǎn)品,透過液返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理。

實(shí)施例1

S1:從生產(chǎn)工段下來的發(fā)酵廢水(pH約為2~3)中維生素B2濃度為1.13g/L,與后段返回的陶瓷微濾膜透過液、有機(jī)納濾膜濃縮液混合后維生素B2濃度為1.11g/L,先用液堿調(diào)pH至5,然后送入陶瓷納濾膜系統(tǒng),陶瓷納濾膜孔徑1nm,控制操作壓力2.0MPa,膜平均通量76L/m2·h,維生素B2被截留,截留的濃縮液中維生素B2濃度10.3g/L,透過液中維生素B2濃度76mg/L;

S2:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的濃縮液送入陶瓷微濾膜系統(tǒng)再濃縮,陶瓷微濾膜孔徑50nm,控制操作壓力0.2MPa,膜平均通量304L/m2·h,陶瓷微濾膜能夠完全截留懸浮維生素B2,截留的濃縮液中維生素B2濃度31.5g/L,濃縮液滿足重結(jié)晶要求,經(jīng)重結(jié)晶制得維生素B2產(chǎn)品,產(chǎn)品純度為97.6%,透過液中維生素B2濃度0.98g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理;

S3:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的透過液送入有機(jī)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)一步處理,有機(jī)納濾膜截留分子量為200Da,控制操作壓力2.5MPa,膜平均通量20.6L/m2·h,透過有機(jī)納濾膜的廢水中維生素B2含量5mg/L,再經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理,分成蒸餾水和氯化鈉鹽,其蒸餾水作為生產(chǎn)用水循環(huán)利用,氯化鈉鹽作為副產(chǎn)品可直接出售,被有機(jī)納濾膜截留的廢水中維生素B2含量0.95 g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理。

實(shí)施例2

S1:從生產(chǎn)工段下來的發(fā)酵廢水(pH約為2~3)中維生素B2濃度為2.74g/L,與后段返回的陶瓷微濾膜透過液、有機(jī)納濾膜濃縮液混合后維生素B2濃度為2.43g/L,先用液堿調(diào)pH至6,然后送入陶瓷納濾膜系統(tǒng),陶瓷納濾膜孔徑2nm,控制操作壓力3.5MPa,膜通量85L/m2·h,維生素B2被截留,截留的濃縮液中維生素B2濃度14.3g/L,透過液中維生素B2濃度89mg/L;

S2:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的濃縮液送入陶瓷微濾膜系統(tǒng)再濃縮,陶瓷微濾膜孔徑200nm,控制操作壓力0.35MPa,膜平均通量352L/m2·h,陶瓷微濾膜能夠完全截留懸浮維生素B2,截留的濃縮液中維生素B2濃度42.1g/L,濃縮液滿足重結(jié)晶要求,經(jīng)重結(jié)晶制得維生素B2產(chǎn)品,產(chǎn)品純度為97.2%,透過液中維生素B2濃度0.99g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理;

S3:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的透過液送入有機(jī)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)一步處理,有機(jī)納濾膜截留分子量為400Da,控制操作壓力3.0MPa,膜平均通量25.3L/m2·h,透過有機(jī)納濾膜的廢水中維生素B2含量8mg/L,再經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理,分成蒸餾水和氯化鈉鹽,其蒸餾水作為生產(chǎn)用水循環(huán)利用,氯化鈉鹽作為副產(chǎn)品可直接出售,被有機(jī)納濾膜截留的廢水中維生素B2含量0.93 g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理。

實(shí)施例3

S1:從生產(chǎn)工段下來的發(fā)酵廢水(pH約為2~3)中維生素B2濃度為0.84g/L,與后段返回的陶瓷微濾膜透過液、有機(jī)納濾膜濃縮液混合后維生素B2濃度為0.86g/L,先用液堿調(diào)pH至6,然后送入陶瓷納濾膜系統(tǒng),陶瓷納濾膜孔徑1nm,控制操作壓力1.5MPa,膜平均通量81L/m2·h,維生素B2被截留,截留的濃縮液中維生素B2濃度11.2g/L,透過液中維生素B2濃度85mg/L;

S2:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的濃縮液送入陶瓷微濾膜系統(tǒng)再濃縮,陶瓷微濾膜孔徑200nm,控制操作壓力0.1MPa,膜平均通量256L/m2·h,陶瓷微濾膜能夠完全截留懸浮維生素B2,截留的濃縮液中維生素B2濃度34.2g/L,濃縮液滿足重結(jié)晶要求,經(jīng)重結(jié)晶制得維生素B2產(chǎn)品,產(chǎn)品純度為98.4%,透過液中維生素B2濃度0.98g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理;

S3:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的透過液送入有機(jī)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)一步處理,有機(jī)納濾膜截留分子量為100Da,控制操作壓力2.0MPa,膜平均通量16.8L/m2·h,透過有機(jī)納濾膜的廢水中維生素B2含量4mg/L,再經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理,分成蒸餾水和氯化鈉鹽,其蒸餾水作為生產(chǎn)用水循環(huán)利用,氯化鈉鹽作為副產(chǎn)品可直接出售,被有機(jī)納濾膜截留的廢水中維生素B2含量0.95 g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理。

對(duì)照例1

與實(shí)施例3的區(qū)別在于:發(fā)酵廢水首先是進(jìn)入微濾膜中進(jìn)行濃縮,再將微濾膜的透過液返回至納濾膜系統(tǒng)。

S1:從生產(chǎn)工段下來的發(fā)酵廢水(pH約為2~3)中維生素B2濃度為0.84g/L,與后段返回的陶瓷納濾膜濃縮液、有機(jī)納濾膜濃縮液混合后維生素B2濃度為0.95g/L,先用液堿調(diào)pH至6,然后送入陶瓷微濾膜系統(tǒng)進(jìn)行濃縮,,陶瓷微濾膜孔徑200nm,控制操作壓力0.1MPa,膜平均通量256L/m2·h,陶瓷微濾膜能夠完全截留懸浮維生素B2,截留的濃縮液中維生素B2濃度27.2g/L,濃縮液滿足重結(jié)晶要求,經(jīng)重結(jié)晶制得維生素B2產(chǎn)品,產(chǎn)品純度為93.2%,透過液中維生素B2濃度1.42g/L,返回入陶瓷納濾膜再濃縮處理;

S2:由陶瓷微濾膜的滲透液進(jìn)入至陶瓷納濾膜系統(tǒng)進(jìn)行濃縮,陶瓷納濾膜孔徑1nm,控制操作壓力1.5MPa,膜平均通量57L/m2·h,維生素B2被截留,截留的濃縮液中維生素B2濃度13.7g/L,透過液中維生素B2濃度97mg/L;

S3:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的透過液送入有機(jī)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)一步處理,有機(jī)納濾膜截留分子量為100Da,控制操作壓力2.0MPa,膜平均通量11.3L/m2·h,透過有機(jī)納濾膜的廢水中維生素B2含量6mg/L,再經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理,分成蒸餾水和氯化鈉鹽,其蒸餾水作為生產(chǎn)用水循環(huán)利用,氯化鈉鹽作為副產(chǎn)品可直接出售,被有機(jī)納濾膜截留的廢水中維生素B2含量1.15 g/L,返回入陶瓷納濾膜再處理。

通過實(shí)施例與對(duì)照例可以看出,首先采用納濾膜對(duì)廢水進(jìn)行濃縮,可以使料液達(dá)到一定濃度后再由微濾膜進(jìn)一步濃縮,可以使微濾膜表面更快形成濾餅層起到截留作用,使維生素B2的收率提高。

對(duì)照例2

與實(shí)施例3的區(qū)別在于:廢水在進(jìn)行納濾膜系統(tǒng)前未經(jīng)過pH調(diào)節(jié)。

S1:從生產(chǎn)工段下來的發(fā)酵廢水(pH約為2~3)中維生素B2濃度為0.84g/L,與后段返回的陶瓷微濾膜透過液、有機(jī)納濾膜濃縮液混合后維生素B2濃度為0.86g/L,送入陶瓷納濾膜系統(tǒng),陶瓷納濾膜孔徑1nm,控制操作壓力1.5MPa,膜平均通量75L/m2·h,維生素B2被截留,截留的濃縮液中維生素B2濃度10.4g/L,透過液中維生素B2濃度115mg/L;

S2:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的濃縮液送入陶瓷微濾膜系統(tǒng)再濃縮,陶瓷微濾膜孔徑200nm,控制操作壓力0.1MPa,膜平均通量212L/m2·h,陶瓷微濾膜能夠完全截留懸浮維生素B2,截留的濃縮液中維生素B2濃度30.4g/L,濃縮液滿足重結(jié)晶要求,經(jīng)重結(jié)晶制得維生素B2產(chǎn)品,產(chǎn)品純度為95.4%,透過液中維生素B2濃度1.38g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理;

S3:陶瓷納濾膜系統(tǒng)的透過液送入有機(jī)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)一步處理,有機(jī)納濾膜截留分子量為100Da,控制操作壓力2.0MPa,膜平均通量13.3L/m2·h,透過有機(jī)納濾膜的廢水中維生素B2含量9mg/L,再經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理,分成蒸餾水和氯化鈉鹽,其蒸餾水作為生產(chǎn)用水循環(huán)利用,氯化鈉鹽作為副產(chǎn)品可直接出售,被有機(jī)納濾膜截留的廢水中維生素B2含量0.82 g/L,返回前段與原水混合后送入陶瓷納濾膜再處理。

可以看出,對(duì)廢水的pH進(jìn)行調(diào)節(jié)后,可以有效地使微濾膜的通量得到提高,并使產(chǎn)品純度提高。

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