食品工业废水的膜法处理与回用技术
国内马铃薯淀粉废水处理现状及综合利用研究
国内马铃薯淀粉废水处理现状及综合利用研究发帖人: lvjianguo96 点击量: 5751马铃薯淀粉废水是以马铃薯为原料生产淀粉的生产过程中产生的废液，一般也称为马铃薯淀粉废水，是高污染的废水，COD含量可达10000mg/l以上，不加处理直接排放将造成环境水体缺氧，使水生生物窒息死亡，给环境带来巨大的危害[1]。
但是，由于马铃薯产区主要集中在“三北”（东北、西北、华北）地区，加工期在9～11月份，气温低，有冰冻。
特别是在10～11月，低温都在-5～15℃之间。
这些问题给马铃薯淀粉废水的处理增加了难度，因此目前马铃薯淀粉企业的废水处理水平普遍落后，环境污染严重，造成环境水体缺氧，使水生生物窒息死亡。
近年来，随着水资源匮乏和水污染问题日趋严重与需水量迅猛增加的矛盾越来越突出，国内对马铃薯淀粉废水的处理及综合利用研究逐渐成为科研机构和企业的关注热点。
1、马铃薯淀粉废水来源及其水质特征 1.1 马铃薯淀粉废水来源马铃薯淀粉生产中产生的废水主要来自两个部分：一为清洗工段清洗马铃薯产生的废水。
这部分废水主要成分为马铃薯表面的泥沙。
通常可在生产过程中增添少许设备，经简单的沉淀处理后就可循环使用。
二为提取工段的废水。
这部分废水由两个生产阶段产生：一是淀粉乳提取产生的废水，主要是马铃薯自身的含水量，即细胞液，故该废水中的蛋白质含量较高。
这部分废水不能循环使用，又因回收蛋白成本费用高，目前全部外排。
二是淀粉提取产生的废水，生产过程中对水质的要求高，但用水量小，也称为工艺废水。
该废水中主要含有淀粉、蛋白质[2]等有机物，COD(化学需氧量)、BOD（生物需氧量）浓度非常高。
目前马铃薯淀粉企业排放的污水主要为细胞液和工艺废水。
1.2 马铃薯淀粉废水的水质特征马铃薯淀粉废水中主要含有机物化合物，如蛋白质和糖类等，还含有一些淀粉颗粒、纤维等。
水质成分如下[3]： COD（化学需氧量）约为：20000～25000mg/l BOD（生化需氧量）约为：9000～12000mg/l SS（悬浮物）约为：18000mg/l 2、马铃薯淀粉废水处理现状目前，国内马铃薯淀粉废水处理方法有资料显示的有：化学絮凝、生物处理等方法。
生物膜法的应用现状及发展前景分析
生物膜法的应用现状及发展前景分析生物膜法的应用现状及发展前景分析引言生物膜法是一种利用微生物在固体载体上形成的生物膜来处理废水、废气和固体废弃物的技术。
生物膜法已经被广泛应用于废水处理、土壤修复、气体净化等领域。
本文将对生物膜法的应用现状进行分析，并展望其未来的发展前景。
一、生物膜法的应用现状1. 废水处理生物膜法在废水处理领域具有广泛应用。
其中最典型的例子就是生物滤池。
生物滤池利用生物膜附着在滤料上，通过微生物降解废水中的有机物和氨氮，从而达到净化水质的目的。
生物滤池在废水处理领域具有体积小、效率高、操作简单等优点，已被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理等方面。
2. 土壤修复生物膜法在土壤修复领域也有重要的应用。
例如，生物土壤冶金法利用生物膜诱导土壤中的微生物降解、转化重金属污染物，可以有效修复受到重金属污染的土壤。
此外，生物土壤防护墙是一种利用生物膜形成的防护层保护土壤不受侵蚀和污染，已被广泛应用于农田保护、土地修复等方面。
3. 气体净化生物膜法在气体净化方面也有应用。
例如，生物滴滤塔利用生物膜固定在填料表面，通过气液交换和微生物降解的作用来去除废气中的有机物和臭味物质。
生物滴滤塔在城市垃圾处理厂、食品加工厂等废气处理中起着重要的作用，它既可以净化废气，又可以回收有价值的物质。
二、生物膜法的发展前景1. 提高治理效率目前，生物膜法在废水处理、土壤修复等领域取得了显著的成果，但仍存在着效率不高的问题。
今后，通过提高生物膜附着微生物的降解活性，优化膜材料和工艺流程，可以进一步提高生物膜法的治理效率。
2. 开发新型生物膜材料传统的生物膜法主要利用自然界存在的生物膜形成附着微生物的载体。
未来，可以借鉴纳米技术和材料科学的成果，开发出新型的生物膜材料，例如纳米纤维、离子液体等，以提高生物膜法的应用效果。
3. 结合其他技术生物膜法和其他技术的结合，可以提高废水处理、土壤修复等过程的效果。
例如，生物膜法可以与电化学技术结合，形成电子传递通路，加速有害物质的降解。
探讨膜技术在水和废水处理中的应用
探讨膜技术在水和废水处理中的应用摘要：膜技术是一种高效低耗能和非常容易操作的液体分离技术，可以实现废水的循环利用及最可能大幅度回收等特点。
本文重点介绍了膜技术在含油废水燃料废水重金属废水等其他生活污水等方面的应用研究及应用现状。
膜技术是20世纪60年代迅速崛起的一门十分重要的处理污水的技术，它是利用特殊制造的具有选择透过性的保护膜来在外力的推动下对一些混合物进行大幅度的分离的一种分离方法，它已经广泛应用于污水处理中，它是现代企业污水处理必不可少的一个技术，为中国环境现在的改善作出了很大的贡献。
关键词：膜技术；废水处理；应用1.膜技术概述1.1膜技术原理膜技术处理废水的基本原理是利用水溶液的废水循环系统所拥有的作用，它具备不可复制的独特发展优势，比如它的能量效率非常高，操作十分简单占地面积很小的其他优势，经过膜技术处理后的获得的水质量非常高，可以实现循环利用。
所以可以相信的在在以后的日子里，如果能够合理的运用膜技术将会为我们带来更多的经济效益。
1.2膜技术作用我国的膜技术起源于20世纪，经过多年的发展，我国的膜技术产业已经慢慢大规模的发展并运用于一定的阶段，产值也大幅度的提高，并有继续增长的势头，不过技术增加状况十分的可观。
由于膜技术中的水分子具有传穿透性强的特点，使得分离膜能够保持的位置变化不大。
在外力的作用下，使溶液中的物质能够与其他杂质起到有效的分离，而这种分离的结果则是能够获得相应纯净的水，达到处理废水提高水质的作用。
在化学范围上讲它属于物理分离物质，穿过分离膜并发生大的变化，因而它的能量转化率就会非常高，分离的效率也很好，还具有节能性高操作性强自动化性强等其他的优点。
在未来的研究中，这有很大的发展前景，膜技术的作用将会是不可估量的。
1.3膜技术处理特点与正常的膜技术其它分析的方法相比，膜技术具有与具有以下的优点。
首先，膜技术的废水处理效率很高，它不会减少其他仪器的使用。
第二膜技术基本没有污泥产生，不需要处理污泥的费用。
工艺方法——膜分离技术
工艺方法——膜分离技术工艺简介膜分离技术是近40年来迅速崛起的一项高新技术，已发展成产业化的高效节能分离过程和先进的单元操作过程。
目前已经成熟和不断研发出来的微滤、超滤、反渗透、纳滤、渗析、电渗折、气体分离、渗透汽化、无机膜等技术正在广泛用于石油、化工、环保、能源、电子等行业中，并产生了明显的经济和社会效益，特别是它将对21世纪的工业技术改造，起着重要的战略作用。
一、微滤技术微滤是所有膜法水处理技术中应用最普遍，总销售额最大的1项技术，主要用于制药行业的过滤除菌；高纯水的制备是目前微滤技术应用的第二大市场。
近年来在食品工业的许多领域已实现工业化，可用于明胶和葡萄糖的澄清；替代传统的硅藻土过滤果汁，效果与超滤相同；还可回收啤酒渣和白啤除菌。
在饮用水生产和城市污水处理等方面具有潜在的市场。
可用于除去城市污水病毒，费用低于超滤。
用于工业废水处理如从颜料中分离溶剂，从含油废水中去除难处理的颗粒，从电镀废水中除去有毒的重金属如镉、汞等。
燃料工业可用于除油品的蜡和沥青质。
此外，随着生物技术工业的发展，用来浓缩和分离发酵液中的生物产品，微滤在这一领域的市场也将越来越大。
二、渗透汽化技术渗透汽化技术将对传统的蒸馏技术产生新的变革，它以溶解扩散的机理进行组分的传递，不受共沸体系影响，对共沸物的分离特别有效，主要用于有机溶剂脱水、水中少量溶剂的脱除和有机/有机混合物的脱除。
80年代，国外最先实现工业化，德国GFT公司的交联聚乙烯醇（PVA）膜，率先用于乙醇脱水，生产无水乙醇和异丙醇脱水等，现已建成100多个工厂，最大规模为15×10 4L/d。
此外，甲醇与MTBF的分离也接近工业化应用。
随着渗透汽化技术的发展。
其他应用也将快速增长，特别是有机混合物的分离，将作为某些精馏过程的替代和补充技术，在石化行业中会有广阔的应用前景。
三、无机膜无机膜主要包括陶瓷膜、金属氧化物膜（如γ-Al2O3、ZnO、TiO2）和金属膜等，它适合在高压、高温、高粘度，高固体含量、高氯化物含量和苛刻pH条件下使用。
膜分离技术在工业废水资源化利用中的研究进展
2021年06月
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环保与节能
3 膜分离技术的特点
膜分离过程是一种无相变、低能耗、操作简单的物理分离 过程，兼具分离、浓缩和纯化的功能。与传统分离方法相比较， 膜分离技术可以大幅度削减污染物排放量，尤其在传统方法难
定的缺陷和不足。如膜表面抗污染能力差易受到污染，从而使 膜性能降低甚至丧失离子选择能力；膜的耐药性、耐热性有限， 使其使用范围受到限制，单独采用膜分离技术效果有限；膜的 强度差、寿命短、价格昂贵，使得大规模推广应用受到限制[10]。
4 膜分离技术的分类
膜分离技术可根据传质驱动力的不同，分为压力驱动膜和 电驱动膜。其中，压力驱动膜包含微滤、超滤、纳滤、反渗透；电 驱动膜主要是离子交换膜。利用压力驱动膜在不同压力下的表 现，可在工业废水不同处理阶段中分别使用，实现不同物理化学 性能物料的选择性分离。各种分离膜的性质如表 1 所示。目前， 在工业领域中最为常用的膜分离技术为超滤、微滤、纳滤、反渗 透及离子交换膜。各类膜在水处理领域均有广泛的研究和应用。 我国的膜产业体系庞大，其中反渗透膜 (RO) 占据 50% 左右的 市场，超滤膜 (UF)、纳滤膜 (NF)、微滤膜 (MF) 各占 10%，剩下 20% 被离子交换膜及其他类型所占据，如表 2 所示[11]。
程，已广泛应用于医药、生物、食品、石化、能源、水处理等领域， 显示出巨大的应用潜力。
图1 膜分离过程示意图
2 膜分离技术的发展历程
膜在自然界中，特别是生物体内是广泛存在的，但人类对 它的认识、研究以及利用却经过了漫长而曲折的道路。1748 年 耐克特发现水能自动扩散到猪膀胱内，从而揭示了膜分离现象。 1861 年，施密特首先提出了超过滤的概念。而真正意义上的 工业开始应用膜分离技术，是在 1950 年 Juda 和 McRase 合作 试制出具有选择透过性能的离子交换膜后。1960 年，Loeb 和 Sourirajan[7] 首次研制具有高脱盐率、高透水量的非对称醋酸纤 维素反渗透膜，这一重要发现使膜分离技术迅速由实验室进入 了大规模工业化应用。我国膜科学技术的发展是从 1958 年研 究离子交换膜开始的[8]。20 世纪 50 年代后期，最早加工成的异 相离子交换膜是通过把离子交换树脂制成粉之后再进行加工而 成。1958 年，中国科学院化学研究所首次成功制备出聚乙烯醇 异相阳离子交换膜和阴离子交换膜，我国膜分离技术进入快 速发展时期。我国膜分离技术在 50 年期间完成了从实验室到 大规模工业应用的转变，成为一项高效节能的新型分离技术。 进入 21 世纪，我国膜分离技术已在多个领域得到广泛应用，跨 入独立自主进行多种膜材料及膜组件研发、设计和生产的国家 之列，市场保持 20% 以上的增速，成为全球瞩目的新兴市场。
膜分离技术在食品工业上的应用
膜分离技术在食品工业上的应用随着科技的不断发展，膜分离技术作为一种新型的分离技术，在食品工业中得到了广泛应用。
膜分离技术以其高效、节能、环保等特点，在食品加工过程中发挥着越来越重要的作用。
本文将详细介绍膜分离技术的原理、分类、特点，并探讨其在食品工业中的应用、存在的问题以及未来发展趋势。
膜分离技术是一种利用膜材料分离液体或气体混合物的新型分离技术。
其原理是利用膜材料的不同孔径和选择性能，将混合物中的不同组分进行分离、提纯和浓缩。
膜分离技术可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等类别，具有高效、节能、环保、操作简便等特点。
在饮料加工过程中，膜分离技术主要用于果汁、酒类等液体的澄清和提纯。
通过超滤技术，可以有效地去除果汁中的果胶、蛋白质、细菌等杂质，提高果汁的澄清度和口感。
同时，在酒类加工中，膜分离技术可以去除酒中的甲醇、乙醛等有害物质，提高酒的质量和安全性。
在发酵工业中，膜分离技术主要应用于菌体分离、蛋白质分离和发酵液的澄清。
通过微滤或超滤技术，可以有效地将菌体和未发酵的溶液进行分离，得到高纯度的菌体蛋白质。
同时，膜分离技术还可以去除发酵液中的杂质，提高发酵产物的质量和产量。
在蒸馏工业中，膜分离技术主要应用于脱盐、脱氧、脱氨等操作。
通过反渗透技术，可以有效地去除溶液中的无机盐、有机物和微生物，得到高质量的蒸馏产品。
例如，在制糖工业中，反渗透技术可以去除糖汁中的盐分和色素，提高糖的纯度和白度。
膜污染是膜分离技术中普遍存在的问题。
由于原料液中的悬浮物、微生物和有机物等杂质会附着在膜表面，导致膜通量下降，甚至出现堵塞和破裂等问题。
为解决这一问题，可以采用预处理措施，如过滤、沉淀、离心等，以去除原料液中的杂质。
定期清洗和化学清洗也可以有效地减轻膜污染。
膜的寿命是影响膜分离技术成本的关键因素之一。
由于膜材料本身的质量和加工工艺的限制，膜的寿命存在一定的局限性。
为延长膜的寿命，可以选用高分子量、高稳定性、低污染的膜材料，优化膜组件的设计和加工工艺，避免极端操作条件等。
工业处理废水常用方法
工业处理废水常用方法常用废水中水回用设备技术有哪几种废水中水回用设备的处理技术按其机理可分为物理化学法、生物化学法和物化生化组合法等。
通常废水回用技术需多种污水处理技术的合理组合，即各种水处理方法结合起来深度处理污水，这是因为单一的某种水处理方法一般很难达到回用水水质的要求。
发展到目前，废水中水回用的工艺流程有：生物化学法生物化学法(简称生化法) 利用自然界存生的各种细菌微生物，将废水中有机物分解转化成无害物质，使废水得以净化。
原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀地→过滤→消毒→出水。
生物化学法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物处理法等方法。
1、活性污泥法(1)鼓风曝气：即排流式曝气，将压缩空气不断地鼓入废水中，保证水中有一定的溶解氧，以维持微生物的生命活动，分解水中有机物，以达到净化污水效果。
(2)机械曝气：即表面曝气，利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动水面，使空气中的氧溶于水中，供微生物生命活动，进行生化作用以达到净化污水效果。
(3)纯氧曝气：它是按鼓风曝气方法向水中吹入纯氧，以提高充氧效率，从而加快污水净化速度。
(4)深井曝气：般用直径为0.5~6.0m，深度50~60m的曝气装置，利用水压来提高水中氧的转移速率，以提高其净化效率。
2、生物膜法(1)生物滤池：使废水流过生长在滤料表面的生物膜，通过两面间的物质交换及生化作用，使废水中有机物降解，达到净化目的。
(2)生物转盘：由固定在一横轴上的若干间距很近的圆盘组成，不断旋转的圆盘面上生长一层生物膜，以净化废水。
(3)生物接触氧化：供微生物栖附的填料全部浸于废水中，并采用机械设备向废水中充入空气，使废水中有机物降解，以净化废水。
3、生物氧化塔：利用水中微生物的藻类、水生植物等对废水进行好氧或厌氧生物处理的天然或人工塘。
4、土地处理系统(1)土地渗滤：利用土壤膜中的微生物和植物根系对污染物的净化能力(过滤、吸附、微生物分解等) 来处理生活污水，同时利用污水中的水、肥来促进农作物、牧草、树木生长。
膜技术在水处理中的应用与发展
膜技术在水处理中的应用与发展摘要：随着社会经济和城市化进程的发展，水资源紧缺和水环境污染已经成为限制社会经济发展的关键因素并且日趋严峻。
这个时期膜分离技术应运而生，由于其技术简单高效，可有效应对我国现阶段的水环境治理问题，对我国水处理的发展和方向具有重要影响。
使用膜技术进行水资源净化可以大大提高产水水质，降低水中有害物质含量，提高水资源的利用率，在中国水环境资源化过程中将发挥重要作用。
关键词：膜技术；水处理；应用；发展1前言随着社会经济和城市化进程的发展，水资源紧缺和水环境污染已经成为限制社会经济发展的关键环节并且日趋严峻。
膜分离技术应运而生，该处理技术简单高效，不仅可以去除水中的胶体、悬浮物和细菌病毒，还可以选择性的进行一二价离子的去除，在污水处理、自来水净化、特种分离和海水淡化等领域有着广泛的应用。
本文重点阐述膜技术在水处理领域中的应用，不仅可以提高水资源的再利用率，缓解我国水资源短缺的问题，而且大幅改善我们自来水和排放水的水质，社会和经济价值显著。
2膜技术概述2.1膜技术原理膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。
与其他传统的分离方法相比，膜分离具有过程简单、经济性较好、往往没有相变、分离系数较大、节能、高效、无二次污染、可在常温下连续操作、可直接放大、可专一配膜等优点。
另外膜过程特别适用于热敏性物质的处理，所以在食品加工、医药、生化技术等领域具有独特的适用性。
膜技术处理废水的基本原理是利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程，废水经过膜技术处理后，出水水质量非常好，可以达到回用水质标准，实现循环利用。
如果能够合理的运用膜技术将会为社会带来巨大的经济效益。
2.2膜技术作用在膜技术中水分子可以自由穿过膜孔，而粒径较大的物质将被截留在膜表面。
在驱动力的作用下，可使溶液中的物质与其他杂质有效的分离，经过这种分离过程能获得较为纯净的产水，作为废水处理后期的深度处理技术能达到提高水质的作用。
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食品工业废水的膜法处理与回用技术3蔡邦肖(浙江工商大学食品、生物与环境工程学院,膜科学与工程研究所,浙江省食品安全重点实验室,杭州,310035)摘 要 食品工业中产生的废水量大,水质恶劣,对环境的污染严重。
味精和酒精生产中的废水以及大豆、谷物、果蔬、肉类、牛乳和饮料加工中的废水,是食品工业废水的主要来源。
文中在对大量文献资料的调研以及总结膜技术处理废水工程经验的基础上,重点讨论了用微孔过滤(MF )、超滤(U F )、纳滤(NF )、反渗透(RO )、电渗析(ED )、渗透汽化(PV )、膜生物反应器(MBR )技术处理食品工业废水的现状,概要分析了膜技术处理与回用食品工业废水的工艺参数、工程运行及其产生的社会效益和经济效益。
关键词 食品工业,废水,膜技术,处理,回用 第一作者:硕士,教授。
3浙江省自然科学基金重点重大项目(编号:ZC0204) 收稿日期:2005-08-29 我国特别是在中小城镇中分布着大量的食品加工企业,这些企业的现代化程度和生产规模日益提高,但是产生的废水水质恶劣,废水量不断增加,对环境危害十分严重。
食品工业包括饮料工业是耗水大户,这些耗用的水仅少部分用于食品生产本身,大部分是用于食品生产过程洗涤和清洁的,因此完全可以将这些废水加以回收利用。
基本上以粮食为主要原料的发酵工业所产生的污染物主要是由于粮食未被充分利用造成的,因此,排入水环境的污染物绝大部分是具有回收价值的产品和副产品。
早在1990年代,食品工业中就开始大规模地采用膜技术处理废水[1]。
用膜技术分离发酵液中菌体、浓缩产品、开发新产品、改革生产工艺、提高工艺用水的回用率,具有十分广阔的前景[2]。
在积累了有关膜技术处理废水工程经验以及研究了大量文献资料的基础上,本文针对产生废水量大、污染严重的食品工业中的酒精和味精生产废水、大豆、谷物、果蔬、肉类、牛乳和饮料加工废水,以开发应用的实例为重点,讨论微孔过滤(MF )、超滤(U F )、纳滤(N F )、反渗透(RO )、电渗析(ED )、渗透汽化(PV )、膜生物反应器(MBR )以及组合不同膜法的集成工艺[3]处理与回用食品工业废水的现状,以期推进食品工业废水处理与回用的技术进步和环境状况的明显改善。
1 酒精废水以粮食、果蔬及其废弃物为原料进行发酵,是酒精生产的主要工艺。
采用连续发酵-PV 膜分离的组合工艺,进行燃料乙醇生产[4],大大减少了酒精废水产生的量。
1988年法国Betheniville 的甜菜糖厂运用了一套可连续生产4种纯度乙醇,使用膜面积达2400m 2,日处理乙醇水溶液为150000L 的PV 装置[5]。
该甜菜糖厂通过蒸馏-PV 与脱硫相结合的集成工艺处理后,乙醇的纯度和浓度以及排放的废水水质是常规工艺所无可比拟的,生产效益和环境效益都十分显著。
111 处理酵母废水(1)U F 膜法。
首先用离心法去除废水中90%的悬浮物,再用卷式U F 膜组件,在一定压力和流速下,色度去除率可>97%,浓缩达10倍,膜寿命预计为5年。
采用8英寸卷式U F 膜,总膜面积1176m 2,在上述操作条件下,处理废水量为200m 3/d ,与蒸发法相比,每吨废水的处理费用节约了1516%[6]。
去除酒精厂酵母分离产生的废水,即对酒精废液→离心分离→滤渣→干燥→酵母饲料生产过程中离心分离出来的滤液,用热交换器降温至65℃(适合U F 膜的运行温度),经过滤器预处理后,将清液泵入U F 膜装置处理。
U F 膜法回收50%蛋白质,其投资费用为蒸发系统的25%,运行费用仅为蒸发浓缩法的20%。
(2)U F/N F 组合膜法。
采用卷式U F 组件以及复合膜卷式N F 组件,以循环浓缩方式,处理以蔗糖废糖蜜为原料、生产酒精酵母的酵母生产废水[7]。
工程运行结果表明,U F 对残糖和氨、氮的分离率一般在15%～35%。
由于残糖和氨氮是酵母发酵过程中的营养成分,因此U F 透过液可被重新回用于发酵工序。
N F 膜对废水的COD 去除率>90%,并接近或达到废水排放标准。
采用天然的、正电荷的壳聚糖絮凝剂对酵母生产废水有较好的预处理效果,脱色率>102 2005V ol.31No.10(Tot a l 214)60%,COD去除率约20%。
112 酿酒废水甘蔗糖厂的副产品———糖蜜生产酒精的企业排放的废水中由焦糖色素产生的COD、BOD及色度是生物法难以去除的。
用MBR与N F膜集成工艺处理糖蜜制酒精厂排放废水,出水的COD、色度都达到国家一级排放标准,废水回收率>80%[8]。
表1列出了采用复合的中空纤维大孔(MF/U F)膜装置(最大膜面积为由55支元件组装成的385m2)处理酿酒工业废水的效果。
该复合膜表面涂覆了具有强亲水性和强抗蛋白质粘附性能的PVA,因此该复合膜对于富含蛋白质的食品工业废水有很好的去除效果。
经该大孔复合膜处理后,废水中的BOD、SS的含量都远低于废水排放标准。
表1 PVA/PS复合中空纤维膜处理食品工业废水结果废水来源原水/mg・L-1BOD SS膜处理后水/mg・L-1BOD SS酿酒企业畜牧企业鱼品加工企业700002002030150008004216020102112 味精废水味精生产过程产生的废水中残留等电点提取后的谷氨酸发酵废液为含高浓度COD cr、BOD5和高浓度N H32N、SO42-,难以用生化法处理的废水。
(1)U F膜法。
采用截留分子量为1万的U F膜对味精厂排放的废水进行除菌体和大分子蛋白等成分的处理,在操作温度、运行压力、浓缩倍数等较佳操作条件时,废水中SS、CODcr的去除率分别为99%、30%,为后序的生物法减轻了处理负荷,可将回收的蛋白进行综合利用[9]。
用膜材料分别为聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)的U F处理后,COD降低34%,味精废水中菌体去除率达99%,浓缩倍数达5倍[10]。
用稀HCl水溶液反压清洗可恢复膜的水通量。
PAN膜由于亲水性好,对菌体吸附性小,因而水通量高于PS 膜。
谷氨酸发酵废水经甲壳素和碱式氯化铝混合絮凝、低速离心机分离后,上清液进入U F系统处理。
经U F膜处理后,透过液中COD、BOD去除率都> 96%[11]。
经混凝2离心2U F的组合工艺处理的谷氨酸废水,接近或达到国家水污染物综合排放标准的二级排放标准。
(2)ED膜法。
L2谷氨酸(L2G A)浓度为01001～0102mol/L的水溶液,经ED处理后,淡室、浓室中的L2G A浓度分别为5×10-5mol/L、0105mol/L,淡室的水可以排放或回用,浓室回收了L2G A[12]。
(3)MBR法。
用聚乙烯(PE)中空纤维型MBR 法处理味精废水,效果显著。
在容积为6189m3的玻璃钢槽内,放置6支横置式<2000×L3000mm中空纤维膜组件,24h连续曝气运行,废水中的BOD、SS、总氮,从1900～5500mg/L、467～2800mg/L、68～410mg/L下降到1～511mg/L、1mg/L以下、018～2918mg/L[13]。
3 大豆乳清废水大豆分离蛋白(SPI)经酸沉后产生的乳清废水,通过絮凝离心处理,可以去除乳清中65%左右的脂肪、90%左右的悬浮固体。
在絮凝离心处理后的乳清废水进入MF膜装置,在蛋白质损失只有10%左右的情况下,脂肪去除率高达90%以上,悬浮固体可被全部去除[14]。
311 回收蛋白、低聚糖(1)U F/(N F)RO组合膜法。
根据回收废水的成分及回用水的要求,如图1所示[15],在合适的膜过程,可以回收到不同的高价值产品,如可溶性蛋白、低聚糖和纯水。
由于乳清蛋白分子量为2000～20000 u、大豆低聚糖分子量为300～700u,因此采用U F膜和N F膜技术,可以将这2种物质分离。
研究表明,用U F膜可回收乳清废水中几乎所有的蛋白质;用N F膜浓缩U F透过液,对大豆低聚糖中功能性成分水苏糖和棉子糖的回收率超过90%。
U F浓缩液经双效蒸发浓缩和喷雾干燥即可得到成品乳清蛋白粉。
大豆乳清废水经过粗过滤、脱色除盐后,用PS 的U F膜去除废水中的杂蛋白,再用N F或RO浓缩提取低聚糖[16]。
结果表明,U F有效地脱除了乳清废水中的蛋白;选用的N F膜和RO膜都能把乳清液中的低聚糖100%回收,低聚糖的浓度从起始的1%提高到12%。
用卷式PS的U F膜、卷式聚酰胺(PA)复合的RO膜处理大豆蛋白废水的研究表明,U F膜对乳清废水中蛋白回收率为90%～99%,RO膜浓缩回收废2005年第31卷第10期(总第214期)103水中低聚糖[17]。
将大豆加工废水进行调p H 值、离心、预过滤、微滤和调温等预处理;然后将预处理后的大豆加工废水在一定压力下通过U F 膜系统,以提取大豆乳清蛋白;再将U F 膜透过液送入N F 膜系统,以提取大豆低聚糖并将其进行脱色处理;最后对N F 膜透过液进行后处理以得到可回用于生产的水或符合排放标准的水[18]。
(2)ED/U F/RO 组合膜法。
大豆加工废水先用板框过滤机初滤,滤液泵入U F 膜装置,脱除蛋白等杂质后,得到干物质约3%浓度的浓缩液,然后泵入RO 膜装置浓缩成含干物质约15%的浓糖浆,再经ED 脱盐、减压浓缩成含干物质约50%的浆状低聚糖产品,最后经喷雾干燥得到低聚糖粉[19]。
为了减少乳清废水中无机盐对N F 特别是RO 过程的影响,经预处理的乳清废水先进行ED 法除盐,然后U F 法提取可溶性蛋白,RO 法浓缩低聚糖,工艺流程见图2。
312 去除污染物采用聚四氟乙烯(PTFE )膜组装成一体化MBR处理大豆加工废水,结果见表2。
MBR 对COD 、BOD 的去除率均在90%以上,效果显著。
表2 聚四氟乙烯膜生物反应器处理大豆加工废水结果项目原水MBR 出水去除率/%COD/mg ・L -1BOD 5/mg ・L -1NH 42N/mg ・L-1浊度/mg ・L -11300～2450800～1400108～13643～5228～12912～2024～323～790～9998～9970～8286～944 谷物加工废水411 米糠水中米糠脂多糖的提取通过以下工艺可以从米糠水中制取植物脂多糖(L PS )[20]:米糠水提取→等电点分离蛋白→U F 净化→N F 脱盐浓缩→有机溶剂分步沉淀→L PS 粗品→色谱分离→冷冻干燥→L PS 成品。
用聚偏氟乙烯(PVDF )中空纤维膜U F 净化经等电点分离蛋白后的米糠L PS 提取液。
U F 后的米糠L PS 提取液清澈透明,大分子蛋白和多糖杂质截留率分别为8515%、8916%,透过液中L PS 、盐分含量几乎与U F 前提取液中的浓度相当,即分别为9157μg/L 、1127%。