一种乳制品废水回收方法与流程

文档序号:14934985发布日期:2018-07-13 19:06阅读:304来源:国知局

本申请属于乳制品废水处理技术领域,具体地说,涉及一种乳制品废水回收方法。



背景技术:

在乳制品的生产中,会产生大量废水,废水成分主要包括括酪蛋白、乳清蛋白、脂肪、乳糖、盐类和清洗剂等,若不经处理直接排放,会造成水体污染与营养损失。乳制品废水通常采用隔油、沉淀、混凝气浮、电化学絮凝等物化处理法及生物滤池、接触氧化、曝气池、氧化沟、生物塘等生化处理方法进行处理。但这些方法均有一些缺点,例如,混凝方法会产生污泥引起二次污染且处理费用高昂;而厌氧/好氧处理方法与硝化/反硝化方法会把废水中有价值的营养成分转化成污泥与二氧化碳。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的是提供一种乳制品废水回收方法。

为了解决上述技术问题,本申请揭示了一种乳制品废水回收方法,其包括以下步骤:

将废水通过格栅截留去除悬浮物;

将废水通过两级超滤膜过滤,两级超滤膜包括一级超滤膜和二级超滤膜,一级超滤膜的截留分子量为100~500kda,二级超滤膜的截留分子量为5~20kda,其中一级超滤膜截留脂肪和酪蛋白,二级超滤膜截留乳清蛋白;

将过滤后的废水通过纳滤膜过滤,纳滤膜的截留分子量为100~300da,纳滤膜截留乳糖,获得乳糖浓缩液。

根据本申请的一实施例,上述两级超滤膜的表面材料分别为超亲水性再生纤维素。

根据本申请的一实施例,上述纳滤膜的表面材料为亲水性材料。

根据本申请的一实施例,上述纳滤膜的表面材料为聚哌嗪酰胺、全芳香聚酰胺或磺化聚醚砜的一种。

根据本申请的一实施例,发酵乳糖浓缩液,生产乳酸或微藻。

根据本申请的一实施例,上述格栅的格子为50~200目。

与现有技术相比,本申请可以获得包括以下技术效果:

本申请的乳制品废水回收方法通过格栅、二级超滤及纳滤逐级去除废水中的杂质,获得酪蛋白、乳清蛋白、乳糖浓缩液和清洁用水,通过发酵乳糖浓缩液可充分利用资源,制得乳酸和乳酸菌,经济环保,避免浪费。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1是本申请的乳制品废水回收工艺的流程示意图。

具体实施例

以下将以图式揭露本申请的多个实施例,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说,在本申请的部分实施例中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

关于本文中所使用之“第一”、“第二”等,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本申请,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。

请参阅图1,其为本申请的乳制品废水回收工艺的流程示意图;如图所示,本申请的乳制品废水回收方法通过格栅1、两级超滤膜2及纳滤膜3对废水逐步过滤,获得乳糖浓缩液。首先,将乳制品废水流经格栅1,通过格栅1去除废水中较大的悬浮物,优选地,格栅1的格子数为50~200目。接着,废水流经两级超滤膜2,两级超滤膜2包括一级超滤膜21和二级超滤膜22。废水先流经一级超滤膜21,一级超滤膜21为疏松型超滤膜,其截留分子量为100~500kda,在保持较高流通量的同时,截留废水中的酪蛋白胶束和脂肪,截留获得的酪蛋白可回收利用。废水流经一级超滤膜21后形成一级超滤透过液,其中含有较低浓度的乳清蛋白,主要包括分子量约为18.3kda的β-乳球蛋白分子量,以及分子量约为14.2kda的α-乳白蛋白。优选地,膜材料为超亲水性的再生纤维素膜,其抗污染性能优异,疏水性蛋白难以造成膜污染,使超滤膜可长时间持续的运行,只用清水冲洗即可去除膜表面沉积的蛋白,从而能恢复膜通量,无需使用化学清洗剂,增加超滤膜的寿命。

进一步地,一级超滤透过液流经二级超滤膜22,二级超滤膜22的截留分子量为5~20kda,同理,二级超滤膜22亦为超亲水性再生纤维素膜,通过二级超滤膜22截留疏水性的乳清蛋白,形成二级超滤透过液,截留获得的乳清蛋白可回收利用。二级超滤透过液中含有乳糖、多肽、尿素、钠盐、磷酸盐、钙盐、镁盐或者硝酸盐等。

接着,将二级超滤透过液流经纳滤膜3。因为乳糖的分子量为342.3da,选用截留分子量在100~300da的纳滤膜3。优选地,纳滤膜3选用亲水性高的膜表面材料,如聚哌嗪酰胺、全芳香聚酰胺或者磺化聚醚砜纳滤膜,其纯水渗透系数较高,在较低跨膜压力下能获得较高的膜通量,从而提高纳滤膜3的过滤效率,降低能耗。通过纳滤浓缩二级超滤透过液,形成纳滤透过液,纳滤透过液为再生水,可直接排放,或者回用作清洁地面水或绿化水。与此同时,纳滤膜3截留乳糖,随着浓缩倍数的增加,浓缩液含有高浓度乳糖,获得乳糖浓缩液。另外,一般纯菌微生物发酵都需要高浓度原料,即可以减少蒸发和结晶成本,其可直接用于发酵产高浓度乳酸或者微藻。

以下通过二个实施例说明本申请的乳制品回收方法。

实施例1

以奶粉配置模拟乳品废水,其cod浓度为3000mg/l,总氮浓度为80mg/l。首先将废水通过格栅1去除大颗粒悬浮物。接着通过一级超滤膜21将酪蛋白胶束和脂肪颗粒过滤,一级超滤透过液的cod浓度从3000mg/l下降至1100~1300mg/l,总氮浓度从80mg/l下降到13~18mg/l。再通过二级超滤膜22截留乳清蛋白,二级超滤透过液的cod浓度进一步下降至1000~1200mg/l,总氮浓度进一步下降至7~10mg/l。最后采用纳滤膜3浓缩二级超滤透过液,浓缩倍数可高达40~60倍,纳滤透过液的cod浓度在100mg/l左右,乳糖浓缩液的cod浓度高达37000~55000mg/l,适于发酵产乳酸,可获得22~40g/l乳酸和3~6g/l乳酸菌。

实施例2

以实际乳制品废水为处理对象,其cod浓度为1800mg/l,总氮浓度为50mg/l。首先将废水通过格栅1去除大颗粒悬浮物。接着通过一级超滤膜21将酪蛋白胶束和脂肪颗粒过滤,一级超滤透过液的cod浓度从1800mg/l下降至700~900mg/l,总氮浓度从50mg/l下降到8~10mg/l。再通过二级超滤膜22截留乳清蛋白,二级超滤透过液的cod浓度进一步下降至600~800mg/l,总氮浓度进一步下降至6~8mg/l。最后采用纳滤膜3浓缩二级超滤透过液,浓缩倍数可高达40~60倍,纳滤透过液的cod浓度在70mg/l左右,乳糖浓缩液的cod浓度高达17000~35000mg/l,适于发酵产乳酸,可获得10~23g/l乳酸和1.5~3g/l乳酸菌。

综上所述,本申请的一或多个实施例中,本申请的乳制品废水回收方法通过格栅、二级超滤及纳滤逐级去除废水中的杂质,获得酪蛋白、乳清蛋白、乳糖浓缩液和清洁用水,通过发酵乳糖浓缩液可充分利用资源,制得乳酸和乳酸菌,经济环保,避免浪费。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本申请的权利要求范围之内。

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