高盐蛋白废水处理系统的制作方法

本实用新型涉及废水技术领域，具体而言，涉及一种高盐蛋白废水处理系统。

背景技术：

含盐量高、cod超标和排放量大的高盐蛋白废水生产废水给企业造成了不小的环保压力。现有技术中采用的减压浓缩的方式进行蒸发回用，设备一次性投入大、运行成本高。由于cod含量高，溶液中的有机物在蒸发设备运行过程中，电解质环境和温度发生变化，造成溶液中的蛋白质变性析出，使溶液粘度增加轻则“结垢”造成换热效果不好，增加运行费用；重则阻塞热浓缩循环管路中断运行，甚至损伤设备。另外，由于溶液粘度增加，还容易产生泡沫一起进入清液系统，严重影响蒸出液的品质。

因此亟需一种综合处理成本较低，能耗较小的目的高盐蛋白废水处理系统。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种高盐蛋白废水处理系统，以解决现有技术中高盐蛋白废水综合处理成本高，能耗大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种高盐蛋白废水处理系统，包括依次连接的初步过滤单元、膜澄清单元、膜分离单元、膜浓缩单元；

所述膜浓缩单元包括去除小分子有机物和部分二价无机盐的纳滤单元、反渗透过滤单元，所述反渗透过滤单元包括依次连接的拦截大部分无机盐的浓缩脱盐装置、进一步拦截无机盐的精脱盐装置。

进一步地，所述初步过滤装置之前设有絮凝池、所述初步过滤装置与膜澄清单元之间设有循环罐，所述絮凝池连有第一ph监测仪，所述循环罐连有第二ph监测仪，所述膜澄清单元与膜浓缩单元之间还设有有机分离单元，所述有机分离单元包括依次连接的分离大分子有机物的分离装置、进一步拦截有机物的拦截装置。

进一步地，所述分离装置与拦截装置之间设有第一中间罐，所述纳滤单元浓液出口与第一中间罐相连；

所述纳滤单元与浓缩脱盐装置之间设有第二中间罐，所述精过滤装置的浓液出口与第二中间罐相连；

所述浓缩脱盐装置、精脱盐装置之间设有第三中间罐；

所述拦截装置与纳滤单元之间设有第四中间罐。

进一步地，膜澄清单元包括中空纤维膜过滤装置，截留分子量为50000da、80000da、100000da、150000da、200000da、250000da中的一种。

进一步地，所述膜澄清单元进液口还设有初步过滤单元，所述初步过滤单元包括布袋/板框过滤装置，所述初步过滤单元、膜澄清单元之间设有循环罐。

进一步地，所述布袋/板框过滤装置的过滤精度为0.5μm、1μm、5μm、10μm中的一种。

进一步地，所述有机分离单元包括第一卷式超滤膜有机分离装置、第二卷式超滤或纳滤膜有机分离装置。

进一步地，所述第一卷式超滤膜有机分离装置的截留分子量为10000da、8000da、5000da、3000da、2500da、1000da中的一种，第二卷式超滤或纳滤膜有机分离装置的截留分子量为2500da、1000da、800da、600da、500da、300da、150da中的一种。

进一步地，所述纳滤单元包括卷式、蝶式或板式纳滤膜装置。

进一步地，反渗透过滤单元包括第一反渗透膜过滤装置、第二反渗透膜过滤装置。

进一步地，第一反渗透膜过滤装置的截留分子量为1000da,800da,500da,300da,150da，100da，50da中的一种，第二反渗透膜过滤装置的过滤精度为1000da,800da,500da,300da,150da，100da，50da中的一种。

可见，本实用新型高盐蛋白废水处理系统由此解决浓缩脱盐过程不出液的问题，并且还解决了出水盐含量超标不能回用于生产的技术难题。获取了最优的综合处理成本，达到节能降耗的目的。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本实用新型的理解，附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1为本实用新型高盐蛋白废水处理系统的设备流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：

本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

关于本实用新型中术语和单位。本实用新型的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

如图1所示：

废水处理方法，包括以下步骤：

a将废水原液通入到膜澄清单元12中拦截固体悬浮物和大分子杂质得到第一处理液；

b将第一处理液通入到有机分离单元2中，先经过分离装置2去除大部分大分子有机物,之后经过ph调节装置221升高处理液的ph值保持处理液中无有机蛋白析出情况出现，拦截装置22进一步拦截装置中的有机物，得到第二处理液；

c将第二处理液通入到膜浓缩单元中，先经过纳滤单元3去除小分子有机物和部分二价无机盐的，之后依次经过反渗透过滤单元4中的浓缩脱盐装置41拦截大部分无机盐、经过精脱盐装置42进一步拦截无机盐得到达标清液，浓缩脱盐装置41的运行压力≥2.5mpa，精脱盐装置42的运行压力＜2.5mpa。

所述分离装置21与拦截装置22之间设有第一中间罐5，所述纳滤单元3浓液出口与第一中间罐5相连；

所述纳滤单元3与浓缩脱盐装置41之间设有第二中间罐6，所述精过滤装置的浓液出口与第二中间罐6相连。

所述浓缩脱盐装置41、精脱盐装置42之间设有第三中间罐7。

膜澄清单元12包括中空纤维膜过滤装置，截留分子量为50000da、80000da、100000da、150000da、200000da、250000da中的一种。

所述膜澄清单元12进液口还设有初步过滤单元11，所述初步过滤单元11包括布袋/板框过滤装置111，所述初步过滤单元11、膜澄清单元12之间设有循环罐8。

所述布袋/板框过滤装置的过滤精度为0.5μm、1μm、5μm、10μm中的一种。

所述有机分离单元2包括第一卷式超滤膜有机分离装置、第二卷式超滤膜有机分离装置。

所述第一卷式超滤膜有机分离装置的截留分子量为10000da、8000da、5000da、3000da、2500da、1000da中的一种，第二卷式超滤膜有机分离装置的截留分子量为2500da、1000da、800da、600da中的一种。

所述纳滤单元3包括卷式膜纳滤装置。

反渗透过滤单元4包括第一反渗透膜过滤装置、第二反渗透膜过滤装置。

第一反渗透膜过滤装置的截留分子量为1000da,800da,500da,300da,150da，100da，50da中的一种，第二反渗透膜过滤装置的过滤精度为1000da,800da,500da,300da,150da，100da，50da中的一种。

高盐蛋白废水处理系统，包括依次连接的膜澄清单元12、有机分离单元2、膜浓缩单元；

有机分离单元2包括依次连接的分离大分子有机物的分离装置21、进一步拦截有机物的拦截装置22；

所述膜浓缩单元包括去除小分子有机物和部分二价无机盐的纳滤单元3、反渗透过滤单元4，所述反渗透过滤单元4包括依次连接的拦截大部分无机盐的浓缩脱盐装置41、进一步拦截无机盐的精脱盐装置42。

所述分离装置21与拦截装置22之间设有第一中间罐5，所述纳滤单元3浓液出口与第一中间罐5相连；

所述纳滤单元3与浓缩脱盐装置41之间设有第二中间罐6，所述精过滤装置的浓液出口与第二中间罐6相连。

所述浓缩脱盐装置41、精脱盐装置42之间设有第三中间罐7。

膜澄清单元12包括中空纤维膜过滤装置，截留分子量为50000da、80000da、100000da、150000da、200000da、250000da中的一种。

所述膜澄清单元12进液口还设有初步过滤单元11，所述初步过滤单元11包括布袋/板框过滤装置111，所述初步过滤单元11、膜澄清单元12之间设有循环罐8。

所述布袋/板框过滤装置的过滤精度为0.5μm、1μm、5μm、10μm中的一种。

所述有机分离单元包括第一卷式超滤膜有机分离装置、第二卷式超滤或纳滤膜有机分离装置。

所述第一卷式超滤膜有机分离装置的截留分子量为10000da、8000da、5000da、3000da、2500da、1000da中的一种，第二卷式超滤或纳滤膜有机分离装置的截留分子量为2500da、1000da、800da、600da、500da、300da、150da中的一种。

所述纳滤单元包括卷式、蝶式或板式纳滤膜装置。

反渗透过滤单元包括第一反渗透膜过滤装置、第二反渗透膜过滤装置。

第一反渗透膜过滤装置的截留分子量为1000da,800da,500da,300da,150da，100da，50da中的一种，第二反渗透膜过滤装置的过滤精度为1000da,800da,500da,300da,150da，100da，50da中的一种。

废水预处理

各工艺点废水经过栅栏拦截掉大部分大颗粒、凝固后的油脂及条状杂质后进入废水收集池。各工艺点废水在废水收集池混合均匀后进入ph调节池，将混合废水ph值至8.5左右进入气浮机处理工序，经过气浮机撇渣桶分离掉浮在水面的游渣再进入精密过滤工序，精密过滤器过滤掉溶液中的细微颗粒又进入絮凝工序，絮凝工序经过絮凝处理、沉降上清液进入膜澄清工序。沉降池下部发固体物质进入其他工序进行处理。

膜澄清

经过精密过滤后的混合废水进入膜澄清工序：利用膜澄清系统高精度过滤截留料液中预处理无法处理的少量油脂、细微固体悬浮物和部分大分子杂质，形成清液进入有机分离工序。被截留的少量油脂、细微固体悬浮物和部分大分子杂质由于体积变小形成浓液，浓液被输送到絮凝工序。经过添加絮凝剂让大分子杂质聚集沉降并分层。上清液进入膜澄清工序，经保障性过滤后进入膜澄清系统。清液进入有机分离工序去除大分子蛋白有机物。浓液到絮凝工序，经过絮凝分层后的清液返回膜澄清处理；絮凝的下部沉淀则和其他杂质合并处理。

膜澄清工序作用在于去除细微固体悬浮物和大分子杂质作用：一方面达到有机分离膜进料条件；另一方面去除部分大分子杂质后减轻后续工序负担，其优点在于与传统工艺预处理后絮凝，然后膜澄清相比：a.需要絮凝的废水体积不到原体积的10％，絮凝剂添加量大幅度减少，经济性好；b.添加剂大幅度减少，降低了后续环保处理压力，更减少的后续有机膜的污堵，运行陈本低，工艺稳定；c.经过膜澄清后的浓液，杂质含量高，更有利于絮凝沉降反应过程，工艺设计更加科学合理；d.膜澄清工艺属于精度控制，克服了絮凝沉降因原水水质和工艺条件波动，造成出水水质稳定性的工艺问题。

膜澄清装置采用的膜元件根据材料分为：无机膜和有机膜；根据过滤精度分为：微滤(mf)、超滤(uf)、纳滤(nf)和反渗透(ro)；根据膜结构形式的不同分为：办板式、卷式、碟片式、管式膜和中空纤维膜。

操作指标如下：

有机分离工序

工艺过程如下：

经过膜澄清工序拦截少量油脂、细微固体悬浮物和部分大分子杂质后，混合废水水质已经达到了有机分离膜的进料要求；同时经膜澄清拦击有机大分子后，还减轻了后续工序负荷。混合废水液进入有机分离工序采用2500da过滤精度的膜截绝大部分大分子有机杂质后(有机分离段)：浓液被输送到其他工序回收蛋白质；透过膜的清液由于仍然含有大量的有机物，因此，采用1000da过滤精度的膜进行再次拦截过滤：有机分离清液中透过2500da过滤精度膜的有机物被拦截形成浓液，这部分浓液返回到2500da过滤精度的膜进口与膜澄清出来的料液混合后进入2500da过滤精度的膜；透过1000da过滤精度的膜的纯净的液体则为清液进入浓缩工序进一步处理。

有机分离工艺的作用在于：去有机大分子杂质作用：一方面回收并纯化废水中的蛋白质作为产品销售；另一方为后续浓缩工序减轻负荷。

其相比于现有技术的优点在于：与靠单一过滤精度膜分离有机物相比：a.单一过滤精度膜浓缩物料是通量衰减很快，只能靠单纯的提高压力来维持膜通量，能耗高、膜污染情况严重；b.单一过滤精度膜浓缩物料膜面浓度高，透过膜清液有机物含量高，给后续浓缩工序造成很大的过滤压力或很难达到技术标准；c.采用分离段和拦截段两种过滤精度的膜联合使用，膜负荷分布均匀、膜通量稳定，低压运行经济合理。d.采用分离段和拦截段两种过滤精度的膜联合使用，既保证了浓液出液含量高，又保证了清液出液达到技术标准，工艺设计科学合理。e.采用分离段和拦截段两种过滤精度的膜联合使用，膜负荷分布均匀,膜面浓度低，膜污染程度小，极大延迟的膜的使用寿命。

a.采用膜澄清+有机分离双膜法工艺，有机分离进料不会受工艺波动影响。工艺稳定b.有机分离维持一定ph值下进行，避免后有机分离过程中，特别是浓液因溶液组分改变发生蛋白质变性、沉淀析出。c.采用两段或多段不同过滤精度的膜串联，即有机分离采用高分子截留+低分子截留的方式，达到使膜负荷分布均匀，通量稳定，能耗低，膜污染程度小；

有机分离工艺采用的膜元件：根据材料分为：无机膜和有机膜；根据过滤精度分为：微滤(mf)、超滤(uf)、纳滤(nf)和反渗透(ro)；根据膜结构形式的不同分为：办板式、卷式、碟片式、管式膜和中空纤维膜。根据膜运行压力不同可分为：低压膜(＜2.5mpa)和高压膜(≥2.5mpa)。

有机分离操作指标：

浓缩阶段

工艺过程如下：

经过有机分离拦截段截留住细小分子蛋白质后的清液，有机物含量大幅度降低，废水中剩余组分绝大多数为无机盐。清液进入浓缩工序预过滤段除去小分子有机物和部分二价物价盐：拦截小分子有机物和二价无机盐形成浓液返回有机分离拦截段，与有机分离段出来的清液混合进入有机分离拦截段膜分离系统；被拦截小分子有机物和二价无机物后的混合废水透过预过滤膜形成清液进入浓缩工序高压浓缩段。

高压浓缩段拦截绝大部分无机盐和细小分子有机物：拦截细小分子有机物和绝大部分无机盐形成浓液排出系统进行热浓缩干燥获得固体；混合废水经过拦截细小分子有机物和绝大部分无机盐透过膜形成清液。由于浓缩段膜面浓度非常高，因此，清液中还含有部分无机盐不能达到技术标准。清液经浓缩工序高压浓缩短排出就，还需经过浓缩工序低压精过滤才能达到预期的技术标准。

低压精过滤段由于膜面浓度很低，所以出系统清液能够达到预期的技术标准回用于生产，达到节能降耗的目的：经过低压精过滤拦截小部分无机盐后形成浓液，返回到浓缩工序高压浓缩段与预过滤出来的清液混合进入高压浓缩系统；截留小部分无机盐后的清液则达到预期技术指标回用于生产。

浓缩工艺的作用在于：采用混合水低含量时采用高压膜过滤进行浓缩，去除大量的水分。然后，采用低压热浓缩结晶或其他的蒸发干燥方法回收无机盐固体，达到大幅度降低综合运行成本的目的。

其相比于现有技术的优点在于：与低压热浓缩结晶或其他的蒸发干燥方法回收无机盐固体，或低压热浓缩结晶或其他的蒸发干燥与单级高压膜过滤相结合：a.单一低压热浓缩结晶或其他的蒸发干燥方法回收无机盐固体，由于无机盐浓度低、体积庞大，运行费用非常高。膜过滤成本为热浓缩成本10％-15％，因此，热浓缩与高压膜浓缩相结和综合运行费用会大幅度降低；b.单一高压膜浓缩设备投入高，运行时膜面浓度高清液很难达到预定技术标准，采用高压膜浓缩与低压膜浓缩相结合，既能保证出系统浓液无机盐含量高，又能使清液达到预定的技术标准；c.采用高压膜浓缩与低压膜浓缩前增加预过滤，去除大量的二价无机盐，以降低后续高压浓缩段的负荷，工艺配置科学合理，适当降低高压浓缩段运行压力，明显降低设备综合运行费用。d.采用高压膜浓缩与低压膜浓缩前增加预过滤，去除大量的二价无机盐，以降低后续高压浓缩段的负荷，明显降低膜面无机盐运行浓度，膜污染程度小，极大延迟的膜的使用寿命。

浓缩工艺阶段采用的膜元件：根据材料分为：无机膜和有机膜；根据过滤精度分为：微滤(mf)、超滤(uf)、纳滤(nf)和反渗透(ro)；根据膜结构形式的不同分为：办板式、卷式、碟片式、管式膜和中空纤维膜。根据膜运行压力不同可分为：低压膜(＜2.5mpa)和高压膜(≥2.5mpa)。

操作指标保护：

实施例

本实用新型在高盐蛋白液处理中的应用

高盐蛋白液原液按以下工艺参数进入高盐蛋白废水处理系统。该界面物料仅取样检测、统计平均数据如下:

处理要求

要求废水经处理后清水出水水质达到gb/t19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》，表1，“工艺与产品用水”标准。

工艺中的预处理部分采用高强度、抗污染性能好、经济易得的超滤膜，这种膜经久耐用、不易堵塞。这种膜也有缺点，原液中的硬性颗粒或大的固体颗粒在泵输送下高速进入超滤膜，容易划伤膜片，从而损伤膜元件，因此，在原液进入超滤预处理前用5μm的布袋或板框进行初过滤，从而保护超滤膜不受损伤。

膜澄清系统

澄清系统处于着整个工艺中负荷最重、污染最大的环境之中，因此，除了选取特殊结构提高膜的抗污染性能，还应从运行工艺上进行针对性的设计。鉴于澄清膜所处的工况，宜采用开放式运行工艺。开放式工艺最大的缺点是只能间歇式运行。因此，对于1300m³/h的处理量需要80m³的循环罐才能适应工艺的需要，清洗维护方便可以采用两个并联20m³和60m³循环罐各一个。因为，膜澄清工序任务相对独立且不宜与其他工序混料，因此，没有在工艺示意图中表示出来。

有机分离单元

有机分离单元是将有机分离的分离段和拦截段集成到一个撬装基座上。有机分离段所用的物料膜必须在一定的膜面流速下才能发挥“错流”过滤不易堵塞的最佳优势。因此，宜采用半开半闭式工艺，以降低有机分离单元的运行成本。有机分离单元由分离段和拦截段组成，需要同时配置两个中间罐。由于采用了半开半闭运行工艺并兼顾膜设备的清洗维护需要，有机分离单元配置10m³和15m³的中间罐各一个。

另外，浓液如果分段排放将不能保证浓液总量控制在指定的范围内，因此，采用拦截段浓液回流到分离段入口，然后由分离段浓缩后排出系统。

本申请人在试验过程中发现，分离段后大部分有机蛋白已经被截留，在拦截段的浓液反而出现了“浑浊”，为了解决“浑浊”技术问题，申请人通过实验证明在拦截段处升高ph值能够很好地好解决有机蛋白质析出。因此在一定ph值条件下，使溶液体系远离蛋白质的等电点，溶液不再出现“浑浊”。采用这一处理方法后，即使添加溶液到循环罐引起溶液温度骤升骤降，也不会出现溶液“浑浊”现象。因此，维持料液一定ph是解决有机污染非常有效的办法。实际操作过程中，ph调节装置221具体为包括絮凝池，澄清循环罐，在絮凝池中设置一台ph在线监测仪，溶液絮凝完成且ph达到设定范围后再泵入澄清循环罐内，同时在澄清循环罐的内部也设置一台ph在线监测仪，再次确认物料的ph，如果出现特殊情况，如ph达到溶液出现“浑浊”的界限时，系统报警并延时停机。

纳滤系统

纳滤系统的功能相对独立。由于纳滤对盐具有一定的拦截效率，因此，能够减轻后续工序的负荷，并保证后续工序持续稳定的运行。纳滤系统运行压力较高适合采用半开半闭工艺，由于纳滤系统相当庞大、管路特别复杂，因此，生产中采用两个15m³的中间罐作为盛装液体和清洗维护使用。

另外，为了降低整个系统浓液排放量，纳滤浓液不宜单独排放。从技术(不至于稀释分离段出液)和经济性，将纳滤浓液返回到拦截段入口较为合理。

膜浓缩脱盐系统

浓缩脱盐系统作为整个大系统的核心部分，其他工序都围绕浓缩脱盐系统配置。根据作用不同浓缩脱盐工序浓缩段、精过滤段组成。如前所述，纳滤系统过于庞大，不便于与浓缩脱盐系统集成到一个撬装基座上。因此，生产上的浓缩工序仅由浓缩段和精过滤段组成。