申请日2014.10.20
公开(公告)日2015.04.01
IPC分类号C02F1/469; C02F9/06
摘要
本实用新型涉及一种肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，包括废水贮槽、酸析装置、过滤装置、盐水箱、双极膜装置、循环冷却水换热装置、酸箱、碱箱，所述废水贮槽、酸析装置、过滤装置、盐水箱、双极膜装置通过提升泵、增压泵或盐水循环泵以及连通管道依次连接，所述双极膜装置与循环冷却水换热装置之间通过泵和循环管道连接，所述酸箱通过酸循环泵和管道与所述双极膜装置连通，所述碱箱通过碱循环泵和管道与所述双极膜装置连通。本实用新型能回收蛋白质，无二次污染、无固废产生、脱除的盐能直接转化为一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，回用至前端的酸析装置或生产装置，具有脱盐效果好、节约资源与能源、工艺简单、运行费用低等优点。
权利要求书
1.一种肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：包括废水贮槽、酸析装置、过滤装置、盐水箱、双极膜装置、循环冷却水换热装置、酸箱、碱箱，所述废水贮槽、酸析装置、过滤装置、盐水箱、双极膜装置通过提升泵、增压泵或盐水循环泵以及连通管道依次连接，所述双极膜装置与循环冷却水换热装置之间通过泵和循环管道连接，所述酸箱通过酸循环泵和管道与所述双极膜装置连通，所述碱箱通过碱循环泵和管道与所述双极膜装置连通。
2.根据权利要求1所述的肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：所述双极膜装置包括阴极、阴极室、酸室、盐室、碱室、阳极室、阳极，各室间通过阴、阳离子交换膜或双极膜分隔排列组成，其排列方式为阳离子交换膜-双极膜-阴离子交换膜。
3.根据权利要求2所述的肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：所述酸箱通过酸循环泵和管道与所述双极膜装置的酸室连通，所述碱箱通过碱循环泵和管道与所述双极膜装置的碱室连通。
4.根据权利要求2所述的肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：所述阴、阳离子交换膜间均设有带流道的弹性隔板，阳极为钛涂钌电极，阴极为不锈钢电极。
5.根据权利要求1所述的肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：所述过滤装置包括精度为0.45~1.0μm的滤芯过滤装置或滤布目数大于8000目的板框过滤机。
6.根据权利要求1所述的肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：所述酸循环泵、碱循环泵、盐水循环泵均设有侧线出流口。
7.根据权利要求6所述的肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：所述酸析装置设有盐酸进口，所述盐酸进口通过管道与所述酸循环泵的侧线出流口连通。
8.根据权利要求1所述的肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，其特征在于：所述盐水循环泵出口端设有快装式滤芯过滤器。
说明书
一种肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及医药废水技术领域，具体涉及一种肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统。
背景技术
肝素是一种蛋白多糖，它常与蛋白质结合在一起，广泛存在于生命体的肝脏、肠粘膜和肺等器官中。它具有广泛的生物学功能和药用价值，如抗凝血、澄清血脂、降低胆固醇、抗炎症、抗过敏、抗病毒和降血脂等，因此需求量逐年增加。但是，由于提取工艺落后，产生的废水量大且污染严重(CODCr在20000 mg/L以上)，严重制约了肝素提取工业的发展。因此，改进提取工艺和治理过程废水成为促进肝素提取工业发展的必有之路。国内对此类废水大多采取水稀释和脱盐法降低其中的氯化钠浓度，然后采用生物法、絮凝法、浓缩-焚烧等处理。絮凝法投资大，且运营成本高，生物法虽然可以很好的处理此类废水，但是耐盐细菌的筛选、培养和驯化周期长，且其处理效果受环境影响大，使得大范围使用受限，处理也不彻底。
肝素钠的生产过程包括：原料处理、酶解提取、离子交换吸附、精制等工序。生产过程中，由于酸、碱的大量使用，将排出大量含盐废水，排放量约为500~2500吨(废水)/吨(产品)，废水组分包括：92~96%(W/W)、氯化钠2.0~5.0%(W/W)、有机物2.0~3.0%(W/W)、总磷、总氮等。分层废水占整个产品排水量的8%以上。此类废水具有有机物浓度高，盐份含量高的特点。如直接进入生化处理系统，将导致系统无法正常运行。目前的处理系统主要有蒸馏脱盐和稀释后进入生化处理系统两种。
蒸馏脱盐采用三效减压蒸馏或MVR蒸馏的方式，将废水中的水分和部分挥发性有机物以水蒸汽形式蒸馏出来，剩余浓液经结晶釜结晶分离出含有氯化钠结晶的废渣。此类废渣由于含有部分难挥发有机物和合成反应中间体，无法直接被利用，只有作为工业危险废物处理，极易造成二次污染，而且运行成本高。稀释后进入生化处理系统的方法因盐份浓度过高，为满足生化处理进水的要求，需稀释至少10倍以上才能满足要求，造成水的大量浪费，在实际操作中有较大问题。因此，开发出一种肝素钠生产高浓度含盐废水的处理系统也就成为研究热点之一。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，能回收蛋白质，无二次污染、无固废产生、脱除的盐能直接转化为一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，回用至前端的处理装置或生产装置，具有脱盐效果好、节约资源与能源、工艺简单、运行费用低等优点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种肝素钠生产高浓度含盐废水处理系统，包括废水贮槽、酸析装置、过滤装置、盐水箱、双极膜装置、循环冷却水换热装置、酸箱、碱箱，所述废水贮槽、酸析装置、过滤装置、盐水箱、双极膜装置通过提升泵、增压泵或盐水循环泵以及连通管道依次连接，所述双极膜装置与循环冷却水换热装置之间通过泵和循环管道连接，所述酸箱通过酸循环泵和管道与所述双极膜装置连通，所述碱箱通过碱循环泵和管道与所述双极膜装置连通。
进一步地，所述双极膜装置包括阴极、阴极室、酸室、盐室、碱室、阳极室、阳极，各室间通过阴、阳离子交换膜或双极膜分隔排列组成，其排列方式为阳离子交换膜-双极膜-阴离子交换膜。
进一步地，所述酸箱通过酸循环泵和管道与所述双极膜装置的酸室连通，所述碱箱通过碱循环泵和管道与所述双极膜装置的碱室连通。
进一步地，所述阴、阳离子交换膜间均设有带流道的弹性隔板，阳极为钛涂钌电极，阴极为不锈钢电极。
进一步地，所述过滤装置包括精度为0.45~1.0μm的滤芯过滤装置或滤布目数大于8000目的板框过滤机。
进一步地，所述酸循环泵、碱循环泵、盐水循环泵均设有侧线出流口。
进一步地，所述酸析装置设有盐酸进口，所述盐酸进口通过管道与所述酸循环泵的侧线出流口连通。
进一步地，所述盐水循环泵出口端设有快装式滤芯过滤器，以过滤脱盐过程中产生的悬浮胶体。
本实用新型的双极膜装置工作原理如下(见图2)：
将过滤后废水泵入双极膜装置的盐室，同时在酸、碱室中泵入去离子水，极室加入一定浓度的碱液;将双极膜装置的阴、阳极分别与直流电源的负、正极连接，控制直流电场电流密度与极间电压;酸、碱、盐室溶液分别采用循环泵在相应室内循环，通过换热装置控制各室溶液温度，控制系统中设置温度传感器，在超过设定温度时，加大换热器冷却液流量，以防止过高温度损坏膜组件。
废水中的氯离子在电场作用下，选择性透过阴离子交换膜到达酸室，与双极膜产生的氢离子结合生成盐酸;废水中的钠离子选择性透过阳离子交换膜到达碱室，与双极膜产生的氢氧根离子结合生成氢氧化钠，从而实现将废水中的氯化钠分别转化为对应的酸与碱，实现了脱盐的目的。
双极膜装置中的酸室、碱室、盐室中的溶液均采用循环泵单独循环，泵出口侧线出流成品，通过控制不同循环泵的侧线出流量来分别控制脱盐率、酸浓度、碱浓度。
本实用新型的积极效果在于：通过酸析装置与双极膜装置的组合，改变了肝素钠生产高浓度含盐废水的传统处理系统。将废水中的氯化钠重新生成盐酸和氢氧化钠，完全避免了原来蒸馏工艺所产生的废渣的二次污染问题;生产出的盐酸和氢氧化钠无杂质，纯度高，可直接回用至前端的酸析处理过程或生产过程;同时，利用酸析装置，将废水中绝大部分蛋白质进行回收，回收的蛋白质可加工成饲料，整个系统做到资源的最大化回收利用。运用本实用新型，可将整个生产过程中60~80%以上的酸、碱循环利用，大大降低了生产过程中酸、碱的消耗量;同时，也降低了盐份对后续污水处理系统的影响。经过本实用新型处理后的含盐废水，氯化钠含量可降低至8~10g/L，基本上满足了污水生化处理系统的基本含盐量要求。与传统蒸馏处理对比，本处理方法无任何二次污染产生，所生成的酸、碱可直接回用至酸析处理过程或生产过程，且能耗费用小于100元/m3废水。本实用新型也可以替代目前的稀释处理方式，成倍减少废水总排放量。