申请日 20170228
公开（公告）日 20201110
IPC分类号 C02F1/44; C02F9/10; C02F103/38; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种处理肝素钠生产废水的方法，所述肝素钠生产废水中的COD含量≥21400mg/L、蛋白质含量≥12.4g/L，方法包括以下步骤：1)将所述肝素钠生产废水通过对分子量≥40000的物质的拦截率≥99％的第一过滤设备，所述肝素钠生产废水穿过第一过滤设备的过滤介质形成第一清液；2)将所述第一清液通过对分子量≥100的物质的拦截率≥99％的第二过滤设备，所述第一清液穿过第二过滤设备的过滤介质形成第二清液；3)将所述第二清液通过对分子量≥100的物质的拦截率≥99.5％的第三过滤设备，所述第二清液穿过第三过滤设备的过滤介质形成第三清液；所述第一清液中的蛋白质含量≤2.2g/L；所述第二清液中的COD含量≤500mg/L；所述第三清液中的COD含量≤120mg/L。
权利要求书
1.处理肝素钠生产废水的方法，所述肝素钠生产废水中的COD含量≥21400mg/L、蛋白质含量≥12.4g/L，方法包括以下步骤：
1)将所述肝素钠生产废水通过对分子量≥40000的物质的拦截率≥99％的第一过滤设备(1)，所述肝素钠生产废水穿过第一过滤设备(1)的过滤介质形成第一清液，所述肝素钠生产废水被第一过滤设备(1)的过滤介质截留形成第一浓缩液；所述第一过滤设备(1)为管式膜过滤器，其过滤介质为管式超滤膜；
2)将所述第一清液通过对分子量≥100的物质的拦截率≥99％的第二过滤设备(2)，所述第一清液穿过第二过滤设备(2)的过滤介质形成第二清液，所述第一清液被第二过滤设备(2)的过滤介质截留形成第二浓缩液；所述第二过滤设备(2)为碟管式膜组件，过滤介质为纳滤膜片(24)；所述第二过滤设备(2)的过滤压力为80-85bar，回收率为60-80％；
3)将所述第二清液通过对分子量≥100的物质的拦截率≥99.5％的第三过滤设备(3)，所述第二清液穿过第三过滤设备(3)的过滤介质形成第三清液，所述第二清液被第三过滤设备(3)的过滤介质截留形成第三浓缩液；所述第三过滤设备(3)为卷式膜组件，过滤介质为卷式纳滤膜；所述第三过滤设备(3)的过滤压力为10-15bar，回收率为60-80％；
所述第一清液中的蛋白质含量≤2.2g/L；所述第二清液中的COD含量≤500mg/L；所述第三清液中的COD含量≤120mg/L。
2.如权利要求1所述的处理肝素钠生产废水的方法，其特征在于：还包括对所述肝素钠生产废水进行预处理：将所述肝素钠生产废水通过对平均粒度≥0.1μm的物质的拦截率≥95％的初级过滤设备(10)，所述肝素钠生产废水穿过初级过滤设备(10)的过滤介质后形成初级母液，所述初级母液进入第一过滤设备(1)。
3.如权利要求1所述的处理肝素钠生产废水的方法，其特征在于：所述第一过滤设备(1)的过滤介质为直径为8-20mm的管式超滤膜。
4.如权利要求3所述的处理肝素钠生产废水的方法，其特征在于：所述第一过滤设备(1)为内压型管式膜组件；所述第一过滤设备(1)的过滤压力为1.9-2.5bar，回收率为85-95％。
5.如权利要求1所述的处理肝素钠生产废水的方法，其特征在于：所述第二过滤设备(2)的过滤结构为相互间隔堆列的纳滤膜片(24)和导流盘(25)。
6.如权利要求1所述的处理肝素钠生产废水的方法，其特征在于：还包括对所述第二浓缩液和第三浓缩液进行蒸发结晶处理，所得冷凝液中的COD含量≤100mg/L。
7.处理肝素钠生产废水的设备，其特征在于：包括依次连接的对分子量≥40000的物质的拦截率≥99％的第一过滤设备(1)、与第一过滤设备(1)的第一清液出口连接的对分子量≥100的物质的拦截率≥99％的第二过滤设备(2)、与第二过滤设备(2)的第二清液出口连接的对分子量≥100的物质的拦截率≥99.5％的第三过滤设备(3)以及使料液逐级流动的泵；所述第二过滤设备(2)为碟管式膜组件；所述第三过滤设备(3)为卷式膜组件；所述第二过滤设备(2)和第三过滤设备(3)的过滤介质为纳滤膜片。
8.如权利要求7所述的处理肝素钠生产废水的设备，其特征在于：还包括对平均粒度≥0.1μm的物质的拦截率≥95％的初级过滤设备(10)，所述初级过滤设备(10)的初级母液出口与第一过滤设备(1)的进液口相连；还包括与第二过滤设备(2)的第二浓缩液出口和第三过滤设备(3)的第三浓缩液出口相连的蒸发结晶设备(62)；还包括与第一过滤设备(1)的第一浓缩液出口相连的蛋白质提取设备(52)。
说明书
处理肝素钠生产废水的方法和设备
技术领域
本发明涉及肝素钠生产废水处理的技术领域，尤其涉及处理肝素钠生产废水的方法和设备。
背景技术
肝素钠是粘多糖硫酸酯类抗凝血药，通常为由猪或牛的小肠粘膜中提取的硫酸氨基葡聚糖的钠盐。提取方法通常采用树脂吸附法，即采用树脂吸附小肠粘膜经酶解后的料液中的肝素钠。但是，经过树脂吸附后的残留液呈土黄色，并伴有大量的悬浮物、蛋白质、COD和较高的色度。现处理工艺为配以生活污水及地下水稀释后进入污水处理系统，但是系统运行压力仍然极大且运行状态不稳定，因而亟需寻求一种回收蛋白、脱COD和脱色工艺，希望一方面可以变废为宝，另一方面降低污水处理系统运行压力。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种处理肝素钠生产废水的方法和设备，已解决现有污水处理系统存在的运行压力大、资源浪费的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，处理肝素钠生产废水的方法，所述肝素钠生产废水中的COD含量≥21400mg/L、蛋白质含量≥12.4g/L，方法包括以下步骤：
1)将所述肝素钠生产废水通过对分子量≥40000的物质的拦截率≥99％的第一过滤设备，所述肝素钠生产废水穿过第一过滤设备的过滤介质形成第一清液，所述肝素钠生产废水被第一过滤设备的过滤介质截留形成第一浓缩液；
2)将所述第一清液通过对分子量≥100的物质的拦截率≥99％的第二过滤设备，所述第一清液穿过第二过滤设备的过滤介质形成第二清液，所述第一清液被第二过滤设备的过滤介质截留形成第二浓缩液；所述第二过滤设备为碟管式膜组件；
3)将所述第二清液通过对分子量≥100的物质的拦截率≥99.5％的第三过滤设备，所述第二清液穿过第三过滤设备的过滤介质形成第三清液，所述第二清液被第三过滤设备的过滤介质截留形成第三浓缩液；所述第三过滤设备为卷式膜组件；
所述第一清液中的蛋白质含量≤2.2g/L；所述第二清液中的COD含量≤500mg/L；所述第三清液中的COD含量≤120mg/L。
第一过滤设备可以将肝素钠生产废水中的大量蛋白质截留于第一浓缩液中，将该第一浓缩液进行处理即可回收大量的蛋白质，实现变废为宝。采用第二过滤设备可以将大量的COD截留于第二浓缩液中，经过简单的结晶处理，即可实现盐类的回收。经过第二过滤设备处理得到的第二清液仍具有一定的色度。采用第三过滤设备对第二清液进行进一步的处理，可以得到无色透明的第三清液且可以进一步截留一部分的COD，使第三清液达到排放标准。经验证，当且仅采用第二过滤设备对所述肝素钠生产废水进行处理时，由于第二过滤设备能够截留的物质的分子量较小，因此第二过滤设备将截留住大量的蛋白质，导致出现严重的浓差极化效应，使第二过滤设备的通量下降严重，运行过程不稳定，当第一过滤设备和第二过滤设备协同作用时，不仅过滤效率显著提升，而且过滤压力低、回收率高，膜通量可在较长时间维持在理想状态，可以有效处理COD含量≥21400mg/L、蛋白质含量≥12.4g/L的肝素钠生产废水，为企业创收。卷式膜组件与碟管式膜组件相比具有更低的过滤压力，而碟管式膜组件与卷式膜组件相比具有更高的抗污染性能；由于第一清液中仍含有少量的蛋白质，因此采用碟管式膜组件作为第二过滤设备，可减少清洗的次数，使用寿命更长；由于第二清液中几乎不含有蛋白质，对卷式膜组件的污染程度低，因此将卷式膜组件作为第三过滤设备，能耗更低，可以节约运行成本。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，还包括对所述肝素钠生产废水进行预处理：将所述肝素钠生产废水通过对平均粒度≥0.1μm的物质的拦截率≥95％的初级过滤设备，所述肝素钠生产废水穿过初级过滤设备的过滤介质后形成初级母液，所述初级母液进入第一过滤设备。通过对肝素钠生产废水进行预处理，可以有效去除肝素钠生产废水中的悬浮物、颗粒物等杂质，提升第一浓缩液中蛋白质的品质，并且在降低后续过滤设备的过滤压力的同时避免这些杂质对后续过滤设备的过滤介质造成机械损害。所述第一过滤设备可以采用无纺布过滤器或袋式过滤器。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，所述第一过滤设备为管式膜组件，其过滤介质为直径为8-20mm的管式超滤膜。超滤膜的过滤通量大，易清洗，易获取，使用寿命长。采用具有上述尺寸的管式超滤膜，可以保持较高的过滤效率和较低的过滤压力。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，所述第一过滤设备为内压型管式膜组件；管式膜组件包括内压型和外压型，内压型即第一清液在管内流动，外压型即第一清液在管外流动。采用内压型的管式膜组件更易达到较高的过滤效率，过滤介质不易被污染且便于清洗。所述第一过滤设备的过滤压力为1.9-2.5bar，回收率为85-95％。经验值，当所述第一过滤设备在上述参数范围内运行时，可使第一过滤设备在较长的运行时间下保持较高的通量和较好的过滤效果，过滤效率高且膜不易被污染，清洗频率可保持在7天/次。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，所述第二过滤设备的过滤介质为纳滤膜片，过滤结构为相互间隔堆列的纳滤膜片和导流盘。纳滤膜的通量高，机械性能好，便于清洗，使用寿命更长。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，所述第二过滤设备中相邻纳滤膜片与导流盘之间的高度为2-3mm，第一清液在纳滤膜片表面流动的雷诺数≥2500。与传统的碟管式膜组件相比，本申请的第二过滤设备具有更宽的流体通道，不仅提升过滤效率，而且可有效避免物理堵塞，更易清洁。其次，第一清液在纳滤膜片表面流动的雷诺数高，即第一清液的湍流效果好，可以显著降低过滤压力，最大程度上减少了纳滤膜片表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，体现其优越的抗污染性能，使用寿命显著延长。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，所述第二过滤设备的过滤压力为80-85bar，回收率为60-80％。经验值，当所述第二过滤设备在上述参数范围内运行时，可使第二过滤设备在较长的运行时间下保持较高的通量和较好的过滤效果，过滤效率高且膜不易被污染，清洗频率可保持在30天/次。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，所述第三过滤设备的过滤介质为卷式纳滤膜；所述第三过滤设备的过滤压力为10-15bar，回收率为60-80％。经验值，当所述第三过滤设备在上述参数范围内运行时，可使第三过滤设备在较长的运行时间下保持较高的通量和较好的过滤效果，过滤效率高且膜不易被污染，清洗频率可保持在20天/次。
作为上述处理肝素钠生产废水的方法的进一步改进，还包括对所述第二浓缩液和第三浓缩液进行蒸发结晶处理，所得冷凝液中的COD含量≤100mg/L。通过对浓缩后的第二浓缩液和第三浓缩液进行蒸发结晶处理，可以显著提升结晶效率和降低结晶能耗，并且由于肝素钠生产废水中的蛋白质已被第一过滤设备所截留于第一浓缩液中，从而降低了蛋白质对结晶的影响，因此经第二浓缩液和第三浓缩液结晶所得的结晶盐的品质高且易于结晶，使得所得冷凝水可直接排放。
处理肝素钠生产废水的设备，包括依次连接的对分子量≥40000的物质的拦截率≥99％的第一过滤设备、与第一过滤设备的第一清液出口连接的对分子量≥100的物质的拦截率≥99％的第二过滤设备、与第二过滤设备的第二清液出口连接的对分子量≥100的物质的拦截率≥99.5％的第三过滤设备以及使料液逐级流动的泵；所述第二过滤设备为碟管式膜组件；所述第三过滤设备为卷式膜组件。
作为上述处理肝素钠生产废水的设备的进一步改进，还包括对平均粒度≥0.1μm的物质的拦截率≥95％的初级过滤设备，所述初级过滤设备的初级母液出口与第一过滤设备的进液口相连；还包括与第二过滤设备的第二浓缩液出口和第三过滤设备的第三浓缩液出口相连的蒸发结晶设备；还包括与第一过滤设备的第一浓缩液出口相连的蛋白质提取设备。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明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，或通过本发明的实践了解到。
发明人 （宋岱峰;薛双全;）