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        特種膜分離系統及工業應用
         
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        1、工藝分離與濃縮
        1)淀粉糖和糖醇
               淀粉作為紡織、制膠及食品工業的重要原料,在其制備工藝的許多方面都可以與膜技術相結合,并且極有潛力。淀粉主要從谷物、小麥、馬鈴薯等農作物中提取的,這些農作物經過浸泡,碾磨,蒸煮及清洗等工藝后可生產出淀粉。在此過程中,15-30%的提取物留在溶液中。在淀粉提取及制備的過程中需要使用和排放大量的水,因此必須減少水的使用和廢水的排放。膜技術可以完成以上的要求,同時提高淀粉的品質和產量。主要應用澄清凈化糖液(去除 MUD)、浸泡水的濃縮、發酵產品濃縮和分離、凈化工藝用水


        工藝流程示意
         
        優勢:
        (1).采用高溫微濾/超濾膜分離技術去除脂肪、大分子蛋白質、色素等雜質,濾液透光達到98%以上,替代板框過濾和活性炭脫色工序。
        (2).采用納濾分離技術替代傳統二次結晶工藝,產品純度高達99.5%,且質量穩定。
        2)糖化液澄清、脫色脫蛋白
               淀粉糖生產工藝中需要對糖化液澄清、脫色和分離蛋白,傳統工藝常采用板框壓濾澄清和活性炭脫色。壓濾前需添加絮凝劑,增加濾渣(濾餅)處理難度;活性炭用量大,且不能脫除可溶性蛋白,增加離交樹脂的負荷,且勞動強度較大,產品質量不能滿足終端用戶要求。


         
        工藝流程示意
        優勢:
        MF:替代傳統板框過濾,無需添加絮凝劑,糖化液純度更高。
        UF:脫色的同時去除可溶性蛋白和膠體。減輕離交樹脂負荷。
        3)NF提純精制技術
              利用納濾分離技術替代傳統的結晶離心工藝來制備高純度山梨醇和葡萄糖,產品無需進一步脫色,純度高達99.5%,且產品質量穩定。

        工藝流程示意
         
        優勢:
        NF:1. 利用納濾分離技術替代傳統的結晶離心工藝來制備高純度山梨醇和葡萄糖。2. 產品無需進一步脫色,純度高達99.5%,且產品質量穩定。
        4)RO濃縮糖化液技術
              傳統淀粉糖和糖醇生產工藝中的離交后的糖化液的濃度僅有2-5%,如直接采用蒸發濃縮回收稀糖液和稀醇液蒸汽消耗量大,采用連續膜濃縮技術可將稀液濃度濃縮到20%以上,節能效率高達90%。








        工藝流程圖示意 
        優勢:
        RO:膜濃縮效率高,可將糖濃度從2-5%提高至20%以上。成本較低,經濟效益高。
        5)大豆蛋白
               在大豆蛋白生產過程中,會產生大量的大豆蛋白乳清廢水。傳統的方法是直接作為廢水進行生化處理達標后排放,不僅增加處理成本,還浪費掉了廢水中的有用物質。采用膜技術不僅可以回收大都乳清廢水中的乳清蛋白和大豆低聚糖,還可將產水回用至前段工藝中,實現近零排放。

        工藝流程示意 
        優勢:
        MF:用于去除乳清廢水中的殘留蛋白顆粒,油乳膠體等懸浮顆粒。
        UF: 濃縮乳清蛋白,分離低聚糖和異黃酮等小分子,濃縮液可以直接噴粉干燥得到產品。
        NF: 采用納濾膜組件濃縮含大豆低聚糖和大豆異黃酮的超濾透過液,******可濃縮35倍,同時可將鹽分大部分除去。
        RO:采用多段STRO的組合,可實現>90%的回收率,廢水量大大減少,降低MVR蒸發能耗。反滲透和MVR結合,可將產水回用至前段工藝中,實現近零排放。
        6)血液蛋白
               豬、牛、羊等動物血液是肉類屠宰加工業的主要副產物,其中包含了豐富的蛋白質、礦物質、活性肽等營養成分,因此有“液態肉”之稱。但是傳統的血漿蛋白生產工藝純在能耗大、灰分高、蛋白失活等不足。

        工藝流程示意
        優勢:
        UF:膜濃縮工藝在常溫下濃縮,濃縮過程無相變化;同時可以脫出部分無機鹽,降低灰分,有效提高產品的品質。
        RO:  回收超濾透液中的血液蛋白和營養物質,產水回用于生產。
        7)低聚糖
              在納濾膜分離過程中,溶液中低相對分子質量的有機溶質如葡萄糖、果糖、蔗糖等成分以及無機鹽、小分子雜質部分或全部透過膜而低聚糖被截留,從而起到分離純化功能性糖類的作用。

        工藝流程示意 
        優勢:
        NF:濃縮低聚糖的同時降低葡萄糖、果糖、蔗糖和無機鹽,提高***終產品的純度和產量。
        RO:回收NF透液中的果糖、葡萄糖等,同時80%~的水得到回用。
        8)甘蔗制糖
                傳統方法是以甘蔗為原料,經提汁、硫法清凈、蒸發、結晶、分蜜和干燥等工序制成白砂糖、粗糖等產品的過程,常常需要添加大量的化學試劑和絮凝劑。采用新型的膜分離技術,可取代化學清凈和蒸發工藝,產品純度更高,工藝更加環保。

        工藝流程示意
        優勢:
        MF:除去甘蔗混合汁中的懸浮物、蔗糠、果膠等.
        UF:實現蔗糖與色素的分離,產品色值遠低于100IU
        NF:分離蔗糖和還原糖/一價鹽,提高產品的純度和產率,并降低造密系數
        9)氨基酸
               氨基酸的發酵菌種多為菌體細小的細菌,且親水性較好,傳統的工藝路線中用離心法和板框過濾,濾液質量差,可溶性蛋白、糖類、多肽、色素等雜質均不能被有效去除,這對樹脂的污染很大,需要用大量的水進行沖洗,從而產生大量的高濃度有機廢水。而且母液和廢液產生量大,處理困難,環保壓力大。
        采用微濾+超濾技術代替傳統離心機或板框進行直接過濾、澄清,去除蛋白質、菌絲、懸浮物、膠體、細菌及其他大分子有機物,提高濾液質量,減少后工序中的樹脂污染;脫色離交后料液再進入納濾膜系統進行低成本的濃縮,降低能耗,同時脫去部分無機鹽,減少產品灰份。


         
        工藝流程示意 
        優勢:
        MF+UF:代替傳統離心機或板框進行直接過濾、澄清,去除蛋白質、菌絲、懸浮物、膠體、細菌及其他大分子有機物,提高濾液質量,減少后工序中的樹脂污染;
        NF:氨基酸預濃縮,降低能耗,同時脫去部分無機鹽,減少產品灰份。
        10)微生物飼料添加劑
               傳統方法通過離心分離對微生物菌體進行分離濃縮,但在離心過程中,離心作用以及溫度的影響會使部分菌體死亡;另外,部分菌體必然殘留在上清液中而損失。

        工藝流程示意
        優勢:
        MF:與傳統離心工藝相比,達到了提高菌體分離的存活率的目的,菌體存活率可以達到90%以上。
        11)肽類飼料添加劑
               多肽原始液組成復雜,還含有大量其他雜質.其中有些雜質的物理化學性質和目標產物接近,這***給大豆肽的分離純化帶來很大困難。傳統多肽的分離方法有吸附沉淀、溶媒、萃取、離子交換法等。這些工藝往往繁雜,提取時間長,消耗大量原料,能耗高,產品回收率低。膜分離技術在多肽生產中應用穩定性高,其分離效率高、能耗低的特點得到充分體現,企業采用此工藝可大幅度提高經濟效益,降低成本,減少對環境的污染。

         
        工藝流程示意 
        優勢:
        MF:將懸浮固體除去,脂肪去除率高達99%
        UF:可去除蛋白質、大分子雜質,并對不同分子量的多肽進行分級
        NF:可在常溫及低壓下進行濃縮脫鹽,因而能耗低,約為蒸發法或冷凍法的1/5~1/10。物質在濃縮分離過程中不發生相的變化,因而適合于保味和熱敏性物質的處理,收率較傳統方法提高20%以上。
        12)果疏汁
               傳統果蔬加工工藝,如澄清、殺菌、濃縮和均質脫氣等操作,會在一定程度上破壞果蔬中的活性物質和熱敏性物質,影響產品品質,如光澤度、風味、顏色和營養價值。傳統工藝加工的果清汁因使用澄清劑和硅藻土,其中的鈣、鎂離子成分含量明顯超過超濾果汁。膜技術已成功應用于獼猴桃汁、冬瓜汁、葡萄汁、南瓜汁、草莓汁、梨汁、蘋果汁等果蔬制品的澄清過程中。
         
        工藝流程示意
        優勢:
        MF:替代硅藻土過濾,節省酶用量,降低原材料費用。
        UF:去除了微生物和過量的酶,延長貨架期并避免二次沉淀。保留了芳香物質和脂溶性成分,減少了熱敏性物質的排放,緩解了氧化變色,風味接近于新鮮蔬果。
        RO:替代傳統蒸發濃縮,無相變,更加節能;總體收率可提高5%—20%。
        13)茶飲料
              茶粉以及用干茶生產的濃縮液,已經成為茶飲料的主要原料。傳統方法采用化學法、離心沉降過濾以及真空濃縮的方式從干茶提取濃縮汁,茶葉中的茶多酚損失嚴重,茶葉的香氣也有很大損失。而且普遍存在“冷后渾”現象,即產品不澄清,容易產生沉淀。
        工藝流程示意
        優勢:
        MF:除去茶汁中不溶性粒子以及大分子膠體物質
        UF:除去大部分蛋白質、果膠、淀粉等大分子物質,同時茶多酚、氨基酸、兒茶素、咖啡堿損失較少。濾液透光率提高到92%~95%
        RO:使茶可溶性固形物、茶多酚和咖啡堿的濃縮倍數達2-7倍,并且茶汁色香味保持完好。茶汁濃度由8%~10%提高到25%以上。同時降低50%濃縮能耗成本(較傳統真空濃縮)。
        14)啤酒
               成熟啤酒中不可避免地含有一些酵母菌體以及微量的蛋白質、酒花樹脂的懸浮顆粒,它們的存在不僅影響產品外觀(濁度等),而且影響到成品啤酒的生物穩定性和非生物穩定性(膠體穩定性)。
        微濾除菌澄清
         
        RO法生產無醇/低醇啤酒工藝:
         
        優勢:
        RO:反滲透法不需要改變其他工藝,將啤酒中的酒精脫除。不存在高溫的影響,產品質量較好。
         15)醋、醬油
                食醋和醬油中的多酶物質、蛋白質、多糖類物質和鐵、鈣等金屬離子等會造成返混現象,影響產品的質量和商品檔次的提高。
               采用超濾技術是解決食醋和醬油返混現象的一個有效方法,并且食醋較醬油更適合于采用膜法除菌、除濁。

        工藝流程:
         
         
         
        優勢:
        1、有效除去醋/醬油中的細菌和沉淀性顆粒,去除效率在99%以上;
        2、提高澄明度,同時保留醋/醬油中的小分子有效成分及色素等,有效成分保留在90%以上;
        3、收率在90%以上;
        4、常溫操作,無相變;
        16)糧油工業
                從植物油脂中提取的粗油主要成分是脂肪酸甘油三酯,俗稱中性油,還含有少量游離脂肪酸、磷脂(膠),帶色組分如葉綠素、類胡蘿卜素、維生素E、少量金屬離子等。
                膜分離技術可以除去粗油中一些其他雜質,以實現油的質量和儲藏的穩定性。同時,油酸、磷脂等組分還有其自身的價值,可通過膜技術回收利用。與傳統方法相比,中性油的損失下降75%。

        工藝流程示意 
        優勢:
        MF:代替離心分離,取得更好的除雜分離效果
        UF1:主要用于脫除濃縮膠束磷脂,對大豆油、棕櫚油、菜子油等的磷脂(膠束態)去除率>95%;
        UF2:非水合磷脂經酶解轉化為溶血性磷脂,再經超濾脫除濃縮,濾液中磷脂含量幾乎為零;超濾可以去除大部分色素物質和一些重金屬元素,節省吸附脫色環境的消耗。
        17)香料
               膜分離技術具有工藝簡單、除雜精度高、無相變、耗能低等優勢,可廣泛應用于香精香料等產品生產。
        工藝流程示意
        優勢:
        MF+UF:可有效去除水提液或醇提液中的纖維、蛋白、鞣質、油脂、色素、無機鹽等雜質,有效純化提取物中含量極微的有效成分。
        18)乳品MF除菌
        工藝流程示意 
        優勢:
        1:奶酪產量增加10%~30%
        2:蛋白質濃縮約20倍
        3:降低凝乳酶的用量70%~85%
        4:由于水和乳糖被除去,產生的乳清也較少。
        19)奶酪生產
               采用膜分離技術生產奶酪,產量可增加10%—30%,同時可降低凝乳酶的用量70%~85%,產生的乳清也較少。
         

        工藝流程示意 
        優勢:
        UF:濃縮蛋白的同時脫去乳糖和灰分,提高奶酪產量。   
        RO:回收超濾透液中的乳糖,產水回用于生產。
        20)乳清加工
        工藝流程示意 
        優勢:
        MF: 脫除經預處理后乳清中的脂肪酪蛋白。
        UF: 分離乳清蛋白并濃縮,***終可獲得蛋白質含量在35%~80%的乳清蛋白粉。
        NF: 乳清脫鹽濃縮,對鹽分和灰分的脫除率達60%-90%。
        RO1:對乳清中乳糖進行濃縮,截留率達99.8%。
        21)脫脂液除油
               脫脂液工作一段時間后會混有大量油污,影響脫脂質量,進而可能會阻礙磷化膜的行程,應影響涂層的結合力。前處理線上一般均配置油水分離器,控制脫脂液中油濃度小于4g/L,提升涂裝質量。
        工藝流程示意 
        優勢:
        MF:預先將電泳工作液中的機械雜質清除,以防止機械粒子進入超濾器,劃傷或堵塞超濾膜。
        UF:去除透過脫脂液中NaOH、鹽和部分表面活性劑,截留油顆粒。含油脫脂液經預過濾后,再經超濾膜濃縮凈化,濃縮液在容器中富集,透過液返回工作槽。
        22)電泳漆回收
               電泳后沖洗水如直接排放,不僅污染環境,且造成涂料流失,可利用超濾膜濃縮電泳漆,濃縮液返回電泳槽,透過液用來沖洗工件。
        工藝流程示意 
        優勢:
        (1)超濾透液可用于沖洗,將工件表面附著力不強的涂料沖掉,用于電泳槽形成閉環回路,電泳漆回收率高達95%以上。
        (2)槽液電導率及雜質離子含量可通過排放超濾液進行控制,槽液參數穩定。
        23)染料
                染料根據在水中溶解性能不同,可分為水溶性染料(如酸性、直接、堿性、陽離子等染料)和水不溶性染料(如還原、分散、硫化等染料)兩大類。
        在水溶性染料生產過程中,***終產品料液濃度一般在10 %左右,且含有相當濃度的未反應原輔材料、中間體、副產物和鹽類。傳統染料生產中通過鹽析或酸析分離染料成分,或者直接蒸發濃縮,產品質量受到局限,能耗高。

        工藝流程示意 
        優勢:
        (1)脫除小分子無機鹽和副染料,提高染料強度。
        (2)取代鹽析壓濾工藝減少廢水排放、縮短工藝過程。
        (3)節省原輔材料、回收產品。
        (4)提高染料漿液濃度、降低干燥成本。
        (5)膜分離技術適用于活性染料、酸性染料、直接染料及增白劑等水溶性染料。
        24)氯堿化工
               氯堿行業是目前我國重要的基礎化學工業之一,氯堿工業主要是通過點解食鹽水來獲取氯氣、氫氣以及燒堿。

        工藝流程示意 
        優勢:
        MF:工藝簡單 ,流程短 ,鹽水中的懸浮物降低至 1 mg/L 以下;操作簡單 ,全自動控制 ,省去了清理澄清桶和各種過濾器。高質量的鹽水 ,可延長樹脂和電解設備的使用壽命。
        NF:處理電解后鹽水,芒硝(主要為Na2SO4·10H2O)截留濃縮綜合利用;透液淡鹽水回用于生產。
        25)鹵水精制
               與傳統工藝相比,采用膜分離技術,無需絮凝沉降,無間歇澄清的數個巨罐,食鹽中無有機絮凝劑阻垢劑殘留。采用高效的“錯流”過濾方式,在高濃度污染物(5~10%)的狀態下運行過濾,適用于高硫酸根高鎂的原料。

        工藝流程示意圖
        優勢:
        NF:分離濃縮料液中的高價鹽,經過后處理后得到芒硝產品。過濾精度高,減輕蒸發器結垢的可能。
        RO:濃縮得到精鹽,產品純度高;產水可回用。
        26)鹽湖提鋰
            高鎂鋰比值鹵水提鋰方法有:膜分離法、電解/膜電解法、有機溶劑萃取法、吸附法和沉淀法。
           電解/膜電解法仍需事先除鈣鎂,并會產生大量的氫氣和氯氣。
           磷酸三丁酯脂萃取法雖然收率比較高,但流程長、設備腐蝕嚴重、生產成本高,難產業化。
            吸附法是利用樹脂選擇性吸附鋰離子,但樹脂******高、吸附容量低,易被污染且難以再生。
        沉淀法流程長、收率低、物料周轉量大,多次煅燒過濾,操作繁雜,水熱分解或焙燒浸取液含鋰濃度低,蒸發濃縮水量大,能耗大。
        工藝流程示意圖 
        優勢:
        NF:三級NF可以把鎂鋰比由100降低到1.18。盡管納濾膜不能分離鎂鋰、達到一步分離提取鋰的目的,但是能夠顯著降低鹵水中的鎂鋰比,降低了后續提鋰的難度。
        2、工業廢污水處理
        1)熱水消毒與冷凝水處理
               當反滲透膜進水含有細菌等活性生物時,必須采取措施將其殺死以防止在膜表面形成生物污染,以及由此產生的膜性能損失。傳統消毒方法為化學法,但是化學法具有低效率、費用高和有毒性殘留等缺點,采用了耐高溫系列反滲透膜(耐溫高至 90?C)應用于熱水消毒中,可代替傳統的化學消毒法。耐高溫系列反滲透膜還可被應用于蒸發器冷凝水處理、醫藥注射用水生產等。
        2)電鍍廢水處理
               納濾膜系統用于從電路板電鍍廢水中回收銅,此套系統的進水進水pH=1.5-3.5;硫酸銅的濃縮倍數為10。其中膜系統的濃縮水被輸送到離子交換設備中以制取純硫酸銅。而潔凈的滲透水被輸送回清洗水儲槽中重新使用。
        3)含酸廢水處理
               在許多工藝中都會產生酸性廢水,普通膜元件能夠被這種廢水輕易的腐蝕損壞,但是耐酸系列反滲透膜和納濾膜能夠用于濃縮和凈化含酸廢水,從而減少廢水的排放同時回收各種有價值的物質。
        4)膠體硅去除
                膠體硅存在于絕大多數的自然界水中,在高壓鍋爐補給水時必須將其從水中去除。因為在高溫高壓狀態下,膠體硅變成氣態隨同蒸汽一起運動,并且在汽輪機的葉輪形成玻璃態結垢。同時膠體硅也能夠與鍋爐補給水中的其它污染物結合形成結垢。而以上結垢將對汽輪機造成極大的損害。傳統的過濾設備不能將膠體硅有效的去除。而大多數離子交換設備僅能將溶解態的硅去除,而對膠體硅則無能為力,專有超濾則表現出較好的膠體硅截留率,其不需要添加絮凝劑和輔助過濾設備,同時克服傳統過濾工藝中的膠體硅穿透現象。
        5)礦井水近零排放
               目前正在推行更全面的廢水管理和回用,越來越多的企業嚴格要求執行零排放,尤其是行業集中地區(例如寧夏和內蒙古)由于限量排放和缺水造成用水成本增加。借助于處理和再利用高濃度工業廢水技術的回收利用,采用近零或零排放技術的廢水處理類項目的回收率大幅提高,產生這一變化的一個關鍵因素是納濾工藝的應用。納濾(NF)工藝對二價硫酸鹽離子 (SO42-)具有高度選擇性和高效分離性,使可溶有機物從濃縮混合廢水中分離出來,從而將廢液分成兩股獨立的流體進行后續處理。這些流體將被進一步處理,并轉化為有價值的鹽類副產品包裝出售,改善整個過程的經濟性和回收效率。
        6)垃圾滲濾液處理
               垃圾填埋場滲濾液是指地表徑流或季節性雨水滲入固體垃圾以后沉積在填埋場中的污染液體。垃圾滲濾液通常需要收集起來進行現場處理,以實現達標排放或循環回用。垃圾滲濾液中含有大量懸浮物和溶解性固體、重金屬、以及垃圾中溶出的可溶性有機物和氨氮,如果不加以控制直接排放會對環境有嚴重影響(例如地下水污染),因此國家相關法律法規要求垃圾滲濾液需要有專門的處理措施。垃圾滲濾液的處理通常采用一系列的生物反應調節池(厭氧、好氧或微電解)、膜過濾(陶瓷膜或管式微濾膜、中空纖維超濾膜)或膜生物反應器來去除可生物降解的有機物和氨氮,濾出液通過納濾和反滲透進行深度處理,進一步去除并濃縮剩余有機物(主要由結構復雜且難處理的黃腐酸、腐殖酸等組成)。納濾和反滲透的濃縮液回流至污水池或回灌填埋場,或進行蒸發干化處理后達到零排放。設計合理運行穩定的垃圾滲濾液處理系統不僅可以有效減少或消除濃縮物,同時還能滿足現場的回用水需求。
        7) 冷軋水回用處理
               冷軋廢水經過陶瓷膜過濾除油之后,其 COD 值依然在 200-1,000mg/l之間,不能滿足回用要求。采用納濾膜進行處理, COD 的脫除率可達到脫除率 80% 。
        8) 煤化工廢水
               煤化工廢水為典型難處理廢水,現有處理裝置經過一級預處理、二級生化處理、三級混凝,出水達到《鋼鐵工業水污染物排放標準》(GB13456-92) 的二級排放標準,用于熄焦。出水特點:色度、COD、SS、油含量較高,所含有機物基本不能被微生物降解;硬度、含鹽量較高,傳統方法很難去除。采用納濾對水中有機物、總硬度、Ca2+、Mg2+ 等離子去除,納濾裝置運行穩定,達到預期效果。

        成都今朝源環保工程有限公司目前分五大業務:污水處理、特種膜分離、過濾行業;VOCS治理行業;硫化氫及有機硫脫除行業;煙氣脫硫脫硝行業;生物質氣化供熱供汽行業。聯系方式:18090764883

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