甘薯淀粉加工廢水中蛋白質(zhì)和糖分的回收工藝研究.pdf

1、甘薯是一種淀粉加工行業(yè)中的重要原料，在生產(chǎn)淀粉的過程中，產(chǎn)生大量有機廢水。廢水中主要組分為糖類、蛋白質(zhì)和脂類，COD濃度在5000-50000 mg/L。若廢水直接排放不僅會造成土壤酸化，使水體缺氧而造成水生生物大量死亡，還浪費了大量的水資源和有機物質(zhì)。由于甘薯淀粉加工季節(jié)性強、企業(yè)分散，加工廢水處理已經(jīng)成為限制行業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。采用膜處理不僅能減小環(huán)境污染，而且能回收糖蛋白。本文首先研制出了聚砜（PSF）中空纖維超濾膜，并在超濾膜基

2、礎上以蔗糖為目標物，采用界面聚合法獲得了復合納濾膜的最佳成膜條件；然后，探究了不同基膜及處理對納濾膜性能的影響；最后，通過超濾+納濾組合工藝的中試試驗，評價了對甘薯淀粉加工廢水中糖蛋白截留效果，并摸清了超濾膜和納濾膜的最佳清洗工藝參數(shù)。得到以下結論：
　　采用界面聚合制備聚酰胺納濾膜，試驗以蔗糖截留率為主要參考指標，結合通量大小，考察水相處理時間、單體濃度、有機相處理時間、后處理時間、后處理溫度對納濾膜性能的影響。結果表明水相處理

3、時間的延長有助于提高界面聚合的交聯(lián)度；聚合時間、熱處理時間的增加，使膜截留率先增大后減小，而通量則相反；（均苯三甲酰氯）TMC、（間苯二胺）MPDA濃度、熱處理溫度對納濾膜的性能影響的先后順序為TMC濃度>MPDA濃度>熱處理溫度。納濾膜最佳制備條件為：TMC濃度為0.25wt/v％時、MPDA濃度為0.4wt%、后處理溫度為80℃、水相處理、有機相處理、熱處理時間分別為5、1、3min，在此條件下制備的納濾膜通量和截留率分別為1.86

4、L/(m2·h)、91.7%。
　　基膜水相后經(jīng)晾干處理比烘干處理所制備的納濾膜通量小，截留率高。不同基膜之間由于表面微孔數(shù)目及孔徑不同，在界面聚合過程中對水相及油相吸附飽和存在差異，致使制備的納濾膜性能不同。基膜截留分子量越小，所制備納濾膜通量越大，截留率越低。操作壓力會使通量和截留率升高，對于晾干處理及截留分子量（MWCO）60000基膜制備的納濾膜，通量和截留率隨壓力變化較小。對于 PSF為14%的基膜制備的納濾膜，壓力過大

5、會使膜出現(xiàn)塌陷，基膜被壓實從而使截留率上升，通量下降。溶液濃度越大，納濾膜通量和截留率會越低，制備的納濾膜適合濃度低于1g/L蔗糖水溶液和2g/L以下MgSO4水溶液。
　　采用單因素試驗探究了操作壓力、進水通量及運行時間對超濾膜性能的影響，以及超濾膜的最佳清洗方法。超濾最佳工藝為：操作壓力0.15MPa、進水流量550L/h、運行時間3h；在最優(yōu)條件下，超濾膜對蛋白質(zhì)、TN、糖分、COD截留率分別84.1、75.2、50.6、4

6、0.1%。超濾膜清洗試驗表明，HCl、NaOH、堿性蛋白酶三種清洗劑最佳清洗條件分別為：濃度0.6、0.5、0.2%，清洗溫度35℃、35℃、30℃，清洗時間均為25min。在 HCl、NaOH、堿性蛋白酶最優(yōu)清洗條件下通量恢復率分別為：67.5、96.1、98.4%。
　　采用超濾+納濾雙膜工藝分離甘薯加工廢水中糖分，通過單因素試驗探究了操作壓力、進水通量及運行時間對納濾膜性能的影響，并利用正交試優(yōu)化了納濾膜的清洗方案。納濾膜的