本实用新型涉及肝素钠废水处理
技术领域：
，更具体的说是涉及一种肝素钠废水资源化处理的系统及方法。
背景技术：
：肝素钠是由猪或牛的肠粘膜提取的硫酸氨基葡聚糖钠盐，具有抗凝血、降血脂、保护内皮细胞和抗炎等作用。肝素钠的制备方法包括酶解法和盐析法，而制备过程中会产生高盐、高有机物和高氨氮的废水，废水中盐浓度约为25000-35000ppm、cod浓度约为20000-30000ppm、氨氮浓度约为1000-2000ppm，其中cod与氨氮的主要组成成分包括肝素钠、蛋白质、蛋白酶、多肽和氨基酸，这些成分能够作为饲料添加剂，具有优异的应用价值。目前，高盐高cod的肝素钠废水的处理方法主要为生化法和膜法，但是现有的处理方法存在运行成本高、工艺过程复杂等问题，从而造成资源浪费和环境污染。具体如中国专利cn109928566a公布了一种高盐高cod肝素钠废水资源化的方法，通过超滤、纳滤、电渗析法、生化法耦合处理肝素钠废水，对高浓度蛋白进行回收。但是，其中产生的废水外排，导致了水资源的浪费。并且，其中采用超滤膜过滤，而超滤膜孔径阈值为1000-100000da，而废水中肝素钠、蛋白质、蛋白酶、多肽和氨基酸的分子量阈值为500-200000da，导致超滤过程中部分物质滞留在超滤膜孔径中，造成膜污堵和操作流量减小。因此，提供一种肝素钠废水资源化处理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型提供了一种肝素钠废水资源化处理的系统及方法，能够有效解决肝素钠废水处理过程中蛋白质和水资源浪费问题，以及膜法处理过程中超滤膜易堵塞问题，提高资源利用率，降低废水处理的成本，有利于进行工业化推广。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种肝素钠废水资源化处理的系统，上游连接肝素钠生产系统，包括预处理系统、管式微滤系统、纳滤系统、反渗透系统、浓缩结晶系统和干燥系统；所述预处理系统上游连接所述肝素钠生产系统的废水排出口，下游连接所述管式微滤系统；所述管式微滤系统下游连接所述纳滤系统；所述纳滤系统分别与干燥系统和反渗透系统连接；所述反渗透系统分别与所述浓缩结晶系统和所述肝素钠生产系统连接。优选的，所述反渗透系统与所述肝素钠生产系统的溶盐装置连接。上述优选技术方案的有益效果是：本实用新型中预处理系统用于对高盐高cod肝素钠废水进行预处理；管式微滤系统、纳滤系统和反渗透系统对预处理后的高盐高cod废水进行分离处理；干燥系统对于来自膜浓缩结晶系统中蛋白质进行喷雾干燥处理，得到蛋白质产品；浓缩结晶系统对于来自膜分离系统的高盐废水进行蒸发结晶得到高纯度的氯化钠。优选的，所述预处理系统包括原水泵、絮凝沉淀装置和预处理产水池；所述原水泵上游连接所述肝素钠生产系统的废水排出口，下游连接所述絮凝沉淀装置；所述絮凝沉淀装置包括沉淀污泥或浮渣外排出口和清水出水口，所述清水出水口与所述预处理产水池连接；所述预处理产水池与所述微滤系统连接。优选的，所述絮凝沉淀装置为絮凝沉淀器、气浮装置的一种或多种组合。优选的，所述管式微滤系统包括微滤泵、管式微滤装置和微滤产水池；所述微滤泵上游连接所述预处理产水池，下游连接所述管式微滤装置；所述管式微滤装置包括微滤浓水出口和微滤透过水出口，所述微滤浓水出水口与所述预处理产水池连接，所述微滤透过水出水口与所述微滤产水池连接；所述微滤产水池与所述纳滤系统连接。优选的，所述管式微滤装置的滤膜为pvdf滤膜或陶瓷膜，孔径阈值为0.05～1.0μm。优选的，所述管式微滤装置选用porex的管式微滤膜系统，其中管式微滤膜的平均孔径为0.1μm，材质是pvdf。优选的，所述纳滤系统包括纳滤泵、纳滤装置、纳滤浓水池和纳滤产水池；所述纳滤泵上游连接所述微滤产水池，下游连接所述纳滤装置；所述纳滤装置包括纳滤浓水出口和纳滤透过水出口，所述纳滤浓水出口与所述纳滤浓水池连接，所述纳滤透过水出口与所述纳滤产水池连接；所述纳滤浓水池与所述干燥系统连接；所述纳滤产水池与所述反渗透装置系统连接。优选的，所述纳滤装置为一级纳滤装置或者多级纳滤装置的组合。优选的，所述纳滤装置采用美国陶氏公司(dow)生产的nf-345纳滤膜系统。优选的，所述干燥系统为喷雾干燥系统。优选的，所述反渗透系统包括反渗透泵、反渗透装置、反渗透浓水池、反渗透产水池、回用泵和浓缩泵；所述反渗透装置上游通过所述反渗透泵与所述纳滤产水池连接；所述反渗透装置包括反渗透浓水出口和反渗透透过水出口，所述反渗透浓水出口与所述反渗透浓水池连接，所述反渗透透过水与所述反渗透产水池连接；所述反渗透浓水池通过所述浓缩泵与所述浓缩结晶系统连接；所述反渗透产水池通过所述回用泵与所述溶盐装置连接。优选的，所述反渗透装置为一级反渗透装置或者多级反渗透装置的组合。优选的，所述反渗透装置采用sw-30-hrle反渗透膜系统。优选的，所述浓缩结晶系统包括浓缩系统和结晶系统，所述浓缩系统为电渗析系统，所述结晶系统包括mvr蒸发结晶系统、多相蒸发结晶系统、膜蒸馏系统中的一种或多种组合。优选的，所述电渗析系统采用均相膜、异相膜或半均相膜。本实用新型还提供了一种肝素钠废水资源化处理方法，采用上述系统，具体包括如下步骤：(1)将肝素钠生产过程产生得废水通入所述预处理系统进行预处理；(2)将预处理的废水通入所述管式微滤装置，进行错流过滤，分别得到微滤浓水和微滤透过水；(3)所述微滤浓水回流至所述预处理产水池，重复操作(2)；(4)所述微滤透过水进入所述纳滤装置进行纳滤处理，得到纳滤浓水和纳滤透过水；(5)所述纳滤浓水通入所述干燥系统，经过喷雾干燥得到蛋白质粗产品；(6)所述纳滤透过水通入所述反渗透装置进行反渗透过滤，产生反渗透浓水和反渗透透过水；(7)所述反渗透浓水通入所述浓缩结晶系统，依次进行浓缩和结晶处理，得到氯化钠；(8)所述反渗透透过水通过所述回用泵输送至肝素钠生产系统的溶盐装置进行重复利用。优选的，步骤(1)中所述预处理采用的絮凝剂为氯化铝、硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝中的一种或多种组合，加入量为50-500mg/l；助凝剂为聚丙烯酰胺，加入量为1-10ppm。优选的，步骤(2)中所述错流过滤的错流流速阈值为2-6m/s，循环流量为产水量的5-15倍。优选的，步骤(4)中所述纳滤处理的压力阈值为1.0-2.5mpa，浓缩倍数阈值为6-10。优选的，所述纳滤处理的压力阈值为1.5mpa。上述优选技术方案的有益效果是：经过上述纳滤处理，盐回收率大于85％，得到的纳滤浓水中的盐含量小于5％，主要组成为蛋白质、蛋白酶、多肽和氨基酸等物质。优选的，步骤(6)中所述反渗透过滤的操作压力阈值为3-7mpa，浓缩倍数阈值为2-6。上述优选技术方案的有益效果是：反渗透产水达到肝素钠生产过程中的用水水质要求，输送至溶盐装置，进行回收利用，避免造成废水浪费。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种肝素钠废水资源化处理的系统及方法，具有如下有益效果：(1)本实用新型采用管式微滤替代现有膜技术中的超滤过滤，解决了超滤膜污堵的问题；(2)本实用新型公开的系统和方法对废水中的肝素钠、蛋白质、蛋白酶、多肽和氨基酸进行回收，回收率大于75％，可以用作饲料添加剂，处理后的水和回收得到的盐用于前端肝素钠的生产工艺中，实现废水零排放，并且可以降低废水处理的成本；(3)该方法运行成本低，工艺流程简单，具有较好的社会与经济效益，有利于进行工业化推广。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本实用新型提供的肝素钠废水资源化处理的系统的结构示意图。图2为本实用新型提供的肝素钠废水资源化处理的系统的结构示意图。在图中：100为预处理系统，200为管式微滤系统，300为纳滤系统，400为干燥系统，500为反渗透系统，600为浓缩结晶系统，101为絮凝沉淀装置，102为预处理产水池，201为微滤泵，202为管式微滤装置，203为微滤产水池，301为纳滤泵，302为纳滤装置，303为纳滤产水池，304为纳滤浓水池，401干燥泵，402为干燥装置，501为反渗透泵，502为反渗透装置，503为反渗透产水池，504反渗透浓水池，505为浓缩泵。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例1本实用新型实施例1公开了一种肝素钠废水资源化处理的系统，包括预处理系统、管式微滤系统、纳滤系统、反渗透系统、浓缩结晶系统和干燥系统；预处理系统包括原水泵(未示出)、絮凝沉淀装置和预处理产水池；原水泵上游连接肝素钠生产系统的废水排出口，下游连接絮凝沉淀装置；絮凝沉淀装置包括沉淀污泥或浮渣外排出口和清水出水口，清水出水口与处理产水池连接；预处理产水池与微滤系统连接。其中，絮凝沉淀装置为絮凝沉淀器、气浮装置的一种或多种组合。管式微滤系统包括微滤泵、管式微滤装置和微滤产水池；微滤泵上游连接预处理产水池，下游连接管式微滤装置；管式微滤装置包括微滤浓水出口和微滤透过水出口，微滤浓水出水口与预处理产水池连接，微滤透过水出水口与微滤产水池连接；微滤产水池与纳滤系统连接。纳滤系统包括纳滤泵、纳滤装置、纳滤浓水池和纳滤产水池；纳滤泵上游连接微滤产水池，下游连接纳滤装置；纳滤装置包括纳滤浓水出口和纳滤透过水出口，纳滤浓水出口与纳滤浓水池连接，纳滤透过水出口与纳滤产水池连接；纳滤浓水池通过干燥泵与干燥系统连接；纳滤产水池与反渗透装置系统连接。反渗透系统包括反渗透泵、反渗透装置、反渗透浓水池、反渗透产水池、回用泵和浓缩泵；反渗透装置上游通过反渗透泵与纳滤产水池连接；反渗透装置包括反渗透浓水出口和反渗透透过水出口，反渗透浓水出口与反渗透浓水池连接，反渗透透过水与反渗透产水池连接；反渗透浓水池通过浓缩泵与浓缩结晶系统连接；反渗透产水池通过回用泵与溶盐装置连接。浓缩结晶系统包括浓缩系统和结晶系统，浓缩系统为电渗析系统，结晶系统包括mvr蒸发结晶系统、多相蒸发结晶系统、膜蒸馏系统中的一种或多种组合。为了进一步优化技术方案，管式微滤装置的滤膜为pvdf滤膜或陶瓷膜，孔径阈值为0.05～1.0μm。其中，管式微滤装置可选用porex的管式微滤膜系统，其中管式微滤膜的平均孔径为0.1μm，材质是pvdf。为了进一步优化技术方案，纳滤装置为一级纳滤装置或者多级纳滤装置的组合。其中，纳滤装置可采用美国陶氏公司(dow)生产的nf-345纳滤膜系统。为了进一步优化技术方案，干燥系统为喷雾干燥系统。为了进一步优化技术方案，反渗透装置为一级反渗透装置或者多级反渗透装置的组合。反渗透装置采用sw-30-hrle反渗透膜系统。为了进一步优化技术方案，电渗析系统采用均相膜、异相膜或半均相膜。运行原理：首先，肝素钠生产系统产生的废水进入预处理系统进行预处理；经过预处理的废水在微滤泵的作用下输送至管式微滤装置，在管式微滤装置对废水进行初步过滤，未通过管式微滤膜的物质得到的微滤浓水，返回至预处理产水池，重新进行预处理过程；通过管式微滤膜得到微滤透过水，进入微滤产水池；微滤产水池中的微滤透过水在纳滤泵的作用下输入至纳滤装置，进行纳滤，未通过的得到纳滤浓水，纳滤浓水通入干燥系统，进行干燥得到粗蛋白，可以用作饲料添加剂；通过纳滤膜的得到纳滤透过水，纳滤透过水进入纳滤产水池；纳滤产水池中的纳滤透过水进入反渗透装置，经过反渗透浓缩分别得到反渗透浓水和反渗透透过水，其中反渗透透过水进入反渗透产水池，然后通过回用泵输送至肝素钠生产系统的溶盐工艺阶段进行回收利用；反渗透浓水进入反渗透浓水池，通过浓缩泵进入浓缩结晶系统；反渗透浓水在浓缩结晶系统先经过电渗析系统浓缩，再进行结晶得到高浓度氯化钠。本实用新型提供的肝素钠废水资源化处理系统，能够有效利用废水中含有的成分，进行充分的分离、利用，实现资源化处理。其中，预处理系统用于对高盐高cod肝素钠废水进行预处理；管式微滤系统、纳滤系统和反渗透系统对预处理后的高盐高cod废水进行分离处理；干燥系统对于来自膜浓缩结晶系统中蛋白质进行喷雾干燥处理，得到蛋白质产品；浓缩结晶系统对于来自膜分离系统的高盐废水进行蒸发结晶得到高纯度的氯化钠。实施例2本实用新型实施例2还提供了一种肝素钠废水资源化处理方法，采用实施例1公开的系统，具体包括如下步骤：(1)将肝素钠生产过程产生得废水通入预处理系统进行预处理，其中絮凝剂为pac，加入量为100mg/l；助凝剂为pam，加入量为2ppm；(2)将预处理的废水通入管式微滤装置，进行错流过滤，错流流速为3m/s，循环流量是产水的10倍，分别得到微滤浓水和微滤透过水；其中，管式微滤装置中安装的管式微滤膜的孔径阈值为0.05～1.0μm；(3)微滤浓水回流至预处理产水池，重复操作(2)；(4)微滤透过水进入纳滤装置进行纳滤处理，得到纳滤浓水和纳滤透过水；纳滤处理的压力阈值为1.0mpa，浓缩倍数阈值为6倍；(5)纳滤浓水通入干燥系统，经过喷雾干燥得到蛋白质粗产品；(6)纳滤透过水通入反渗透装置进行反渗透过滤，产生反渗透浓水和反渗透透过水；渗透过滤的操作压力阈值为3mpa，浓缩倍数阈值为2倍；(7)反渗透浓水通入浓缩结晶系统，依次进行浓缩和结晶处理，得到氯化钠；(8)反渗透透过水通过回用泵输送至肝素钠生产系统的溶盐装置进行重复利用。实施例3本实用新型实施例3还提供了一种肝素钠废水资源化处理方法，采用实施例1公开的系统，具体包括如下步骤：(1)将肝素钠生产过程产生得废水通入预处理系统进行预处理，其中絮凝剂为pac，加入量为100mg/l；助凝剂为pam，加入量为2ppm；(2)将预处理的废水通入管式微滤装置，进行错流过滤，分别得到微滤浓水和微滤透过水；其中，管式微滤装置中安装的管式微滤膜的孔径阈值为0.1μm；(3)微滤浓水回流至预处理产水池，重复操作(2)；(4)微滤透过水进入纳滤装置进行纳滤处理，得到纳滤浓水和纳滤透过水；纳滤处理的压力阈值为1.5mpa，浓缩倍数阈值为8倍；(5)纳滤浓水通入干燥系统，经过喷雾干燥得到蛋白质粗产品；(6)纳滤透过水通入反渗透装置进行反渗透过滤，产生反渗透浓水和反渗透透过水；渗透过滤的操作压力阈值为4.1mpa，浓缩倍数阈值为2倍；(7)反渗透浓水通入浓缩结晶系统，依次进行浓缩和结晶处理，得到氯化钠；(8)反渗透透过水通过回用泵输送至肝素钠生产系统的溶盐装置进行重复利用。其中，管式微滤装置可选用porex的管式微滤膜系统，其中管式微滤膜的平均孔径为0.1μm，材质是pvdf。纳滤装置可采用美国陶氏公司(dow)生产的nf-345纳滤膜系统。反渗透装置可采用sw-30-hrle反渗透膜系统。效果验证(1)试验方法：实施例2、3所示(2)检测方法、标准以及仪器，如下表1所示表1结果验证：取步骤(1)经过预处理的废水进行检测，得到的结果如表2所示；取步骤(6)得到的反渗透透过水进行检测，得到的结果如表3所示；取步骤(7)中结晶系统的冷凝水进行检测，得到的结果如表4所示。表2电导率58700us/cmph6.33总硬度183.52mg/lcaco3钙离子8.16mg/l镁离子39.15mg/l碱度5161.53mg/l氯离子25910mg/l硫酸根4.89mg/l硅酸盐<2mg/l重碳酸盐6292.03mg/lcod16636mg/l氨氮1404.11mg/l表3表4指标盐的回收率/％蛋白质等物质的回收率/％实施例291.582实施例39080由上述检测结果可以明显得知：采用本实用新型实施例2和实施例3公开的方法对肝素钠废水进行资源化处理，得到的反渗透透过水的电导率和总硬度明显降低，且钙离子、镁离子、碱度、氯离子、硫酸根、重碳酸盐、cod、氨氮等含量明显降低；取结晶系统的冷凝水进行检测、计算，得到的系统盐的回收率在90％以上，蛋白质等物质的回收率在80％以上，回收率高。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页1 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技术特征：1.一种肝素钠废水资源化处理的系统，上游连接肝素钠生产系统，其特征在于，包括预处理系统、管式微滤系统、纳滤系统、反渗透系统、浓缩结晶系统和干燥系统；
所述预处理系统上游连接所述肝素钠生产系统的废水排出口，下游连接所述管式微滤系统；
所述管式微滤系统下游连接所述纳滤系统；
所述纳滤系统分别与干燥系统和反渗透系统连接；
所述反渗透系统分别与所述浓缩结晶系统和所述肝素钠生产系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述预处理系统包括原水泵、絮凝沉淀装置和预处理产水池；
所述原水泵上游连接所述肝素钠生产系统的废水排出口，下游连接所述絮凝沉淀装置；
所述絮凝沉淀装置包括沉淀污泥或浮渣外排出口和清水出水口，所述清水出水口与所述预处理产水池连接；
所述预处理产水池与所述微滤系统连接。
3.根据权利要求2所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述反渗透系统与所述肝素钠生产系统的溶盐装置连接。
4.根据权利要求2所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述管式微滤系统包括微滤泵、管式微滤装置和微滤产水池；
所述微滤泵上游连接所述预处理产水池，下游连接所述管式微滤装置；
所述管式微滤装置包括微滤浓水出口和微滤透过水出口，所述微滤浓水出水口与所述预处理产水池连接，所述微滤透过水出水口与所述微滤产水池连接；
所述微滤产水池与所述纳滤系统连接。
5.根据权利要求4所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述管式微滤装置的管式微滤膜为pvdf滤膜或陶瓷膜，孔径阈值为0.05～1.0μm。
6.根据权利要求5所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述管式微滤装置选用porex的管式微滤膜系统，所述管式微滤膜为pvdf滤膜，平均孔径为0.1μm。
7.根据权利要求4所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述纳滤系统包括纳滤泵、纳滤装置、纳滤浓水池和纳滤产水池；
所述纳滤泵上游连接所述微滤产水池，下游连接所述纳滤装置；
所述纳滤装置包括纳滤浓水出口和纳滤透过水出口，所述纳滤浓水出口与所述纳滤浓水池连接，所述纳滤透过水出口与所述纳滤产水池连接；
所述纳滤浓水池与所述干燥系统连接；所述纳滤产水池与所述反渗透系统连接。
8.根据权利要求7所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述纳滤装置为一级纳滤装置或者多级纳滤装置的组合。
9.根据权利要求7所述的一种肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述反渗透系统包括反渗透泵、反渗透装置、反渗透浓水池、反渗透产水池、回用泵和浓缩泵；
所述反渗透装置上游通过所述反渗透泵与所述纳滤产水池连接；
所述反渗透装置包括反渗透浓水出口和反渗透透过水出口，所述反渗透浓水出口与所述反渗透浓水池连接，所述反渗透透过水与所述反渗透产水池连接；
所述反渗透浓水池通过所述浓缩泵与所述浓缩结晶系统连接；
所述反渗透产水池通过所述回用泵与溶盐装置连接。
10.根据权利要求1～9任一项所述的肝素钠废水资源化处理的系统，其特征在于，所述浓缩结晶系统包括浓缩系统和结晶系统，所述浓缩系统为电渗析系统，所述结晶系统包括mvr蒸发结晶系统、多相蒸发结晶系统、膜蒸馏系统中的一种或多种组合。
技术总结本实用新型公开了一种肝素钠废水资源化处理的系统，上游连接肝素钠生产系统，包括预处理系统、管式微滤系统、纳滤系统、反渗透系统、浓缩结晶系统和干燥系统；所述预处理系统上游连接所述肝素钠生产系统的废水排出口，下游连接所述管式微滤系统；所述管式微滤系统下游连接所述纳滤系统；所述纳滤系统分别与干燥系统和反渗透系统连接；所述反渗透系统分别与所述浓缩结晶系统和所述肝素钠生产系统连接。并且，公开了采用上述系统对肝素钠废水进行资源化处理的方法，能够有效解决肝素钠废水处理过程中蛋白质和水资源浪费问题，以及膜法处理过程中超滤膜易堵塞问题，提高资源利用率，降低废水处理的成本，有利于进行工业化推广。
技术研发人员：苗志伟;吴雅琴;杨波;张高旗;李淑娜;白海浪;江志军
受保护的技术使用者：杭州水处理技术研究开发中心有限公司
技术研发日：2020.05.22
技术公布日：2021.04.06
