膜分离技术在酵母废液处理中的生产性试验研究

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

膜分离技术在酵母废液处理中的生产性试验研究

王宇霞

摘 要：关键词：膜分离技术；纳滤膜；浓缩；酵母废液

1 引言

酵母是以废糖蜜为原料进行好氧发酵而成的产品，发酵结束后对发酵液进行多级离心分离，溢流为酵母废液，产生的底物——酵母乳经干燥后成高活性酵母产品。酵母废液属于高浓度有机废水，可生化降解性很差，无论采用生化处理或者物化处理，处理成本均较高，治理难度很大。而若把酵母废液经过浓缩，再喷雾干燥制成酵母干粉，当作饲料添加剂外售，不但彻底解决了环保问题，做到清洁生产，每年还可增加可观的经济效益，而利用膜分离技术对酵母废液进行浓缩，可以避免高昂的蒸汽浓缩成本。

2 试验部分

2.1 试验现场及废液性质

本生产性试验研究在广东江门某厂内完成。该厂主要以生产酵母、酒精等生化制品为主，产生的酵母废液主要来自于酵母生产的糖蜜发酵过程中经过分离机分离后排出的废液，它的有机浓度很高。

酵母培养液先经过酵母离心分离机分离，排出上清的离心分离水，里面还含有2%左右的富含酵母的干物质，COD在1万以上，称为酵母一次离心分离液。离心沉淀下来的活性酵母还需经过两次的加水漂洗并离心分离，这样出来的离心水就分别称为二次及三次离心分离液，这三种离心分离液混合在一起，即为酵母离心分离混合液。

酵母离心分离液经过卷式纳滤膜浓缩后，浓缩液的干物质含量可达8-10%以上，即可浓缩4-5倍以上。这样大量地去除了废水里的水分，经膜浓缩的浓缩液再经蒸发器进一步浓缩，浓缩液最后通过喷雾干燥即成酵母干粉。

纳滤膜浓缩分为批次式和连续式两种。

连续式纳滤系统的优势：

1、 实现连续进料、连续出料，包括浓缩液和透析液，前后工序衔接顺畅，料液在贮罐中的停留时间最短，这样最大限度减少了料液的有效效价的损失和受污染可能；

2、 由于系统加水管路直接在每个膜组件中，对滤渣的洗涤效果更好、更充分，从而提高系统的收率；

3、 由于料液无须在中间等待贮存，因此贮罐的容积可以最小化；

4、 膜设备的输料与加压泵仅需按小时流量来配比，无需考虑回流，因此泵功率较批次式小，节省能源消耗；去一吨水的运行成本最低，如6.32元；

5、 无批次式操作的停机倒罐转料时间；

6、 系统的进料与出料浓度始终相对恒定，避免了批次式操作的整个系统由低至高浓度的峰谷变化规律，使得平均浓缩速度均恒化；

7、 膜的污染程度最小化，减少了清洗时间和清洗强度，有利于膜使用寿命的延长。

2.2 工艺流程

 

本次生产性试验只是将酵母分离混合液采用某公司生产的卷式纳滤膜#1膜、#2膜、#3膜进行过滤浓缩，并分别比较其浓缩效果、投资、运行成本等。

2.3. 主要生产工艺参数描述

膜种类

设计参数 #1膜 #1膜 #1膜 #1膜 #1膜 #2膜 #3膜

处理量

（m3/day） 500 500 500 1000 500 500 500

纳滤方式 批次式 连续式 批次式 连续式 批次式 批次式 批次式

浓缩倍数 5 5 5 5 4 4 4

去除水量

（m3/day） 400 400 800 800 375 375 375

浓缩液量

（m3/day） 100 100 200 200 125 125 125

设计通量

（LMH） 10.85 10.85 10.85 10.85 10.85 9.8 9.12

设计膜面积

（m2） 1861.5 1861.5 3697.5 3697.5 1734 1912.5 2065.5

处理时间

（hr/day） 20 20 20 20 20 20 20

清洗时间

（hr/day） 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

系统总功率

（KW） 145 108 340 185 135 145 145

透析液COD值 507 507 507 507 507 354 273

去除单位水量处理成本（元） 6.99 6.57 7.19 6.32 6.98 7.66 7.81

总系统价格

（万元） 322 447 595 790 305 327 358

设计操作压力（Mpa） 3.2

从上表数据可得，每天处理1000吨酵母水，用#1膜连续式浓缩方式，浓缩倍数5倍以上，这样综合运行成本最省，膜污染也最轻，并且需要的贮罐容量最小。