本發(fā)明涉及一種基于膜與熱泵復(fù)合技術(shù)的植物蛋白豆清廢水回收方法，屬于植物蛋白生產(chǎn)工藝及污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
采用大豆蛋白分離技術(shù)的植物蛋白生產(chǎn)通常采用如下流程：萃取工藝：加水a(chǎn)a+料<1：9>——》分離——》加水bb<1：5>——》二萃、分離——》乳+豆清廢水分離——》乳加酸進(jìn)行酸沉——》分離成為凝乳+豆清廢水（取樣水）——》凝乳加堿中和——》換熱器加熱殺菌（130～150℃）——》閃蒸、冷卻（65～75℃）——》噴霧干燥——》蛋白粉出料。
其中，目前通常每條生產(chǎn)線的加水a(chǎn)a+b合計(jì)流量約為60～70t/h；水的出口為兩次豆清廢水+用于噴霧干燥的工藝料液。平均每天產(chǎn)生的豆清廢水量約達(dá)1200～1500t/h，需排入污水處理池進(jìn)行處理并排放；如處理不到位容易造成對(duì)地下土壤及周邊空氣環(huán)境等的污染。另一方面廠內(nèi)萃取工藝、工藝?yán)鋮s補(bǔ)水等的補(bǔ)水量每天達(dá)1500～2000t/d。
因此，從企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行微觀角度看，一方面通常污水處理過(guò)長(zhǎng)較復(fù)雜、且處理費(fèi)用較高、對(duì)周邊環(huán)境易造成污染；另一方面卻又不得不大量使用地下水等進(jìn)行工藝補(bǔ)水；從宏觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策與資源環(huán)境角度看，該行業(yè)也一直被列入高耗水、高排污性行業(yè)，在節(jié)能環(huán)保政策壓力日趨強(qiáng)化的形勢(shì)下，在環(huán)保方面必將面臨更為嚴(yán)峻地行業(yè)生存和發(fā)展困境。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的和任務(wù)是，針對(duì)植物蛋白生產(chǎn)過(guò)程中伴生的大量高濃度豆清廢水，采用膜處理與熱泵式低壓蒸餾復(fù)合技術(shù)，開(kāi)發(fā)出實(shí)現(xiàn)豆清廢水處理與物料資源全部回用的復(fù)合式污水處理回用裝置，全部回收植物蛋白生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生對(duì)豆清廢水中的水與內(nèi)含物料，并進(jìn)行資源化利用，為植物蛋白生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)污水零排放奠定技術(shù)及工藝基礎(chǔ)。
本發(fā)明的具體描述是：一種基于膜與熱泵復(fù)合技術(shù)的植物蛋白豆清廢水回收方法，采用膜技術(shù)與熱泵式低壓蒸餾技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合技術(shù)處理植物蛋白生產(chǎn)過(guò)程中伴生的高濃度豆清廢水，并將其中的水與物料資源全部回用，其特征在于，該工藝方法包括膜處理模塊200、熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100、凝結(jié)水后置處理回用模塊300和濃縮料液后置處理回收模塊400四部分及其之間連接的管路與管件組成，其中熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100包括蒸發(fā)冷凝換熱器1、mvr壓縮機(jī)6及驅(qū)動(dòng)裝置7、水泵及真空泵組及其之間連接的管路與管件，其中豆清廢水a(chǎn)經(jīng)膜處理模塊200分離出凈化水和濃縮液，其中凈化水通過(guò)凈化水管21送出成為回用水c的一部分，而濃縮液通過(guò)濃縮液管22送入蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)的換熱部件9內(nèi)的被加熱側(cè)受熱蒸發(fā)，蒸汽經(jīng)上部出口送入mvr壓縮機(jī)6進(jìn)口，經(jīng)壓縮后送回蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)的換熱部件9內(nèi)的加熱側(cè)凝結(jié)放熱，凝結(jié)水經(jīng)凝水罐12后送入凝結(jié)水后置處理回用模塊300，處理后成為回用水c的一部分送回生產(chǎn)流程作為工藝補(bǔ)水，蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)的豆清廢水經(jīng)濃縮后送入料液儲(chǔ)存罐11，再送入料液后置處理回收模塊400后轉(zhuǎn)化為物料資源化產(chǎn)成品d。
采用該工藝方法的工藝流程，可由既有常規(guī)工藝流程即：萃取工藝加水a(chǎn)a+料<1：9>——》分離——》加水bb<1：5>——》二萃、分離——》乳+豆清廢水分離——》乳加酸進(jìn)行酸沉——》分離成為凝乳+豆清廢水取樣水——》凝乳加堿中和——》換熱器加熱殺菌130～150℃——》閃蒸、冷卻65～75℃——》噴霧干燥——》蛋白粉出料；調(diào)整為新工藝流程，其中改動(dòng)的部分為：既有常規(guī)工藝中的豆清廢水匯合后——》膜處理模塊200——》其中凈化水送出成為回用水c的一部分；而濃縮液送入熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100——》分離后的凝結(jié)水送入凝結(jié)水后置處理回用模塊300，處理后成為回用水c的一部分；其中回用水c——》萃取工藝加水a(chǎn)a和/或加水b；熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100分離后的經(jīng)濃縮后的料液送入料液儲(chǔ)存罐11——》料液后置處理回收模塊400——》物料資源化產(chǎn)成品d并輸出。
一種具體的基于膜與熱泵復(fù)合技術(shù)的植物蛋白豆清廢水回收方法的結(jié)構(gòu)及連接方式如下：所述的熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100包括蒸發(fā)冷凝換熱器1、mvr壓縮機(jī)6及驅(qū)動(dòng)裝置7、水泵及真空泵組及其之間連接的管路與管件，豆清廢水a(chǎn)送入膜處理模塊200，其中凈化水通過(guò)凈化水管21送出成為回用水c的一部分，而濃縮液通過(guò)濃縮液管22送入蒸發(fā)冷凝換熱器1的料液進(jìn)口，該料液進(jìn)口與蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)上部的進(jìn)液分布器3相連，蒸發(fā)冷凝換熱器1的中部設(shè)置有換熱部件9，換熱部件9的換熱管束10的下部出口與料液儲(chǔ)存罐11相通，換熱管束10的上部進(jìn)口則與蒸發(fā)冷凝換熱器1上部的汽液分離器2相通，汽液分離器2上部的蒸汽出口通過(guò)進(jìn)汽管5與mvr壓縮機(jī)6的進(jìn)汽口相連，mvr壓縮機(jī)6通過(guò)軸連接部件與驅(qū)動(dòng)裝置7相連，mvr壓縮機(jī)6的排汽口通過(guò)排汽管8與蒸發(fā)冷凝換熱器1的換熱部件9的加熱側(cè)蒸汽進(jìn)口相連，換熱部件9的加熱側(cè)凝結(jié)水出口與凝水罐12的進(jìn)水口相連，凝水罐12的上部不凝氣體出口則與抽真空泵14相連，凝水罐12的下部出水口經(jīng)凝結(jié)水泵15后與凝結(jié)水后置處理回用模塊300的進(jìn)水口相連，凝結(jié)水后置處理回用模塊300的出水即作為回用水c的一部分，送回生產(chǎn)流程作為工藝補(bǔ)水，料液儲(chǔ)存罐11的下部出料口與料液循環(huán)泵13的進(jìn)口相連，料液循環(huán)泵13的出口管分為兩個(gè)支路，其中一個(gè)支路與料液原水進(jìn)水管相連后與蒸發(fā)冷凝換熱器1的料液進(jìn)口相連，另一個(gè)支路與料液后置處理回收模塊400的進(jìn)料口相連，料液后置處理回收模塊400的出料口送出的即為物料資源化產(chǎn)成品d。
本發(fā)明旨在解決目前植物蛋白生產(chǎn)行業(yè)中普遍存在的伴生大量污水、同時(shí)又耗費(fèi)大量地下水作為補(bǔ)水的現(xiàn)狀和困擾行業(yè)生存和發(fā)展的難題，采用膜處理技術(shù)與熱泵式污水處理與資源回用技術(shù)相結(jié)合的方式，可回收全部的水資源并節(jié)省了相應(yīng)的補(bǔ)水用水源水；回收了豆清廢水中所含的物料資源，其含量約與蛋白粉生產(chǎn)量相當(dāng)。現(xiàn)狀中國(guó)國(guó)內(nèi)產(chǎn)能暫按200條生產(chǎn)線計(jì)算，估算該技術(shù)進(jìn)行全面推廣后中國(guó)每年可減少污水排放規(guī)模約9000萬(wàn)t；節(jié)省地下水等補(bǔ)水用水源水資源規(guī)模約達(dá)12000萬(wàn)t；回收富含蛋白質(zhì)和低聚糖等的物料資源約140余萬(wàn)t；并相應(yīng)節(jié)省了大量耗電、藥劑、污泥運(yùn)輸、其它配套建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)資源投入與對(duì)應(yīng)的成本費(fèi)用，因此具有極其顯著的企業(yè)微觀經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)宏觀的減排環(huán)保、資源回收利用等綜合社會(huì)效益。
本方案與不采用膜處理而主要基于熱泵處理的技術(shù)方式相比，其初投資更低一些；但其流程加長(zhǎng)后料液在處理系統(tǒng)中駐留時(shí)間增大、系統(tǒng)內(nèi)死角及滋生微生物的可能性增大，因此兩種方式需根據(jù)具體的處理及回用要求等技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件經(jīng)過(guò)比選后選擇確定。
同時(shí)，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的技術(shù)方法及其裝置與工程實(shí)施方案，也可進(jìn)一步推廣到類似的污水處理與資源回用領(lǐng)域，具有更普遍的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。
圖1中各部件編號(hào)與名稱如下。
蒸發(fā)冷凝換熱器1、汽液分離器2、進(jìn)液分布器3、上空段4、進(jìn)汽管5、mvr壓縮機(jī)6、驅(qū)動(dòng)裝置7、排汽管8、換熱部件9、換熱管束10、料液儲(chǔ)存罐11、凝水罐12、料液循環(huán)泵13、抽真空泵14、凝結(jié)水泵15、熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100、凈化水管21、濃縮液管22、膜處理模塊200、凝結(jié)水后置處理回用模塊300、料液后置處理回收模塊400、豆清廢水a(chǎn)、不凝氣體排氣b、回用水c、物料資源化產(chǎn)成品d。
具體實(shí)施方式
圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。
本發(fā)明的具體實(shí)施例如下：一種基于膜與熱泵復(fù)合技術(shù)的植物蛋白豆清廢水回收方法，采用膜技術(shù)與熱泵式低壓蒸餾技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合技術(shù)處理植物蛋白生產(chǎn)過(guò)程中伴生的高濃度豆清廢水，并將其中的水與物料資源全部回用，其特征在于，該工藝方法包括膜處理模塊200、熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100、凝結(jié)水后置處理回用模塊300和濃縮料液后置處理回收模塊400四部分及其之間連接的管路與管件組成，其中熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100包括蒸發(fā)冷凝換熱器1、mvr壓縮機(jī)6及驅(qū)動(dòng)裝置7、水泵及真空泵組及其之間連接的管路與管件，其中豆清廢水a(chǎn)經(jīng)膜處理模塊200分離出凈化水和濃縮液，其中凈化水通過(guò)凈化水管21送出成為回用水c的一部分，而濃縮液通過(guò)濃縮液管22送入蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)的換熱部件9內(nèi)的被加熱側(cè)受熱蒸發(fā)，蒸汽經(jīng)上部出口送入mvr壓縮機(jī)6進(jìn)口，經(jīng)壓縮后送回蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)的換熱部件9內(nèi)的加熱側(cè)凝結(jié)放熱，凝結(jié)水經(jīng)凝水罐12后送入凝結(jié)水后置處理回用模塊300，處理后成為回用水c的一部分送回生產(chǎn)流程作為工藝補(bǔ)水，蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)的豆清廢水經(jīng)濃縮后送入料液儲(chǔ)存罐11，再送入料液后置處理回收模塊400后轉(zhuǎn)化為物料資源化產(chǎn)成品d。
采用該工藝方法的工藝流程，可由既有常規(guī)工藝流程即：萃取工藝加水a(chǎn)a+料<1：9>——》分離——》加水bb<1：5>——》二萃、分離——》乳+豆清廢水分離——》乳加酸進(jìn)行酸沉——》分離成為凝乳+豆清廢水取樣水——》凝乳加堿中和——》換熱器加熱殺菌130～150℃——》閃蒸、冷卻65～75℃——》噴霧干燥——》蛋白粉出料；調(diào)整為新工藝流程，其中改動(dòng)的部分為：既有常規(guī)工藝中的豆清廢水匯合后——》膜處理模塊200——》其中凈化水送出成為回用水c的一部分；而濃縮液送入熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100——》分離后的凝結(jié)水送入凝結(jié)水后置處理回用模塊300，處理后成為回用水c的一部分；其中回用水c——》萃取工藝加水a(chǎn)a和/或加水b；熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100分離后的經(jīng)濃縮后的料液送入料液儲(chǔ)存罐11——》料液后置處理回收模塊400——》物料資源化產(chǎn)成品d并輸出。
一種具體的基于膜與熱泵復(fù)合技術(shù)的植物蛋白豆清廢水回收方法的結(jié)構(gòu)及連接方式如下：所述的熱泵式低壓蒸餾與物料分離模塊100包括蒸發(fā)冷凝換熱器1、mvr壓縮機(jī)6及驅(qū)動(dòng)裝置7、水泵及真空泵組及其之間連接的管路與管件，豆清廢水a(chǎn)送入膜處理模塊200，其中凈化水通過(guò)凈化水管21送出成為回用水c的一部分，而濃縮液通過(guò)濃縮液管22送入蒸發(fā)冷凝換熱器1的料液進(jìn)口，該料液進(jìn)口與蒸發(fā)冷凝換熱器1內(nèi)上部的進(jìn)液分布器3相連，蒸發(fā)冷凝換熱器1的中部設(shè)置有換熱部件9，換熱部件9的換熱管束10的下部出口與料液儲(chǔ)存罐11相通，換熱管束10的上部進(jìn)口則與蒸發(fā)冷凝換熱器1上部的汽液分離器2相通，汽液分離器2上部的蒸汽出口通過(guò)進(jìn)汽管5與mvr壓縮機(jī)6的進(jìn)汽口相連，mvr壓縮機(jī)6通過(guò)軸連接部件與驅(qū)動(dòng)裝置7相連，mvr壓縮機(jī)6的排汽口通過(guò)排汽管8與蒸發(fā)冷凝換熱器1的換熱部件9的加熱側(cè)蒸汽進(jìn)口相連，換熱部件9的加熱側(cè)凝結(jié)水出口與凝水罐12的進(jìn)水口相連，凝水罐12的上部不凝氣體出口則與抽真空泵14相連，凝水罐12的下部出水口經(jīng)凝結(jié)水泵15后與凝結(jié)水后置處理回用模塊300的進(jìn)水口相連，凝結(jié)水后置處理回用模塊300的出水即作為回用水c的一部分，送回生產(chǎn)流程作為工藝補(bǔ)水，料液儲(chǔ)存罐11的下部出料口與料液循環(huán)泵13的進(jìn)口相連，料液循環(huán)泵13的出口管分為兩個(gè)支路，其中一個(gè)支路與料液原水進(jìn)水管相連后與蒸發(fā)冷凝換熱器1的料液進(jìn)口相連，另一個(gè)支路與料液后置處理回收模塊400的進(jìn)料口相連，料液后置處理回收模塊400的出料口送出的即為物料資源化產(chǎn)成品d。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明提出了如何采用膜處理技術(shù)與熱泵式低壓蒸餾技術(shù)相結(jié)合的解決豆清廢水問(wèn)題的方法，而按照此一總體解決方案可有不同的具體實(shí)施措施和不同結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施裝置，上述具體實(shí)施方式僅僅是其中的一種而已，任何其它類似的簡(jiǎn)單變形的實(shí)施方式，例如采用不同結(jié)構(gòu)組合方式的膜處理模塊200；蒸發(fā)冷凝換熱器1、換熱部件9、料液儲(chǔ)存罐11、凝水罐12等采用一體式或分體式結(jié)構(gòu)；設(shè)置或不設(shè)置凝結(jié)水后置處理回用模塊16、料液后置處理回收模塊400或進(jìn)行普通專業(yè)人士均可想到的變形方式等，或者將該技術(shù)方式以相同或相似的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于除植物蛋白生產(chǎn)行業(yè)之外的其它類似應(yīng)用場(chǎng)合，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。