一种甲壳素生产废碱液回收系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种甲壳素生产废碱液回收系统，它包括废碱液储罐、水力旋流器、第一浓缩罐、陶瓷膜系统、滤液储罐、第二浓缩罐、纳滤膜系统，所述第二浓缩罐作为纳滤膜系统的原水箱，所述纳滤膜系统的透过液回用于甲壳素生产工艺的碱煮工序。通过本实用新型专利技术的陶瓷膜处理系统对废碱液进行浓缩处理能获得低碱度的蛋白液，能回收混入高蛋白饲料；陶瓷膜处理系统占地面积比使用传统沉淀装置更小，自动化程度提高，人工成本显著降低；通过本实用新型专利技术的纳滤处理系统能进一步净化碱液，实现了碱液的回收利用目的；通过本实用新型专利技术提供的处理工艺对甲壳素生产废碱液进行回收处理具有广泛的工程应用前景，不仅实现资源综合利用，同时也开发了高价值的产品，并具有环境友好性。

【技术实现步骤摘要】
一种甲壳素生产废碱液回收系统
本技术涉及海洋化工领域，特别涉及甲壳素生产废碱液的回收装置或系统，以及擦用膜处理技术进行甲壳素生产废碱液的回收装置货系统。
技术介绍
甲壳素(chitin)，聚β-(1-4)-N-乙酰-D-葡糖胺，又称甲壳质、几丁质、壳多糖，是一种维持和保护甲壳动物和微生物躯体的非常重要的天然线性氨基多糖，也是自然界中存在的唯一的阳离子多糖。甲壳素广泛存在于节足动物的外壳和翅膀中，也存在于真菌和藻类的细胞壁中，每年有相当巨大数量的甲壳素被生物合成，是地球上仅次于纤维素的第二大生物合成量的多糖。甲壳素是医药、食品、化工、化妆品等行业的重要原料，自1811年法国人发现甲壳素以来，甲壳素及其衍生物的研究和生产得到了迅速地发展。中国从1952年开展甲壳素研究工作，20世纪90年代是中国甲壳素、壳聚糖研究、开发和生产的鼎盛时期，同时期也正是日本和美国甲壳素产品开发的的全盛时期。由于甲壳素和壳聚糖生产会产生严重的环境污染，日本、美国等发达国家不愿意生产，而是直接从中国采购，这促进了中国甲壳素和壳聚糖产业的大发展，使中国成为甲壳素和壳聚糖的生产大国和出口大国，目前世界上使用的甲壳素大多产自中国。据不完全统计，在我国沿海辽宁、山东、江苏、浙江等省份成规模的甲壳素生产企业多达100多家。尽管甲壳素存在广泛，但到目前为止，世界上主要的商品甲壳素都是来源于虾、蟹壳。在虾、蟹等水产品加工后的甲壳废弃物中，甲壳素的含量达到10%-20%(干基)，同时还有大量蛋白质(30%-40%)及碳酸钙。目前甲壳素的制备方法，主要还是虾、蟹壳酸法脱钙、碱法脱蛋白质提取甲壳素。酸脱钙和碱脱蛋白生产甲壳素过程中会产生大量的酸、碱废水，因此很多国家的甲壳素生产受到限制，市场供应量急剧下降，市场供不应求，价格逐渐升高，同时由于甲壳素及其各种衍生物的重要、广泛的用途，使其市场需要量不断扩大。据初步计算，生产1吨甲壳素约产生废碱液20吨，目前我国甲壳素的年生产能力6万吨左右，即我国甲壳素工业每年产生废碱液约达120万吨。这些废碱中含有大量的蛋白质(1%以上)、氢氧化钠，在不中和的情况下pH高达13以上，经中和沉淀后CODCr仍高达7000mg/kg以上。由于废碱液中含有大量的蛋白质、碱及钙、脂肪、色素等，其废水处理的费用相当高；如果不进行处理，大量碱及含蛋白质的生产废液的排放严重污染周边环境及海域，影响其他养殖业和沿海旅游业的发展。政府部门在“十三五”规划中对于减排降耗、环境治理等方面有着明确的任务和要求，废水排放问题在甲壳素生产中普遍存在，严重制约着甲壳素产业的可持续健康发展。目前，国内外对于此类废水常规的处理方法是将废液和废水集中，经自然沉淀、PAC或PFS及PAM絮凝、再用厌氧或好氧方法来处理，经治理后的出水CODCr一般在l000mg/L以上，不能达到国家的污水排放标准。同时，由于高浓度酸、碱中和后形成的高盐度，用一般的生化方法无法进行处理，因此，国内大量的生产厂家因为没有办法处理此类废水，直接排放到环境中去。采用超滤、纳滤二级膜过滤分离技术，将酸、碱废液分别处理，可以回收大部分的烧碱，以及蛋白质、虾青素等有用物质，实现过程废酸碱“零排放”，既解决了污染问题，又对资源进行了回收利用。陶瓷膜是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等经1600℃高温烧结而成的具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料。它是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体，采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。它的结构通常为“三明治”式：支撑层（又称载体层）、过渡层（又称中间层）、膜层（又称功能分离层）。其中支撑层的孔径一般为1~20μm，孔隙率为30%~65%，其作用是增加膜的机械强度；中间层的孔径比支撑层的孔径小，其作用是防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透，厚度约为20~60μm，孔隙率为30%~40%；膜层具有分离功能，孔径从0.8nm~1μm不等，厚度约为3~10μm，孔隙率为40%~55%。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小，形成不对称的结构分布。陶瓷膜根据孔径可分为微滤（孔径大于50nm）、超滤（孔径2~50nm）、纳滤（孔径小于2nm）等种类。陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与膜面垂直方向（径向）向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。纳滤膜(Nanofiltration，NF)是由反渗透膜发展而来的，具有自己独特的优势。耐碱纳滤膜(Alkali-StableNanofiltrationMembrane)是为了适应强碱强酸pH物料体系的过滤处理而研发出的高分子材料纳滤膜元件，在透水、抗污染、耐压密性、耐酸碱性及选择透过性等方面具有中性膜所不具备的优势。纳滤膜材料带有基团电荷，所以纳滤具有离子选择性。纳滤技术具有不影响生物活性，节能，无公害等特点，在食品、发酵、制药、化工等工业得到越来越广泛的应用。通过纳滤处理甲壳素碱性生产废水回收有机氮，不仅解决了环境污染问题，而且还带来一定的经济价值。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种甲壳素生产废碱液回收系统，它能实现甲壳素生产废碱液的碱液的回收利用及获得低碱度的蛋白液混入高蛋白饲料。为此本技术采用以下技术方案：它包括：废碱液储罐，用于储存甲壳素生产废碱液；水力旋流器，所述废碱液储罐通过水泵增压后进入所述水力旋流器后进行固液分离，所述水力旋流器的上部产生清夜；第一浓缩罐，所述水力旋流器的上部清夜进入第一浓缩罐；陶瓷膜系统，所述第一浓缩罐作为陶瓷膜系统的原水箱；滤液储罐，所述陶瓷膜系统的透过液进入滤液储罐；第二浓缩罐，所述滤液储罐储存的陶瓷膜透过液储存在第二浓缩罐内；纳滤膜系统，所述第二浓缩罐作为纳滤膜系统的原水箱，所述纳滤膜系统的透过液回用于甲壳素生产工艺的碱煮工序。在采用以上技术方案的基础上，本技术还可以采用以下进一步方案：所述陶瓷膜系统还设有通向第一浓缩罐的回流管，陶瓷膜系统的浓缩液返回至第一浓缩罐。所述第一浓缩罐设有通向废碱液储罐的回流管，第一浓缩罐底部的高固含量液体进行离心设备处理后，上清液返回至废碱液储罐，沉淀物则混入蛋白饲料。所述第二浓缩罐底部高蛋白液体通过离心设备处理后，上清液返回至滤液储罐，沉积物混入蛋白饲料。所述第一废碱液储罐设有溢流额底部排污管道。所述水力旋流器的分离粒径为75~100um。所述陶瓷膜系统的过滤孔径为20~50nm；陶瓷膜系统的平均操作压力为0.1~0.3MPa；陶瓷膜系统的平均膜通量为80~120LMH。所述纳滤系统的平均操作压力为1.5~2.0MPa；纳滤系统的平均膜通量为20~26LMH；纳滤系统的回收率为80%。本专利技术具有的优点如下：通过本专利技术的水力旋流器对废碱液进行预处理能降低陶瓷膜运行的稳定性，延长清洗周期；通过本专利技术的陶瓷膜处理系统，透析液中大分子物质明显减少，粘度降低，纳滤系统清洗周期延长；通过本专利技术的陶瓷膜处理系统对废碱液进行浓缩处理能获得低碱度的蛋白液，能回收混入高蛋白饲料；陶瓷膜处理系统占地面积比使用传统沉淀装置更小，自动化程度提高，人工成本显著降低；基于陶瓷膜材料自身特性，陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲壳素生产废碱液回收系统，其特征在于它包括：废碱液储罐，用于储存甲壳素生产废碱液；水力旋流器，所述废碱液储罐通过水泵增压后进入所述水力旋流器后进行固液分离，所述水力旋流器的上部产生清夜；第一浓缩罐，所述水力旋流器的上部清夜进入第一浓缩罐；陶瓷膜系统，所述第一浓缩罐作为陶瓷膜系统的原水箱；滤液储罐，所述陶瓷膜系统的透过液进入滤液储罐；第二浓缩罐，所述滤液储罐储存的陶瓷膜透过液储存在第二浓缩罐内；纳滤膜系统，所述第二浓缩罐作为纳滤膜系统的原水箱，所述纳滤膜系统的透过液回用于甲壳素生产工艺的碱煮工序。

【技术特征摘要】
1.一种甲壳素生产废碱液回收系统，其特征在于它包括：废碱液储罐，用于储存甲壳素生产废碱液；水力旋流器，所述废碱液储罐通过水泵增压后进入所述水力旋流器后进行固液分离，所述水力旋流器的上部产生清夜；第一浓缩罐，所述水力旋流器的上部清夜进入第一浓缩罐；陶瓷膜系统，所述第一浓缩罐作为陶瓷膜系统的原水箱；滤液储罐，所述陶瓷膜系统的透过液进入滤液储罐；第二浓缩罐，所述滤液储罐储存的陶瓷膜透过液储存在第二浓缩罐内；纳滤膜系统，所述第二浓缩罐作为纳滤膜系统的原水箱，所述纳滤膜系统的透过液回用于甲壳素生产工艺的碱煮工序。2.根据权利要求1所述的一种甲壳素生产废碱液回收系统，其特征在于所述陶瓷膜系统还设有通向第一浓缩罐的回流管，陶瓷膜系统的浓缩液返回至第一浓缩罐。3.根据权利要求1所述的一种甲壳素生产废碱液回收系统，其特征在于所述第一浓缩罐设有通向废碱液储...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈宾宾，方毓淳，任秉康，李文扬，朱元红，
申请(专利权)人：杭州上拓环境科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33