专利名称：高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法及其处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及废水处理技术领域，尤其 是一种高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法及其处理装置。
背景技术：
高含盐有机废水一直是废水处理中的难题，在石油、化工、食品、废液处理、中间体等行业中广泛存在。通常的耗氧厌氧生化处理由于细菌耐盐性的制约(一般含盐量需低于1% )而无法使用，目前主要采取多效蒸发处理。多效蒸发的处理成本很高，且有机物难以回收。很多有机物在高温下易发生聚合，产生泡沫，导致蒸发不能正常进行。蒸发浓缩过程一直需要消耗大量的生蒸汽，也需要大量的冷却水对二次蒸汽进行冷却。这样低品位的二次蒸汽的大量潜热被白白浪费掉了，也增加了冷却水的费用。对于四效的蒸发器，实际生产中蒸发一吨水大约需要消耗O. 35吨的蒸汽，电耗约15KW，如果装置的蒸发量为15t/h，目前蒸汽的市面价是230元/吨，工业电价为O. 75元/(KW. h)，则一年按300个工作日7200小时计算，蒸汽的运行费用约991万/年。常规的蒸发器的工作原理是用锅炉生产的鲜蒸汽作热源，通过换热器把溶液加热到沸点后继续加热使溶液沸腾蒸发产生二次蒸汽，溶液中的水份变成水蒸汽从溶液中蒸发分离出去，溶液本身被浓缩。蒸发过程产生的二次蒸汽再用冷却水冷凝成冷凝水，二次蒸汽中的热能传递到冷却水中再扩散到空气中造成热能浪费和冷却水消耗。机械蒸汽再压缩蒸发(Mechanical Vapor Recompression简称MVR)技术,可广泛使用于化工、制药、环保行业中，把溶液浓缩或结晶。若采用机械蒸汽再压缩蒸发(MVR)节能技术，所需电机功率约为660KW(按NaCl)，按照江苏地区的能耗指标，工业电价为O. 75元/(KW · h)，则MVR系统每年所需的运行费用为356万/年，相对普通多效节约的运行费约为635万/年。通过以上比较可知，采用MVR系统可以非常显著的提高经济效益，实现节能减排目标。机械蒸汽再压缩蒸发(MVR)蒸发器的工作原理是利用压缩机把蒸发器产生的二次蒸汽进行压缩使其压力和温度升高，然后作蒸发器热源替代鲜蒸汽。实现二次蒸汽中热能的再利用，使蒸发器的热能循环利用。只要提供少量的电力驱动压缩机工作，不需要鲜蒸汽就能使蒸发器热能循环利用，连续蒸发。在热力学中MVR蒸发器也可以理解为开式热泵。压缩机的作用不是产生蒸发需要的热量，而是提高品位并输送蒸发器的热量形成热量循环。MVR蒸发器是新一代蒸发器技术，是一种节能环保的高新技术。目前MVR系统中多采用离心式风机提高蒸汽焓值，一般单台能使得蒸汽有效温度提高8°C左右，也可以用两台风机串联，可获得蒸汽有效温度提高16°C左右。而氨基酸等有机物会导致含盐废水的沸点升高较多，从而使得MVR系统无法运行或经济性降低。以生产阿斯巴甜装置所产生的氨基酸含盐废水为例，氨基酸含盐废水成分如下0. 1% O. 2%苯丙氨酸；0. I O. 2% L-天冬氨酸；氯化钠8 9%;pH = 6. 8-7. 5。对废水做了沸点测试，数据如下
权利要求
1.一种高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法，其特征是具有如下步骤 ①去除杂质通过过滤器去除阿斯巴甜工业含盐有机废水中的粒径超过I微米的颗粒杂质； ②分离有机物与无机物采用8英寸纳滤膜，单支膜通量在8 12立方米/小时，压力2 4MPa，温度20 50V，过滤已去除颗粒杂质的阿斯巴甜工业含盐有机废水，分别收集浓相废水和淡相废水； ③回收有机物和提取盐分将步骤②中的浓相废水进行等电点调节，PH值调至5.O 6.O时析出苯丙氨酸，并取出苯丙氨酸，pH值调至2. 7-2. 9时析出L-天冬氨酸，并取出L-天冬氨酸；将步骤②中的淡相废水采用机械蒸汽再压缩蒸发系统进行蒸发浓缩得到过饱和溶液，在过饱和溶液中分离出NaCl ； ④循环处理在步骤③中分离出氨基酸的浓相废水和分离出盐分的废水中补入新的阿斯巴甜工业高含盐氨基酸废水再按上述步骤循环操作。
2.如权利要求I所述的高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法，其特征是步骤③中所述谈相废水在进行机械蒸汽再压缩蒸发系统蒸发前先进行预热。
3.如权利要求2所述的高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法，其特征是采用机械蒸汽再压缩蒸发系统自身的冷凝水对淡相废水进行初步预热，采用机械蒸汽再压缩蒸发系统自身的不凝气和多余蒸汽对淡相废水进行再次预热，淡相废水预热后温度为81 82°C。
4.如权利要求I所述的高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法，其特征是所述的机械蒸汽再压缩蒸发系统采用负压操作。
5.一种高含盐氨基酸废水的综合回收处理装置，其特征是包括用于氨基酸与无机盐分离的纳滤分离系统和用于无机盐蒸发结晶的机械蒸汽再压缩蒸发系统，所述的纳滤分离系统的浓相出口连通氨基酸提取装置，所述的纳滤分离系统的淡相无机盐废水出口连通机械蒸汽再压缩蒸发系统的进口，所述的机械蒸汽再压缩蒸发系统的过饱和溶液出口设有固液分离装置，所述的固液分离装置的液体出口连通纳滤分离系统的进口，固液分离装置的固体出口连通盐分收集装置。
6.如权利要求5所述的高含盐氨基酸废水的综合回收处理装置，其特征是所述的纳滤分离系统包括依次通过管路串联的原液罐(I)、粗级过滤器(2)、精密过滤器(3)和纳滤膜过滤器(4)，所述的纳滤膜过滤器(4)的浓相出口通过管路连通原液罐(I)，所述的原液罐(I)的进口上连接有补液装置，原液罐(I)与粗级过滤器(2)之间的管路上设有原液泵，精密过滤器(3)与纳滤膜过滤器(4)之间的管路上设有增压泵，所述的原液罐(I)的罐体内设有使废水混合均匀的搅拌装置，所述的搅拌装置包括搅拌桨(11)和驱动搅拌桨(11)动作的驱动装置(12)； 所述的机械蒸汽再压缩蒸发系统包括依次通过排水管路联通的预热装置、一效蒸发单元(5)、二效蒸发单元(6)和强制循环蒸发单元(7)，还包括将机械蒸汽再压缩蒸发系统产生的二次蒸汽压缩提高热焓后再输入到一效蒸发单元(5)和强制循环蒸发单元(7)作为热源的蒸汽再压缩单元，所述的纳滤膜过滤器(4)的淡相出口通过排水管路与预热装置连通。
7.如权利要求6所述的高含盐氨基酸废水的综合回收处理装置，其特征是所述的一效蒸发单元(5)包括一效降膜蒸发器(51)、第一汽液分离器(52)和第一凝液闪蒸罐(53)，二效蒸发单元(6)包括二效降膜蒸发器(61)、第二汽液分离器￠2)和第二凝液闪蒸罐(63)，强制循环蒸发单元(7)包括强制循环蒸发器(71)、强制循环泵(72)和第三汽液分离器(73)； 一效降膜蒸发器 (51)的下封头通过管路分别与第一汽液分离器(52)和第二汽液分离器(62)的上部进口连通，第一汽液分离器(52)的下部浓缩液出口通过管路与一效降膜蒸发器(51)的下封头连通，第一汽液分离器(52)的蒸汽出口与二效降膜蒸发器￠1)的上封头连通，第二汽液分离器￠2)下部浓缩液出口通过管路与二效降膜蒸发器￠1)的下封头连通，二效降膜蒸发器￠1)的下封头经过第二循环泵与二效降膜蒸发器￠1)的上封头及强制循环蒸发器(71)的上封头连通，强制循环蒸发器(71)的上封头通过管路与第三汽液分离器(73)连通，强制循环蒸发器(71)的下封头连接强制循环泵(72)，第三汽液分离器(73)下部通过采盐泵分成两条支路、其中一条支路与第三汽液分离器(73)中部连通、另一条支路与固液分离装置进口相连； 一效降膜蒸发器(51)和强制循环蒸发器(71)的冷凝水出口通过管路与第一凝液闪蒸罐(53)的上封头连通，第一凝液闪蒸罐(53)的蒸汽出口与二效降膜蒸发器￠1)的上封头连通，第一凝液闪蒸罐(53)和二效降膜蒸发器￠1)的冷凝水出口与第二凝液闪蒸罐(63)的上封头连通； 第二汽液分离器(62)、第三汽液分离器(73)和第二凝液闪蒸罐￠3)的蒸汽出口连通蒸汽再压缩单元，蒸汽再压缩单元的蒸汽出口连通一效降膜蒸发器(51)与强制循环蒸发器(71)的蒸汽进口。
8.如权利要求6所述的高含盐氨基酸废水的综合回收处理装置，其特征是所述的纳滤分离系统的纳滤膜过滤器(4)的浓相出口与原液罐(I)之间的管路上设有用于暂存浓相废水并提取氨基酸的提取罐(13)，所述的粗级过滤器(2)为布袋过滤器，所述的布袋过滤器内可拆卸安装有可滤除粒径超过5微米的颗粒物质的无纺布过滤袋，所述的精密过滤器(3)采用可滤除粒径超过I微米的颗粒物质的滤芯，所述的纳滤膜过滤器(4)采用可截留分子量为150以上的纳滤膜。
9.如权利要求6所述的高含盐氨基酸废水的综合回收处理装置，其特征是所述的预热装置为两级预热，第一级预热采用板式预热器(8)，第二级预热采用管壳式预热器(9)，第二凝液闪蒸罐￠3)的冷凝水出口通过凝液泵连通板式预热器(8)，一效降膜蒸发器(51)和强制循环蒸发器(71)的不凝气及多余蒸汽通过真空泵与管壳式预热器(9)连通。
10.如权利要求6所述的高含盐有机废水的处理装置，其特征是所述的蒸汽再压缩单元采用罗茨风机压缩机(10)或离心风机压缩机。
全文摘要
本发明的一种高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法，具有如下步骤①去除杂质；②分离有机物与无机物；③回收有机物和提取盐分；④循环处理。本发明的高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法及其处理装置运用纳滤膜将氨基酸与无机盐分离，然后分别进行回收处理，解决了含有机废水的处理难题，操作方便，处理成本低，较少投资实现较大产出。
文档编号C02F9/10GK102616972SQ20121011203
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者姚洪齐, 张琳, 徐晨, 蒋枫, 马志磊 申请人:常州光辉生物科技有限公司, 常州大学