一种通过膜分离处理维生素B6生产废水的装置系统

一种通过膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统
技术领域
1.本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种废水处理的装置系统，尤其涉及一种通过膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统。


背景技术：

2.维生素b6在生产过程中会将一次结晶过滤完成的二次母液进行再次蒸发、结晶和分离，分离出来的液体中仍然含有2-5wt％的维生素b6。
3.通常，生产企业会将二次结晶分离出来的液体排入污水处理系统，但是由于维生素b6生产废水中的cod浓度超过20万mg/l，且含有盐酸、醋酸、磷酸等，水溶液ph《1，酸性极强，会导致厌氧菌以及好氧菌失活，使生化污水处理系统难以承受。因此，为了保证运营的连续性，生产企业不得不选择将维生素b6生产废水作为危险废弃物进行委外焚烧处理，这种处理方法使危险废弃物的量增加，带来了能源的浪费，以及vocs和温室气体排放造成的环境破坏。
4.cn 102329048a公开了一种化学合成维生素b6废水的处理方法，包括如下步骤：废水进行三效减压蒸发器脱盐-铁碳微电解氧化法处理；进入uasb厌氧反应器进行厌氧生化处理；进入射流曝气池进行好氧生化处理，经沉淀池泥水分离后，上清液达标排放。其通过多效蒸发-铁碳微电解-升流式厌氧污泥床uasb-射流曝气器工艺处理维生素b6生产废水，使处理后的废水cod、色度等指标浓度达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》的要求，但无法对废水中的维生素b6进行回收。
5.因此，需要针对维生素b6生产废水提供一种降低危险废弃物量、降低环境影响、降低运营成本且能够回收维生素b6产品的装置系统。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种通过膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，所述装置系统无需过多的膜分离装置，通过装置之间连接关系的合理设置，不仅降低了废水处理对环境的影响，还能够降低能源消耗与运营成本，并且能够实现对维生素b6生产废水中维生素b6的回收利用。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.本实用新型提供了一种通过膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，所述装置系统包括顺次连接的预过滤装置、纳滤装置、脱色装置、结晶装置以及离心装置；
9.所述离心装置的滤液出口与预过滤装置的物料入口连接。
10.应用本实用新型提供的装置系统处理维生素b6生产废水时，维生素b6生产废水在预过滤装置内进行过滤，脱除不溶悬浮物，滤液再进入纳滤装置，经过纳滤装置的分离处理，实现维生素b6等大分子有机物的分离，从而得到cod≤3.5
×
104mg/l的滤液以及cod≥4.0
×
105mg/l的浓液。
11.本实用新型所用纳滤装置的截留分子量为100-300道尔顿，例如可以是100道尔
顿、150道尔顿、200道尔顿、250道尔顿或300道尔顿，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。本实用新型通过采用截留分子量为100-300道尔顿的纳滤装置进行纳滤，可以实现对微生物b6生产废水的截留过滤，使维生素b6的截留率≥98％，无需微滤或超滤等前序处理工艺。
12.本实用新型所述纳滤装置中的纳滤膜为耐酸型纳滤膜，维生素b6生产废水的酸性较强，ph《2，本实用新型是纳滤装置中的纳滤膜为耐酸型纳滤膜，有利于上述装置系统的稳定运行，保证维生素b6的截留效果。
13.所述耐酸型纳滤膜包括但不限于科氏koch-mps-34系列纳滤膜。
14.滤液外排至工厂废水处理单元，使其cod降低至废水排放标准，进入废水处理厂进行处理，浓液则进入脱色装置进行脱色处理，脱色后的液体进入结晶装置进行结晶，结晶后的晶浆进入离心装置进行离心分离，实现维生素b6的回收，离心母液则与维生素b6生产废水混合进行循环处理，从而实现了维生素b6生产废水的处理以及维生素b6的回收。
15.优选地，所述预过滤装置与纳滤装置之间设置有第一物料输送装置。
16.优选地，所述第一物料输送装置包括高压泵。
17.本实用新型通过在预过滤装置与纳滤装置之间设置高压泵，保证了纳滤装置所需压力。
18.优选地，所述预过滤装置之前设置有第二物料输送装置。
19.所述离心装置的滤液出口与第二物料输送装置的物料入口连接。
20.本实用新型所述第二物料输送装置包括但不限于本领域常规的进料泵，只要能够实现液体物料的输送即可，示例性的，所述进料泵包括离心泵、隔膜泵或柱塞泵中的任意一种。
21.优选地，所述预过滤装置包括滤袋、滤芯、滤布或管式过滤器中的任意一种。
22.本实用新型通过设置所述预过滤装置，能够去除维生素b6生产废水中的大颗粒物质以及胶体等不溶物，使后续的纳滤装置能够稳定运行。
23.优选地，所述预过滤装置的过滤精度为5-50μm，例如可以是5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
24.优选地，所述脱色装置包括吸附脱色装置。
25.本实用新型采用吸附脱色装置脱除浓液中的有色杂质，所述吸附脱色装置中的吸附剂包括但不限于本领域常规的活性炭。
26.纳滤装置所得浓液中，除了维生素b6外，还含有有色杂质，如高温反应产生的焦油等。有色杂质与活性炭的作用力强，从而实现对纳滤浓液的脱色。
27.优选地，所述结晶装置包括蒸发结晶器或冷却结晶器。
28.优选地，所述结晶装置为冷却结晶器。
29.示例性的，利用本实用新型所述装置系统对维生素b6生产废水进行处理的方法包括如下步骤：
30.维生素b6生产废水依次经预过滤处理、纳滤处理、脱色处理、结晶处理以及离心处理，得到离心母液与微生素b6；离心母液回用于与维生素b6生产废水混合。
31.所述预过滤处理的精度为5-50μm，例如可以是5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、
35μm、40μm、45μm或50μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
32.所述纳滤处理的跨膜压差为1-5mpa，例如可以是1mpa、1.5mpa、2mpa、2.5mpa、3mpa、3.5mpa、4mpa、4.5mpa或5mpa，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
33.所述纳滤处理的温度≤70℃，例如可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃或70℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为40-70℃。
34.所述脱色处理的温度为0-80℃，例如可以是0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或80℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
35.所述结晶处理的温度≤10℃，例如可以是0℃、3℃、5℃、6℃、8℃或10℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0-5℃。
36.本实用新型所处理维生素b6生产废水的组成：维生素b6的质量百分数为2.5-3.5wt％，cod≥1.5
×
105mg/l，总氮≥1.0
×
104mg/l，氨氮≥5000mg/l，cl-含量为5
×
10
4-8
×
104mg/l，ph值《2。
37.本实用新型所处理的维生素b6生产废水的cod≥1.5
×
105mg/l，例如可以是1.5
×
105mg/l、1.6
×
105mg/l、1.7
×
105mg/l、1.8
×
105mg/l、1.9
×
105mg/l、2
×
105mg/l、2.1
×
105mg/l、2.4
×
105mg/l、2.5
×
105mg/l、2.7
×
105mg/l、2.8
×
105mg/l、3
×
105mg/l或3.5
×
105mg/l，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
38.所述纳滤处理产生的滤液中，cod≤3.5
×
104mg/l，例如可以是1
×
104mg/l、1.5
×
104mg/l、2
×
104mg/l、2.5
×
104mg/l、3
×
104mg/l或3.5
×
104mg/l，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
39.所述纳滤处理产生的浓液中，cod≥4.0
×
105mg/l，例如可以是4
×
105mg/l、4.2
×
105mg/l、4.5
×
105mg/l、4.8
×
105mg/l或5
×
105mg/l，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
40.与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
41.膜分离为利用分子尺寸的不同进行选择分离的技术，其根据膜孔径的大小可分为微滤、超滤、纳滤与反渗透；本实用新型提供的装置系统使用纳滤装置，通过装置之间连接关系的合理设置，有效降低了对环境的影响，并降低了能源消耗与运营成本；而且，所述装置系统还能够实现对酸性维生素b6生产废水中维生素b6的高效回收。
附图说明
42.图1为本实用新型提供的装置系统的结构示意图。
43.图中：1，第二物料输送装置；2，预过滤装置；3，第一物料输送装置；4，纳滤装置；41，滤液；5，脱色装置；6，结晶装置；7，离心装置。
具体实施方式
44.下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
45.为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型
但非限制性的实施例如下：
46.实施例1
47.本实施例提供了一种如图1所示的膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，所述装置系统包括顺次连接的预过滤装置2、纳滤装置4、脱色装置5、结晶装置6以及离心装置7；所述离心装置7的滤液出口与预过滤装置2的物料入口连接。
48.所述预过滤装置所用滤芯的过滤精度为5μm。
49.所述预过滤装置2与纳滤装置4之间设置有第一物料输送装置3，所述第一物料输送装置3为高压泵。
50.所述预过滤装置2之前设置有第二物料输送装置1，所述离心装置7的滤液出口与第二物料输送装置1的物料入口连接；所述第二物料输送装置1为离心泵。
51.所述纳滤装置4中的纳滤膜为耐酸型纳滤膜koch-mps-34，截留分子量为200道尔顿。
52.所述脱色装置5为活性炭脱色装置5；所述结晶装置6为冷却结晶器。
53.应用本实施例提供的装置系统处理维生素b6生产废水时，维生素b6生产废水在预过滤装置2内进行过滤，脱除不溶悬浮物；滤液41再进入纳滤装置4，经过纳滤装置4的分离处理，实现维生素b6等大分子有机物的分离，从而得到cod≤3.5
×
104mg/l的滤液41以及cod≥4.0
×
105mg/l的浓液。滤液41外排至厌氧处理单元，使其cod降低至废水排放标准，进入废水处理厂进行处理，浓液则进入脱色装置5进行活性炭吸附脱色，脱色后的液体进入结晶装置6进行结晶，结晶后的晶浆进入离心装置7进行离心分离，实现维生素b6的回收，离心母液则与维生素b6生产废水混合进行循环处理，从而实现了维生素b6生产废水的处理以及维生素b6的回收。
54.实施例2
55.本实施例提供了一种膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，除预过滤装置2所用滤芯的过滤精度为20μm外，其余均与实施例1相同。
56.实施例3
57.本实施例提供了一种膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，除预过滤装置2所用滤芯的过滤精度为50μm外，其余均与实施例1相同。
58.实施例4
59.本实施例提供了一种膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，除了纳滤装置2的截留分子量为300道尔顿外，其余均与实施例1相同。
60.实施例5
61.本实施例提供了一种膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，除了纳滤装置4的截留分子量为500道尔顿外，其余均与实施例1相同。
62.对比例1
63.本对比例提供了一种膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统，除了纳滤装置4中的纳滤膜为截留分子量200道尔顿的普通纳滤膜外，其余均与实施例1相同。
64.由于本对比例中将耐酸型纳滤膜替换为普通纳滤膜，膜表面分离层在强酸性介质中分解，导致膜性能劣化，截留率下降。
65.应用例1
66.本应用例提供了一种应用实施例1提供的装置系统处理维生素b6生产废水的方法，所述维生素b6生产废水包括：3wt％的维生素b6、2.1
×
105mg/l的cod、1.4
×
104mg/l的总氮、5500mg/l的氨氮以及7
×
104mg/l的cl-。
67.所述方法包括如下步骤：
68.维生素b6生产废水依次经预过滤处理、纳滤处理、脱色处理、结晶处理以及离心处理，得到离心母液与微生素b6；离心母液回用于与维生素b6生产废水混合；
69.所述纳滤处理的跨膜压差为5mpa，温度为60℃；
70.所述脱色处理的温度为60℃；
71.所述结晶处理的温度为5℃。
72.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度99.3％，维生素b6的回收率为91.4％。
73.应用例2
74.本应用例提供了一种应用实施例1提供的装置系统处理维生素b6生产废水的方法，所述维生素b6生产废水包括：3.0wt％的维生素b6、2.1
×
105mg/l的cod、1.4
×
104mg/l的总氮、5500mg/l的氨氮以及7
×
104mg/l的cl-。
75.所述方法包括如下步骤：
76.维生素b6生产废水依次经预过滤处理、纳滤处理、脱色处理、结晶处理以及离心处理，得到离心母液与微生素b6；离心母液回用于与维生素b6生产废水混合；
77.所述纳滤处理的跨膜压差为3mpa，温度为50℃；
78.所述脱色处理的温度为50℃。
79.所述结晶处理的温度为3℃。
80.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度99.1％，维生素b6的回收率为93.2％。
81.应用例3
82.本应用例提供了一种应用实施例1提供的装置系统处理维生素b6生产废水的方法，所述维生素b6生产废水包括：3wt％的维生素b6、2.1
×
105mg/l的cod、1.38
×
105mg/l的总氮、5700mg/l的氨氮以及7
×
104mg/l的cl-。
83.所述方法包括如下步骤：
84.维生素b6生产废水依次经预过滤处理、纳滤处理、脱色处理、结晶处理以及离心处理，得到离心母液与微生素b6；离心母液回用于与维生素b6生产废水混合；
85.所述纳滤处理的跨膜压差为1mpa，温度为40℃；
86.所述脱色处理的温度为30℃；
87.所述结晶处理的温度为0℃。
88.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度99.2％，维生素b6的回收率为94.2％。
89.应用例4
90.本应用例提供了一种应用实施例1提供的装置系统处理维生素b6生产废水的方法，除了纳滤处理的温度为30℃外，其余均与应用例1相同。
91.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，
回收所得维生素b6的纯度99.2％，维生素b6的回收率为90.1％。
92.应用例5
93.本应用例提供了一种应用实施例1提供的装置系统处理维生素b6生产废水的方法，除了纳滤处理的温度为80℃外，其余均与应用例1相同。
94.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度98.9％，维生素b6的回收率为88.4％。
95.应用例6
96.本应用例提供了一种应用实施例2提供的装置系统处理维生素b6生产废水的方法，所述维生素b6生产废水包括：3wt％的维生素b6、2.1
×
105mg/l的cod、1.38
×
105mg/l的总氮、5700mg/l的氨氮以及7
×
104mg/l的cl-。
97.所述方法包括如下步骤：
98.维生素b6生产废水依次经预过滤处理、纳滤处理、脱色处理、结晶处理以及离心处理，得到离心母液与微生素b6；离心母液回用于与维生素b6生产废水混合；
99.所述纳滤处理的跨膜压差为5mpa，温度为60℃；
100.所述脱色处理的温度为60℃；
101.所述结晶处理的温度为5℃。
102.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度99.2％，维生素b6的回收率为90.3％。
103.应用例7
104.本应用例提供了一种应用实施例3提供的装置系统处理维生素b6生产废水的方法，所述维生素b6生产废水包括：3wt％的维生素b6、2.1
×
105mg/l的cod、1.38
×
105mg/l的总氮、5700mg/l的氨氮以及7
×
104mg/l的cl-。
105.所述方法包括如下步骤：
106.维生素b6生产废水依次经预过滤处理、纳滤处理、脱色处理、结晶处理以及离心处理，得到离心母液与微生素b6；离心母液回用于与维生素b6生产废水混合；
107.所述纳滤处理的跨膜压差为5mpa，温度为60℃；
108.所述脱色处理的温度为60℃；
109.所述结晶处理的温度为5℃。
110.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度99.2％，维生素b6的回收率为91.7％。
111.应用例8
112.本应用例提供了一种应用实施例4所述装置系统处理维生素b6生产废水的方法，所述维生素b6生产废水的组成与应用例1相同。
113.所述方法的步骤参数与应用例1相同。
114.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度99.1％，维生素b6的回收率为88.7％。
115.应用例9
116.本应用例提供了一种应用实施例5所述装置系统处理维生素b6生产废水的方法，所述维生素b6生产废水的组成与应用例1相同。
117.所述方法的步骤参数与应用例1相同。
118.本应用例中，纳滤处理产生的滤液cod≤3.5
×
104mg/l，浓液cod≥4.0
×
105mg/l，回收所得维生素b6的纯度99.0％，维生素b6的回收率为87.3％。
119.综上所述，本实用新型膜分离为利用分子尺寸的不同进行选择分离的技术，其根据膜孔径的大小可分为微滤、超滤、纳滤与反渗透；本实用新型提供的装置系统使用纳滤装置，通过装置之间连接关系的合理设置，有效降低了对环境的影响，并降低了能源消耗与运营成本；而且，所述装置系统还能够实现对维生素b6生产废水中维生素b6的高效回收。
120.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。