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超滤浓缩小麦淀粉/谷朊粉生产废水研究

任俊艳

  在小麦淀粉/谷朊粉生产过程中产生大量的有机废水,按我国目前的工艺水平,生产1吨淀粉,高浓度有机废水的排放量在5~12吨之间。这些废水中含有一定量的生理活性物质,如小麦清蛋白、球蛋白、小麦戊聚糖等,如果不经处理直接排放,不仅是资源的极大浪费,而且引起严重的环境污染。但是废水中这些生理活性物质含量较低,用一般传统的方法如蒸发浓缩、生物处理、化学处理等方法处理时,存在能耗大、附加产品价值低等问题。近年来,随着膜分离技术研究和膜组件开发的不断发展,为低浓度溶液的浓缩和分离提供了有效的手段,使高效处理淀粉/谷朊粉生产废水成为可能。本论文研究了利用超滤技术回收利用小麦淀粉/谷朊粉生产所排放的废水,就超滤膜的选择、操作压力、操作温度、膜面流速、溶液pH值、浓缩倍数等操作参数对超滤过程的影响以及不同化学清洗剂对超滤膜的清沈效果和清洗方案进行了研究。研究表明:综合考虑渗透通量、膜衰减系数、蛋白质截留率和还原糖透过率四个因素,截留分子量为10KD的聚砜膜适合用于分离此废水。利用自己设计的错流超滤装置超滤该废水,随着膜面流速的增大,溶质的传质系数增大,使渗透通量增大;渗透通量随压力的增高而增大,当压力达到临界值后,渗透通量趋于稳定,临界压力为0.25MPa左右。当溶液的pH值偏离小麦可溶性蛋白的等电点时,渗透通量增大,膜衰减系数减小,蛋白质截留率变化不大,还原糖透过率有所增大;综合考虑还是在废水的原pH值下超滤较好;提高料液温度,可以降低物料的粘度,增大溶质的扩散系数,减轻浓差极化,使渗透通量增大,在考虑膜材料的耐热性和蛋白质的热敏性的前提下,适宜的操作温度为45℃左右;在操作压力0.1MPa、温度45℃、进料流量1.2m/s下进行超滤,浓缩倍数达到4~5倍时通量趋于稳定。通过采用不同的清洗方法、不同的清洗剂清洗超滤后的污染膜,最终确定的清洗组合方案是:去离子水冲洗20min,再用0.5%SDS冲洗40min,去离子水把膜面上的清洗剂冲洗净,再用0.2%HCL冲洗30min,最后用去离子水把清洗剂冲洗净,其纯水渗透通量恢复系数达到91.2%。对各种膜污染模型进行了模拟比较,确定了浓差极化模型的相关性最好。……   
[关键词]:超滤;小麦蛋白;废水处理;膜污染;数学模型
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2006年