厂商 ：杭州沃腾膜工程有限公司
地址 ：浙江 杭州主营产品 ：超滤膜设备 膜分离设备 纳滤膜设备 纳滤膜 工业纯水机 实验室膜分离设备 反渗透膜设备 反渗透膜
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商品详情描述
甲壳素及其衍生物的应用越来越广泛,中国已经成为世界上最大的甲壳素生产国和出口国。由于甲壳素生产伴随着大量的酸、碱废水的排放,治理难度大、成本高,废水处理已严重制约着甲壳素产业发展。基于膜技术在其他废水处理方面的应用,本文采用不锈钢超滤膜(SSF)和耐碱纳滤膜(NF)对甲壳素工厂排放的废碱液进行处理,回收碱液和蛋白浓缩物,以探索出一种低成本、高效率并可资源利用的废碱水治理方法;本研究对于膜技术在甲壳素产业中的开发利用具有一定的学术价值,同时在解决甲壳素废碱液处理方面具有重要的应用价值。为了了解甲壳素生产废碱液的物料体系特点,并为膜技术的应用提供依据,对国内具有代表性的甲壳素工厂排放的以虾壳和蟹壳两类原料产生的废碱液的主要成份进行分析,并采用SSF和耐碱NF膜为介质对虾废碱液进行浓缩分离研究和膜清洗效果探讨。结果显示:虾废碱液碱浓度3.4%(wt/wt),悬浮固形物(SS) 0.11%(wt/wt);总蛋白含量为1.7%(wt/wt),约87%(wt/wt)相对分子质量小于1000;蟹废碱液碱浓度4.0%(wt/wt),SS为3.093%(wt/wt);总蛋白含量4.32%(wt/wt),相对分子质量10000以上的高于85%(wt/wt)。两种废碱中蛋白的氨基酸齐全,同一企业同种原料产生的废水的主要成分稳定。SSF和NF的平均膜通量分别为125L·m-2·h-1和27.65 L·m-2·h-1,碱的体积回收率为96%,回收碱的质量指标符合国标IS-IT-Ⅱ一等品标准。SSF膜采用2%(wt/wt)NaOH70℃溶液清洗40min和0.5%(wt/wt)硝酸60℃清洗30min的“碱-酸-碱”清洗程序,膜通量完全恢复;纳滤膜用清水冲洗即可完全恢复通量。过滤过程清液为碱液产品,该废碱液具有回用价值;浓缩液为含蛋白浓缩物可回用,达到零排,双膜工艺具有可行性。为探讨SSF膜处理废碱液体系时的膜阻力和通量衰减规律,并建立与之对应的数学模型,通过中试规模试验,对实际物料体系的膜分离参数以及SSF膜对废碱液的分离特性进行了分析。结果表明:SSF的膜通量在跨膜压差(TMP)3.1bar时达到最大值,膜污染阻力的增长符合生长模型,膜通量模型作出的预测值与实测值相关系数大于0.96,表明本文建立的通量模型和膜阻力模型可以很好地描述对于该类废碱液SSF膜的过滤特性,浓缩微分方程组模型能定量描述截留液非碱固形物浓度随时间变化的趋势,定量描述甲壳素废碱液SSF膜处理的过程、结果,可作为评估可行性、经济性和在线控制的基本工具。为了了解耐碱NF膜在碱性物料体系中的膜分离特性以及NF膜在处理废碱液时膜阻力及通量衰减规律,采用了测定并分析葡萄糖和NaCl在一定条件下的截留率的方法,结合S-K模型和神经网络模型进行分析;同时建立了实际废碱液体系的NF通量数学模型。结果表明:NF膜膜孔半径约为0.380nm,分离层等效膜厚度(Δx/Ak)为65.63nm,膜肿胀研究表明该NF膜适合长时间处理高浓度碱液。NF膜通量衰减模型对膜通量的预测值与实测值的相关系数高于0.98,证明了NF模型可以定量描述废碱液的NF处理过程和结果,为该工艺的工业应用创建了理论依据和评价工具。为了验证SSF膜与NF膜工艺回收废碱液工艺的经济性和可行性,采用经济学原理并结合膜设备实际工程数据及SSF、NF通量模型,通过数学方法进行模拟分析。结果显示:建立的成本模型是可靠的。在该工艺的总成本组成中,膜元件的投资成本占比例最大,SSM成本最高约为0.28CNY/L,占总成本的56%以上;NF膜成本最高约为0.11 CNY/L,占总成本的26%以上。膜成本存在“平台区”,两种膜所占总成本比例呈此消彼长的规律;处理量较大时,膜支数较多,膜面积利用率高,单位体积料液的处理成本下降。相同日处理负荷,日运行时间越长,则总成本显著降低。该成本模型适合于规模化的工业化生产。设备的一次性投资成本随处理量的增加而显著增长,100m3/day处理量的企业,设备投资额低于150万CNY。
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