一种甜水的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种甜水的处理方法，包括预热过滤、中空纤维纳滤和膜蒸馏的步骤。本发明专利技术专门针对脂肪酸生产工艺中产生的甜水，可去除甜水中的色度，逐步地、有针对性的分离回收甜水中残留的脂肪酸、粗品甘油和蒸馏水，工艺流程可连续自动化、反应条件温和，操作简单，效果明显，具有一定经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业废水
，具体涉及一种甜水的处理方法。
技术介绍
甜水是在脂肪酸制造的工艺中产生的：油脂中加入大量的水在高温的条件下，使油脂水解成为脂肪酸和甘油，大量的脂肪酸从表面被取走后，水中含有2~9%的甘油、少量脂肪酸及色素，这就是所谓的甜水。传统的处理甜水的工艺是用蒸馏法，浓缩2~9%的甘油到60-80%，其中仍含有色素和脂肪酸，得到一种暗棕色粗甘油，供甘油的精制。膜浓缩是在常温下操作、无相变且热敏性成分能得以保护，设备规模小、能耗低、分离效率高，是一种具有发展前景的非热浓缩工艺和技术。膜浓缩分离分为反渗透、纳滤、超滤、微滤、膜蒸馏、渗透蒸馏、联合膜技术等。纳滤膜是一种特殊而又很有前途的分离膜品种，它因能截留物质的大小约为纳米而得名，截留溶解性盐的能力为2－98%之间，对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。被用于去除地表水的有机物和色度，脱除地下水的硬度，部分去除溶解性盐，浓缩果汁以及分离药品中的有用物质等。膜组件的形式有中空纤维、卷式、板框式和管式等。中空纤维膜组件的填充密度高，造价低，组件内流体力学条件好，但是对膜组件的制造技术要求高，密封困难，使用中抗污染能力差，对料液预处理要求高。膜法蒸馏的研究开始于20世纪80年代，与传统的蒸馏法比较，具有可以克服蒸馏法设备庞大，投资高昂，能耗大的缺点，具有投资低，能耗小的优点，由于低温蒸馏可以应用工业废热，太阳能等，在某些特殊的领域诸如食品工业，药品工业，化工等提纯，浓缩，反渗透浓缩盐水再浓缩等显示了极大的优越性。现有研究中，化学、物理方法（祁霖、杨军，脂肪酸废水的污染及其处理，中国油脂，1989(1):52-54.），接触氧化法（秦麟源、刘锦珠、朱平生，脂肪酸废水处理工艺选择的研究，环境污染与防治，1986(6).），厌氧-SBR法（曹恩伟、刘玉川、陈奎章，SBR工艺在脂肪酸废水处理工程中的应用，江苏环境科技，16.4(2003)：22-23.）以及多方法联用（张国兵、隋海波，一种脂肪酸的废水处理系统，CN203451332U[P].2014.）都对脂肪酸废水有一定的脱色、降低COD的效果。但是，几种方法都需要额外添加药剂，占地面积大，可自动化、连续性差。公开号为CN103420533B的中文文献公开了一种高浓度有机废水的处理方法，利用膜集成组合工艺，将高浓度有机废水先经过调节池，再依次用微超滤中空纤维膜装置、纳滤中空纤维膜装置、膜蒸馏装置的组合工艺处理高浓度含盐有机废水，实现有用物质的部分回收或者使得高浓度有机废水达到排放标准。该工艺无相变产生，处理温度低，能耗少，蒸汽消耗少，虽收集了高浓度有机废水中的有用物质，但仍然有废水排出。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种以“预热过滤-中空纤维纳滤-膜蒸馏”为主线的甜水处理工艺，专门针对脂肪酸生产工艺中产生的甜水，去除甜水中的色度，逐步地、有针对性的分离回收甜水中残留的脂肪酸、粗品甘油和水，工艺流程可连续自动化、反应条件温和，操作简单，效果明显，具有一定经济效益。一种甜水的处理工艺，包括如下步骤：（1）预热过滤：使用工业废热将甜水加热过滤，得滤液1，滤渣进焚烧炉焚烧；（2）中空纤维纳滤：滤液1经中空纤维纳滤膜处理，去除脂肪酸，得到处理液2；所述中空纤维纳滤膜孔径为1.1~1.9nm，能截留120~480道尔顿的物质；（3）膜蒸馏：处理液2进入膜蒸馏装置蒸发浓缩，得到粗品甘油和水；膜蒸馏装置的蒸馏膜厚度为70-590μm，孔径为0.2~0.4μm，蒸馏膜两边温差在20~40℃。本专利技术中甜水是指脂肪酸生产过程中产生的甜水，含有8%wt左右的甘油，少量脂肪酸及色素，颜色呈淡黄色。作为优选，步骤（1）中，加热的温度为60~90℃。将甜水加热至60~90℃，具有良好的流动性，趁热过滤，滤除甜水中的色素与大颗粒不溶物，可避免堵塞后续处理的中空纤维纳滤膜。作为优选，步骤（2）中，工作压力为0.8~1.0MPa。所述中空纤维纳滤膜为亲水膜，材质为聚酰胺、聚丙烯晴、聚乙烯醇、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素中的一种或几种。进一步优选，所述中空纤维纳滤膜是通过在孔径为0.05-0.1μm的超滤膜表面涂敷聚酰胺、聚丙烯晴、聚乙烯醇、二醋酸纤维素或三醋酸纤维素制备而成的复合膜。中空纤维纳滤膜厚度为50~750μm，其中超薄致密层厚度为0.01~0.1μm。所述中空纤维纳滤膜对有机物分离率高，对分子量300道尔顿截留量为90%，1000道尔顿截留量为100%，对于二价盐截留率较高，但是对于一价盐截留率低，仅为10%。本专利技术所涉及的甜水中含有的脂肪酸分子量处于所述中空纤维纳滤膜截留分子量范围之间，而且甜水中几乎不含有盐，适合使用本专利技术所述中空纤维纳滤膜处理。膜组件的常见形式有中空纤维、卷式、板框式和管式等。其中，中空纤维和卷式膜组件的填充密度高，造价低，组件内流体力学条件好；但是这两种膜组件的制造技术要求高，密封困难，使用中抗污染能力差，对料液预处理要求高。而板框式和管式膜组件虽然清洗方便、耐污染，但膜的填充密度低、造价高。热过滤后的甜水经过中空纤维纳滤膜过滤，95%的脂肪酸被截留，脂肪酸被浓缩40~45倍，可回收利用，提高脂肪酸产率。透过的粗甘油几乎不含有脂肪酸和易挥发物质。作为优选，步骤（3）所述的蒸馏膜为疏水膜。由于蒸馏膜的疏水性使液态水无法通过，而水蒸汽可在温差的驱动下透过膜，在膜另一侧添加冷凝条件，使水蒸汽转变为水。进行膜蒸馏的粗甘油温度较高，利用膜两侧温度差使水蒸气透过膜，利用压缩空气将水蒸气带入冷凝系统冷凝，得到冷凝水。甘油被浓缩10~12倍，颜色较传统蒸馏法得到的粗甘油颜色浅。因而膜的厚度，及温差的大小是决定透过率的主要因素。蒸馏膜的厚度影响纯水通量，增加膜的厚度会减小通量，降低膜的厚度会降低机械强度。所以，作为优选，步骤（3）中，蒸馏膜两边温差在20~40℃，所述蒸馏膜由聚丙烯，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯，聚硅氧烷，聚砜或其组合制成。与现有技术相比，本专利技术有如下优点：1、流程简洁，操作简单，条件温和，未使用高能耗蒸发得到质量较差的粗甘油，减少能耗污染；2、运用中空纤维纳滤技术，浓缩纯化过程可在常温下进行，无相变，无化学反应，不带入其他杂质，不造成产品分解变性，可脱除产品盐分，设备结构简单紧凑，占地面积小，能耗低，维护方便；3、流程中运用到膜蒸馏技术，常压下可进行，操作简单，无需将溶液加热至沸点，只需维持膜两侧适当温差；4、由本工艺得到的脂肪酸和粗品甘油可以回收利用，提高产率，得到的冷凝水达到国家三级水GB/T6682-2008要求，可用于生产洗涤水或反应水，增加经济效益。附图说明图1为本专利技术的甜水废水的处理工艺流程。具体实施方式实施例1生产脂肪酸产生的甜水，测得脂肪酸0.69g/L，甘油8.6%wt，颜色透明暗黄。（1）预热过滤：使用工业废热将甜水加热至70℃，过滤，得亮黄色透明滤液I。（2）中空纤维纳滤：将滤液I通过恒流泵进入中空纤维纳滤膜组件中在0.8MPa下分离脂肪酸与粗甘油，所使用的纳滤膜由聚酰胺、聚丙烯晴、聚乙烯醇、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素制成，孔径为1.3nm，膜厚50μm。经检测，得到的脂肪酸为28.56g/L。（3）膜蒸馏：经过中空纤维纳滤的粗甘油进入膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甜水的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)预热过滤：使用工业废热将甜水加热过滤，得滤液1，滤渣进焚烧炉焚烧；(2)中空纤维纳滤：滤液1经中空纤维纳滤膜处理，去除脂肪酸，得到处理液2；所述中空纤维纳滤膜孔径为1.1～1.9nm，能截留120～480道尔顿的物质；(3)膜蒸馏：处理液2进入膜蒸馏装置蒸发浓缩，得到粗品甘油和水；膜蒸馏装置的蒸馏膜厚度为70‑590μm，孔径为0.2～0.4μm，蒸馏膜两边温差在20～40℃。

【技术特征摘要】
1.一种甜水的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)预热过滤：使用工业废热将甜水加热过滤，得滤液1，滤渣进焚烧炉焚烧；(2)中空纤维纳滤：滤液1经中空纤维纳滤膜处理，去除脂肪酸，得到处理液2；所述中空纤维纳滤膜孔径为1.1～1.9nm，能截留120～480道尔顿的物质；(3)膜蒸馏：处理液2进入膜蒸馏装置蒸发浓缩，得到粗品甘油和水；膜蒸馏装置的蒸馏膜厚度为70-590μm，孔径为0.2～0.4μm，蒸馏膜两边温差在20～40℃。2.根据权利要求1所述处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，加热温度为60～90℃。3.根据权利要求1所述处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述中空纤维纳滤膜的工作压力为0.8～1.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨绮联，王慧，陈磊，
申请(专利权)人：绍兴齐英膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33