超滤纳滤集成膜技术回收回用乳制品废水的研究ⅰ+超滤膜法回收蛋白质

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1、超滤－纳滤集成膜技术回收回用乳制品废水的研究Ⅰ.超滤膜法回收蛋白质**张永锋王海马宁于海姣（内蒙古工业大学水污染治理技术研究中心，呼和浩特010051）摘要：以回收乳制品废水中的蛋白质为目的，研究了超滤技术回收乳制品废水中蛋白质的工艺，系统地讨论了操作压力、进料流量、浓缩比等因素对回收效果的影响，并考查了超滤膜对COD的去除率。在本实验条件下，超滤膜法回收乳制品废水中蛋白质的最佳操作压力为1.0MPa，进料流量为32L/min。在此最佳操作压力和进料流量下，蛋白质回收率为97.18％，COD的去除率为86%。而超滤膜透过液可为随后的纳滤膜法回收乳糖提

2、供优质的进料。关键词：乳制品废水蛋白质超滤目前国内的乳制品行业发展迅速，尤其是内蒙古地区的蒙牛和伊利两大乳制品龙头企业的快速发[1]展，致使排放的乳制品废水量显著增加。传统上采用生化法处理乳制品废水，以降低废水的COD和BOD后达标排放，但乳制品废水中的大量蛋白质、乳糖等营养物质被白白的浪费，废水也得不到再生利用。采用膜技术处理乳制品废水，不但可再生废水，而且可回收废水中的营养物质，用膜技术处理乳[2-6][7]制品废水在国外已有研究报道，但尚无工业化应用的例子。本研究提出采用超滤－纳滤集成膜技术回收回用乳制品废水。采用超滤技术回收乳制品废水中的蛋白

3、质，并为后续的纳滤提供优质的进水；应用纳滤技术回收废水中的乳糖，同时再生乳制品废水。本文对超滤膜法回收乳制品废水中蛋白质的工艺进行了研究，以回收废水中的蛋白质，这样不但可以实现资源的有效利用，而且减轻了乳制品废水排放所造成的环境污染。1实验部分1.1实验仪器与试剂BS系列电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；便携式数显pH计（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；数显鼓风干燥箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；UV751GD紫外/可见分光光度计（上海天呈科技有限公司）；自制超滤（纳滤）实验装置。酪蛋白，分析纯，上海生工生物工程有限公司；氯化钠，分析纯

4、，天津市化学试剂三厂；硫酸银，*作者简介：张永锋（1974.10~），男，博士，教授，硕士研究生导师，主要从事水污染治理和膜分离技术的研究。联系方式：13947130880,environzyf@sina.com基金项目：内蒙古自治区自然科学基金项目（200508010607）、内蒙古自治区教育厅重点领域项目(NJ03006).1分析纯，天津文达稀贵试剂化工厂；重铬酸钾，分析纯，天津市科盟化工工贸有限公司；硫酸亚铁铵，分析纯，天津市化学试剂三厂；硫酸，分析纯，固安县北方化学工业公司；氢氧化钠，分析纯，天津市化学试剂三厂；邻菲啰啉，分析纯，天津市福晨化

5、学试剂厂。1.2废水来源与水质实验中采用的废水采自呼和浩特市某乳制品厂，其废水的水质如表1所示。表1呼和浩特市某乳制品厂生产废水的水质Table1WastewaterqualityofcertaindairyproductplantinHohhot项目指标项目指标化学需氧量CODcr(mg/L)3000pH7.2固体悬浮物SS(mg/L)122蛋白质含量（g/L）1.6154浊度(度)516乳糖含量（g/L）0.66731.3实验装置与流程实验装置与流程参见文献[7]。选用了美国GEOsmonics公司生产的GM2540C超滤卷式膜组件，2该膜是双层

6、复合膜，其表面分离层材质为聚酰胺，支撑层为聚砜，有效面积为2.6m，截留分子量为8000。1.4实验内容与分析方法在实验温度为30±1℃、操作压力0.2～1.2MPa和进料流量20～36L/min的条件下，采用全循环的方式研究各种操作条件对超滤性能的影响。通过分析废水处理前后的COD值与蛋白质含量计算超滤膜对COD的去除率和对蛋白质的回收率。COD值按国标GB11914-1989的方法测定，蛋白质含量采用紫[8]外分光光度法测定。2结果与讨论2.1操作压力对膜性能的影响在实验过程中，采用全循环方式，在进料流量为32L/min下测量不同操作压力下的膜通

7、量（J）及膜对COD和蛋白质的截留率（RCOD、R蛋白质），实验结果见表2、图1和图2。表2膜通量与蛋白质截流率的乘积随操作压力的变化Table2VariationofJ*RproteinwithtransmembranepressureΔP（Mpa）0.20.40.60.81.01.2J×R蛋白质5.2912.0016.0919.1420.7121.602251001002080801560(%)(%)60·h)2COD蛋白质4040RRJ(L/m10R(%)蛋白质2020J5000.20.40.60.81.01.20.20.40.60.81.01

8、.2△P(MPa)△P(MPa)图1操作压力对膜通量和蛋白质截留率的影响图2操作压力对COD截留率的影响Fi