一种通过膜分离处理维生素B6生产废水的装置系统及方法

一种通过膜分离处理维生素b6生产废水的装置系统及方法
技术领域
1.本发明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及方法。


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，本发明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及方法，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，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明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.应用本发明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.本发明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。本发明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.本发明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，本发明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.本发明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.本发明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.本发明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.本发明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.第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述装置系统对维生素b6生产废水进行处理的方法，所述方法包括如下步骤：
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.优选地，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.优选地，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.优选地，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.优选地，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.优选地，所述脱色处理的方法包括活性炭吸附脱色处理。
36.优选地，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℃。
37.本发明所处理维生素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。
38.本发明所处理的维生素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。
39.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。
40.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。
41.与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
42.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；本发明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
43.图1为本发明提供的装置系统的结构示意图。
44.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
45.下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
46.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的
实施例如下：
47.实施例1
48.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。
49.所述预过滤装置所用滤芯的过滤精度为5μm。
50.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。
51.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。
52.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。
53.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。
54.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。
55.实施例2
56.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。
57.实施例3
58.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。
59.实施例4
60.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。
61.实施例5
62.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。
63.对比例1
64.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。
65.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。
66.应用例1
67.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-。
68.所述方法包括如下步骤：
69.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；
70.所述纳滤处理的跨膜压差为5mpa，温度为60℃；
71.所述脱色处理的温度为60℃；
72.所述结晶处理的温度为5℃。
73.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％。
74.应用例2
75.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-。
76.所述方法包括如下步骤：
77.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；
78.所述纳滤处理的跨膜压差为3mpa，温度为50℃；
79.所述脱色处理的温度为50℃。
80.所述结晶处理的温度为3℃。
81.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％。
82.应用例3
83.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-。
84.所述方法包括如下步骤：
85.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；
86.所述纳滤处理的跨膜压差为1mpa，温度为40℃；
87.所述脱色处理的温度为30℃；
88.所述结晶处理的温度为0℃。
89.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％。
90.应用例4
91.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。
92.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％。
93.应用例5
94.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。
95.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％。
96.应用例6
97.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-。
98.所述方法包括如下步骤：
99.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；
100.所述纳滤处理的跨膜压差为5mpa，温度为60℃；
101.所述脱色处理的温度为60℃；
102.所述结晶处理的温度为5℃。
103.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％。
104.应用例7
105.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-。
106.所述方法包括如下步骤：
107.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；
108.所述纳滤处理的跨膜压差为5mpa，温度为60℃；
109.所述脱色处理的温度为60℃；
110.所述结晶处理的温度为5℃。
111.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％。
112.应用例8
113.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。
114.所述方法的步骤参数与应用例1相同。
115.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％。
116.应用例9
117.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。
118.所述方法的步骤参数与应用例1相同。
119.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％。
120.综上所述，本发明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；本发明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。
121.申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明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，对本发明的任何改进，对本发明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，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。