大米制作米粉的過(guò)程中,通常需要用清水進(jìn)行清洗,主要生產(chǎn)流程包括:原料→洗米→浸泡→粉碎→過(guò)濾→壓濾→干燥→成品。洗米水的排放量很大,其重復(fù)利用一直都是大米加工領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。洗米水中含有大量淀粉,若直接排放,會(huì)提高污水的COD、BOD和懸浮物(SS),造成對(duì)環(huán)境的污染,因此必須對(duì)洗米廢水進(jìn)行處理。膜分離技術(shù)具有操作過(guò)程簡(jiǎn)單、無(wú)相變、無(wú)二次污染、高效節(jié)能、占地小等優(yōu)點(diǎn),目前在工業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用,例如環(huán)保、水處理、化工、冶金、能源、醫(yī)藥、食品、仿生等領(lǐng)域。本文采用無(wú)機(jī)陶瓷膜對(duì)洗米廢水進(jìn)行處理,回收洗米水中的淀粉,同時(shí)透過(guò)液可回收再用于洗米工段,實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用,變廢為寶,從而減輕企業(yè)的負(fù)擔(dān),具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
1、試驗(yàn)部分
1.1 原水水質(zhì)
試驗(yàn)廢水來(lái)自洗米工段產(chǎn)生的廢水,其主要水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。其中廢水中的COD主要 >
1.2 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法
采用的陶瓷膜以α-Al2O3/ZrO2為原材料燒制而成,膜元件參數(shù):19通道,膜管外徑30mm,通道直徑4mm,膜元件長(zhǎng)度1016mm,膜面積0.22m2,陶瓷膜孔徑50nm。陶瓷膜過(guò)濾裝置流程如圖1所示。
試驗(yàn)廢水經(jīng)過(guò)沉降后去除泥沙等雜質(zhì),上清液倒入原水罐,經(jīng)過(guò)循環(huán)泵加壓提升至陶瓷膜組件進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾,透過(guò)液進(jìn)入產(chǎn)水罐,濃縮液繼續(xù)循環(huán)回流至原水罐,裝置采用氣頂液方式實(shí)現(xiàn)反沖洗,即正常過(guò)濾時(shí),透過(guò)液先進(jìn)入反沖罐,反洗時(shí)采用壓縮空氣通入反沖罐,實(shí)現(xiàn)膜表面污染物的快速反沖洗。
陶瓷膜過(guò)濾裝置運(yùn)行參數(shù)設(shè)定為:跨膜壓差0.10MPa,膜面流速2~3m/s,反沖洗時(shí)間為3s,排氣時(shí)間為4s,反洗周期為15min,反沖壓力為0.3MPa。
2、結(jié)果與分析
2.1 陶瓷膜運(yùn)行通量變化情況
取洗米廢水上清液水樣42.0kg,倒入陶瓷膜裝置的原水罐,運(yùn)行裝置,考察陶瓷膜通量隨濃縮倍數(shù)增加的變化情況,如圖2所示。
試驗(yàn)過(guò)程中,濃縮液不斷循環(huán)回流至原水箱,廢水溫度會(huì)逐漸升高,而溫度上升會(huì)導(dǎo)致廢水中淀粉形態(tài)等發(fā)生變化,影響回收價(jià)值,因此采取原水箱夾套冷卻的方式控制廢水溫度,廢水溫度從30℃上升至36℃,變化相對(duì)較小。
由圖2可知,陶瓷膜的起始通量較高,約254L/m2.h。運(yùn)行10min后,膜通量下降到180L/m2.h左右,主要是由于膜表面迅速形成濃差極化導(dǎo)致。在運(yùn)行至80min后,原水箱的廢水濃度越來(lái)越高,通過(guò)提升膜面流速,可以有效緩解濃差極化對(duì)膜通量的影響,該階段平均膜通量約為150L/m2.h。試驗(yàn)結(jié)束后,收集原水箱的濃縮液稱重為4.0kg,濃縮倍數(shù)為10倍以上,折算得廢水回收率為90%以上。
2.2 水質(zhì)分析
試驗(yàn)分別取廢水原液、10倍濃縮液和透過(guò)液進(jìn)行分析,水質(zhì)情況如表2和圖3所示。
由表2得知,陶瓷膜對(duì)洗米廢水處理效果優(yōu)良,透過(guò)液的濁度和SS得到明顯去除,其去除率大于98%,可以直接回用于洗米工段,達(dá)到節(jié)水目的。陶瓷膜濃縮液含SS較高,主要成分為淀粉,該濃縮液可以用于制作飼料等副產(chǎn)品。
3、總結(jié)
采用陶瓷膜過(guò)濾洗米廢水,運(yùn)行膜通量高,在濃縮倍數(shù)高達(dá)10倍的情況下,膜通量基本穩(wěn)定在150L/m2.h。濃差極化對(duì)膜通量影響較大,通過(guò)提升膜面流速可以有效緩解濃差極化對(duì)膜通量的影響。
通過(guò)本方法,一方面可回收90%以上的廢水循環(huán)利用,另一方面,濃縮液因富含大量淀粉,可制作飼料等副產(chǎn)品,具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益。( >
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