安卫东[1]2004年在《膜分离技术在废水处理和蛋白质回收中的应用研究》文中研究说明膜分离技术是一门独立的学科，属高新技术领域。国外20世纪初就已开始了对微孔滤膜的研究，至60年代，继早期开发的醋酸纤维素滤膜之后，又开发出许多新品种，如聚砜、聚酯、聚芳酰胺、聚四氟乙烯等。70年代初，美国首先实现微孔滤膜商品化，为精密过滤提供理想的过滤介质。膜分离技术逐渐成为提高产品质量，改善研究方法，缩短生产周期和提高工效的重要手段。随着精密过滤技术在工业及科研中的重要性日益提高，膜分离技术的应用得到更迅速的发展。目前常见的几种膜分离技术主要有:微孔过滤(Micro filtration,简称MF)、超过滤(Ultra filtration简称UF)、反渗透(Reverse Osmosis,简称RO)、电渗析(Electro dialysis,简称ED)、渗透蒸发(Pervaparation,简称PV)、液膜(Liquid Membrane,简称LM)等。随着工业化的发展，大量的生活和工业废水排入水体，使人们赖以生存的水源日益受到污染。膜分离技术作为高科技领域中一门新兴的学科，其潜在的应用领域被逐渐认识发现并应用于越来越多的领域。近年来膜技术在环保领域中的应用已受到广泛的关注。吉林省是我国重要的粮食产地，先后建立了许多大型粮食深加工企业，在加工过程中产生大量富含蛋白质的废水，蛋白质是非常重要的营养物质，也是引起COD值增加的主要因素，若以废液形式排放到环境中则会带来严重的环境问题，同时也造成了极大的浪费。
赵芳, 蒲彪, 刘兴艳[2]2012年在《膜法处理食品工业废水的研究进展》文中进行了进一步梳理食品工业中产生的废水量大,水质恶劣,对环境的污染严重。食品发酵废水以及大豆、果蔬、肉类及乳品加工中的废水,是食品工业废水的主要来源。主要讨论了膜分离技术处理食品工业废水的现状,并对膜法处理食品工业废水的应用前景进行了展望。
刘瑞芳, 赵安芳, 郑晓广[3]1999年在《膜分离技术在废水处理中的应用》文中研究说明系统介绍膜的分类及膜分离技术在废水处理中的应用。
赵芳[4]2012年在《膜分离技术处理泡菜废水的试验研究》文中研究指明眉山泡菜产业是眉山市农业经济发展的支柱产业,该市的东坡区为文明全国的“中国泡菜之乡”。近年来,该市通过建立蔬菜标准化生产基地,做强龙头企业,抓规模化发展,创立品牌,使泡菜产业得到迅速发展。2008年四川泡菜年产量达100万吨,其中眉山泡菜占70%。据估计眉山地区每年在泡菜加工过程中至少产生700万吨废水,具有超高盐、高氮及高有机物浓度的特点,尤其是泡菜废水里含有的氮、磷营养盐是造成水体富营养化的主要化合物。泡菜废水含盐量在2%-15%之间,直接排放污染会严重污染当地的土壤。为此,本试验拟采用膜分离技术对眉山泡菜产生的废水进行处理,由于泡菜发酵过程中会产生大量的糖类、蛋白质及氨基酸等物质,利用膜分离技术可以有效截留泡菜废水中的有用物质,微滤则可以有效除菌以达到超滤过程的预处理,超滤膜可以截留大分子有机物、蛋白质、胶体等。反渗透则可以截留盐分以达到对废弃物的回用目的,其截留的盐分浓缩液保留以期回用于泡菜的制作。本文主要研究结果如下：1.根据试验条件对聚合氯化铝铁(polymercaluminum ferric chloride, PAFC)、聚合硫酸铝(polymercaluminum sulfate, PAS)、聚合氯化铝(polymercaluminum chloride, PAC)、FeCl3、AL2(SO4)3进行混凝效果的比较,其中PAFC对泡菜废水处理效果较为显着,对COD、氨氮(ammonia nitrogen, NH3-N)和总磷(totalphosphorous, TP)的去除率分别达到79.7%、47.3%、88%,因此,本试验选取PAFC作为处理泡菜废水的最佳絮凝剂。2.以pH、温度、PAFC添加量和聚丙烯酰胺(polyacrylamide, PAM)添加量为试验因素,以COD、NH3-N和TP的去除率为衡量指标进行L9(34)正交试验,确定了絮凝剂处理泡菜综合排放废水的最佳工艺条件为：pH为9,温度为35℃,PAFC的投放量为120mg/L, PAM投放量为90mg/L,对COD、NH3-N和TP的去除率分别达到83.9%、47%和92.5%。絮凝剂处理泡菜盐渍废水的最佳工艺条件为：PAFC的投放量为600mg/L, pH为9,PAM投放量为90mg/L,温度为40℃,对COD、NH3-N和TP的去除率分别达到82.1%、33.3%和95.1%。3.本试验选用膜面积为0.24m2的微滤(microfiltration, MF)膜,对不同孔径的陶瓷膜进行对比试验,并对操作压力、pH、流速对膜通量的影响进行了研究。确定了微滤膜处理泡菜综合排放废水的工艺：微滤膜孔径为200nm,操作压力为0.15MPa,pH为8,膜面流速为1.6m/s,通过微滤处理后,泡菜综合排放废水达到国家叁级排放标准,可以直接排放。微滤膜处理泡菜盐渍废水的膜孔径为200nm,操作压力为0.21MPa,pH为8,膜面流速为2.5m/s,对泡菜盐渍排放废水中COD. NH3-N.NTU和色度的去除率分别达到了66.7%、48.5%、83%和75%。4.本试验选用膜面积为1.77m2的超滤膜(ultrafiltration,UF),对不同截留分子量的超滤膜进行对比试验,并对操作压力、pH、流速、对膜通量的影响进行了研究。试验结果表明：截留分子量为2000Da1的超滤膜处理效果优于截留分子量为8000Da1的超滤膜。截留分子量为2000Da1的超滤膜对泡菜盐渍废水中COD. NH3-N、浊度(turbitidy,NTU).蛋白质和色度的去除率分别达到了57.2%、69.2%、97.8%、91%和85%,其中对泡菜盐渍废水中蛋白质和色度的去除效果尤为显着。5.本试验选用膜面积为1.77m2的反渗透膜(reverse osmosis,RO),此反渗透膜适用于处理工业料液。对不同反渗透膜压差下膜通量随时间的变化进行了研究。试验结果表明当压差达到2.4MPa时,膜通量为0.100m3/m2.h,且运行较为稳定。反渗透膜对泡菜盐渍废水中COD.NH3-N.盐度、蛋白质和色度的去除率分别达到了98%、93.2%、97.5%、100%和100%,其中对泡菜盐渍废水中蛋白质和色度的去除效果尤为显着,经反渗透膜处理的废水可以回用于泡菜的生产。
罗黎敏[5]2004年在《改性醋酸纤维素超滤膜的制备和性能研究》文中研究表明膜分离技术是近30年来迅速发展的一项高新技术，与传统技术相比，膜技术具有节能高效、投资少、操作简单等优点，已在化工、电子、医药、环境工程等领域得到越来越广泛的应用。根据分离原理的不同，目前在工业上应用的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤和反渗透几种。其中超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，典型的应用是从溶液中分离大分子物质和胶体，在食品工业、医药和水处理行业已经有大规模工业化的应用。目前商品化的超滤膜都是用聚合物材料由相转化法制备而得的。 本论文用醋酸纤维素为原料，用相转移法制备超滤膜。通过讨论聚合物浓度、溶剂体系选择、添加剂、凝固浴组成等制膜条件对膜基本过滤性能的影响，得出以二甲亚砜为溶剂，聚合物浓度为15％，添加剂与聚合物的比例为1／2，凝固浴为冷水的条件下制备的超滤膜具有良好的过滤性能。蛋白质类物质的过滤会对膜表面产生的污染，实验证明，过滤时间达到90分钟后，通量衰减达40％以上。 醋酸纤维素溶剂单膜有着耐酸碱性差，易被生物污染等缺点，本论文用天然的高分子化合物壳聚糖作为第二组分，以醋酸为溶剂，用共混的方法对其进行改性。文中探讨了共混比例、铸膜液组成两个典型因素对膜性能产生的影响，并对共混膜和单膜在染料脱色、蛋白质浓缩、木素截留叁个方面的应用比较，得出共混膜在对大分子有机分子的截留效果优于单膜的结论。
梁钟璇[6]2010年在《MEUF中超滤膜污染特征及膜的清洗》文中进行了进一步梳理胶团强化超滤是一种表面活性剂和超滤相结合的技术,在处理低浓度废水方面有很好的前景。本文系统介绍了胶团强化超滤以及膜污染的基本概况和机理。本文采用截留分子量不同的两种聚砜超滤膜P6(MWCO为6000Dalton)和P10(MWCO为10000Dalton),对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)进行超滤,超滤操作方式为截留液回流至进料液池中。在相同条件下,随着进料液SDS浓度的增大,渗透通量逐渐下降。截留液流量越大,则相同条件下渗透通量越大,但随着渗透液体积增加,进料液SDS溶液不断浓缩,渗透通量会下降。考虑了不同的压力、温度、不同的表面活性剂(SDS、CPC)对膜的影响。随着操作压力的增大,温度的升高,则在相同条件下,渗透通量也会增加。对比卷式膜组件,在相同条件下,中空纤维膜组件的渗透通量较大。SDS溶液对膜的污染形式中,浓差极化污染占最主要。超滤的操作条件对浓差极化污染影响不大,除了截留液流量。在相同条件下,当截留液流量很大时,膜的浓差极化污染比较小。比较了不同的表面活性剂(SDS、CPC)、不同的操作方式,在截留液不回流的情况下对膜的影响,SDS溶液对膜的污染比较小。但在相同的条件下,膜的渗透通量都随着进料液的浓度增大而减小。但随着进料液不断浓缩,浓度不断增大,中空纤维膜受到的污染也比较明显,渗透通量下降的比较快。比较了几种不同的清洗方法,得到最优化的清洗方法,即先用清水不加压清洗20min,然后用45℃的纯水加压清洗20min,清洗效果好,渗透通量恢复得比较完全。
周晓蕾[7]2010年在《鳀鱼蒸煮液膜浓缩回收技术的研究》文中研究说明鳀鱼具有“体小、易烂、值低”?的特点,主要原因是其内源酶活性强,脂肪含量较高,捕捞后易变质,因此离水后需立刻加工处理。近年随着船上加工技术的改进,形成了“捕捞加工一体化”的海上移动加工模式,生产鳀鱼干制品,年产量达3,000t,因此每年也将产生5,250t的鳀鱼蒸煮液。目前,对富含蛋白质的鳀鱼蒸煮液利用较少,甚至直接丢弃。这不仅造成资源的浪费,同时也对海洋和陆地环境造成污染。将这部分废弃液变废为宝是现代海产品高值化加工的必然趋势。本研究采用超滤和纳滤技术从鳀鱼蒸煮液中浓缩回收蛋白质和氨基酸,脱除盐分,并研究超滤膜通量衰减机理,对膜通量衰减过程进行模拟。主要研究内容如下:确定了从鳀鱼蒸煮液中浓缩回收有效成分的工艺路线:鳀鱼蒸煮液先静置,再过0.2μm的微滤膜进行预处理,然后采用30kDa的超滤膜进行浓缩,此方法处理速度较快,脱盐效果较好,但对氨基酸浓缩效果较差;蒸煮液经预处理后进行纳滤浓缩,此方法对蛋白质和氨基酸的浓缩效果较好,但是处理速度慢且脱盐效果差。采用SDS-PAGE凝胶电泳的方法,研究了蒸煮液中蛋白质分子量的分布情况,结果显示蛋白质分子量均大于36KDa。根据对鳀鱼蒸煮液中蛋白质分子量的研究,选择分子截留量(MWCO)分别为5 kDa、10kDa、30kDa、50kDa和100kDa的聚醚砜膜进行对比试验,从膜通量以及蛋白质、氨基酸态氮和氯化钠的截留率四方面考虑,确定MWCO为30kDa的超滤膜分离效果最好。在单因素试验的基础上,对操作参数进行了正交优化,确定了MWCO为30 kDa超滤膜浓缩的最佳操作条件为:操作温度30℃,操作压力0.30MPa,进样流速10.5L/h,pH 8.0,膜通量达146.5L/m2h。将样品蒸煮液进行浓缩,体积浓缩倍数为6.0时,蛋白质浓缩倍数5.12倍,蛋白质的截留率为85.3%,氨基酸态氮浓缩倍数为1.56,截留率为26.1%;氯化钠浓缩倍数为2.77,截留率为46.1%,显示出较好的蛋白质浓缩和脱盐效果,对于氨基酸态氮基本无截留。该研究成果对实现对鳀鱼加工下脚料的高值化利用提供有益的参考数据。试验采用单一的化学清洗剂对聚醚砜膜进行清洗,结果发现先用蒸馏水清洗30min,再用0.3N NaOH清洗30min,最后用蒸馏水洗至中性,膜通量的恢复率达91.4%。由于此方法化学清洗剂的用量少,操作方便,经济实用,因此可用于工业化大规模生产中聚醚砜膜的清洗。采用Matlab 7.1.0 Release统计软件,通过多元非线性回归的方法,建立了超滤法浓缩鳀鱼蒸煮液的数学模型。经检验,此模型的拟合值与实验值相对误差较小,在0.44%～10.00%范围内;拟合值和实验值具有较好的相关性,相关系数均在0.99左右,因此基本能准确估计不同操作条件下的膜通量。在工业化设计和实践中,可以根据该数学模型预测超滤条件的变化对超滤过程的影响,有效地控制浓差极化和膜污染。采用聚酰胺卷式复合纳滤膜对鳀鱼蒸煮液进行纳滤浓缩的最佳工艺条件为:温度为30℃,操作压力为2.0MPa,pH为5.0,进样流速为1.4m3/h。将样品进行浓缩,样品浓缩倍数为5.0倍,其中氨基酸态氮的浓缩倍数为4.61倍,截留率为92.2%;蛋白质的浓缩倍数为4.90,截留率为98.0%;氯化钠的浓缩倍数为4.77,截留率为95.4%,膜通量为14.93 L/m2h,显示出对氨基酸态氮和蛋白质良好的浓缩性能,脱盐效果不理想,但不影响鳀鱼海鲜酱的制备。同时,聚酰胺卷式复合膜清洗简单方便,适合于大规模的工业化连续生产。
杨方威, 冯叙桥, 曹雪慧, 李萌萌, 段小明[8]2014年在《膜分离技术在食品工业中的应用及研究进展》文中指出膜分离技术作为一种新兴的高效分离浓缩技术,在食品工业中的应用日趋成熟。本文概述了膜分离技术的原理、种类及特点,并且综述了该技术在食品工业中的应用与研究进展。着重介绍膜分离技术在饮用水、乳及乳制品、果蔬汁、饮料、酿造发酵产品、粮油、水产品、畜禽产品和食品天然成分,以及食品加工废弃物综合利用等多方面的应用及研究进展。同时探讨了该技术目前存在的问题及解决途径,并对其发展趋势进行展望。
申雅维[9]2006年在《膜分离技术在食品发酵工业中的应用》文中研究表明在分析膜技术的特点和食品加工工艺的基础上,指出膜分离技术在我国食品工业中的广阔应用领域和巨大的前景.根据食品发酵工业的工艺特点,分析指出传统工艺的弊端和膜技术应用的高效、节能、环保等优越性.并进一步结合赖氨酸、味精以及柠檬酸的工业生产实例,通过分析工业生产中的具体步骤和比较传统工艺和膜技术工艺的特点,指出膜分离技术在发酵液前处理、有价值成分回收、废水治理、节能等方面的巨大优势.同时结合国内外的研究情况,进一步分析了膜技术在乳品、油脂、饮料等行业应用的巨大潜力.指出膜分离技术将会对提升我国食品工业科技能力和加快我国食品行业技术进步起到有力的推进作用.
张琳[10]2007年在《膜分离技术处理小麦麸膳食纤维废水的研究》文中研究表明近年来，现代营养学的研究成果和流行病学临床调查已确定，严重威胁人类健康的心血管疾病、糖尿病、胆结石及某些癌症的发病率，与人类膳食中食物纤维的摄入量呈负相关。强化膳食纤维的功能食品在欧美和日本等发达国家盛行。因此提倡每日补充一定量的膳食纤维，均衡膳食结构势在必行。大力开发小麦麸膳食纤维及其他膳食纤维产品已显得十分重要。小麦麸制备膳食纤维工艺所产生的废水中，含有大量溶解有机物。通过对小麦麸膳食纤维生产工艺废水的分析确定了采用膜分离技术处理小麦麸膳食纤维废水，并通过采用活性炭吸附、混凝吸附等方法与膜分离技术的比较，认为膜分离技术在废水处理及有用资源回收等方面都很优越。根据小麦麸膳食纤维废水的特点，分析了水样中主要污染物蛋白质、淀粉、还原糖等成分的含量，并分析测定了化学需氧量(COD_(cr))、生化需氧量(BOD_5)、浊度、色度、pH植等各项指标。用不同截馏分子量的聚砜中空纤维超滤膜对小麦麸膳食纤维废水进行处理，根据处理结果，我们选用截馏分子量为5000的聚砜中空纤维超滤膜来处理小麦麸膳食纤维废水，当压力为0.04MPa、温度为30℃、进料液流量为35.568L／h、pH为6时处理效果最佳。化学需氧量COD_(cr)的去除率最大达到69.63％，浊度去除率为92.22％，色度去除率为87.5％。将超滤透过液用4040-UHA-ESNA卷式钠滤膜元件在压力为0.11MPa、浓缩液流量流量为700L／h，透过液流量40L／h，温度26℃时，纳滤透过液COD_(cr)的去除率为98.57％，浊度去除率为99.14％，色度去除率为100％。此时的出水水质达到了国家一类污染物的一级排放标准。在超滤过程中，对废水中的蛋白质，淀粉，还原糖，水溶性膳食纤维进行了截留。结果表明：蛋白质的截留率可达100％，淀粉的截留率为99.2％，糖类的截留率为98％，水溶性膳食纤维的截留率为92％。在超滤过程中还考察了压力、温度、流量、pH等因素对膜通量的影响，结果表明：当压力为0.11MPa、温度为35℃，流量为35.568L／h，pH为11.55时膜通量最大，达到77.46L／h·m~2。在超滤结束后，对膜元件进行清洗，分别使用NaOH碱洗法，叁聚磷酸钠+十二烷基苯磺酸钠+氢氧化钠+去离子水，乙二胺四乙酸钠+去离子水，柠檬酸+去离子水这四种洗涤方法清洗膜元件，结果表明膜元件在超滤2小时后，用NaOH+叁聚磷酸钠+十二烷基苯磺酸钠+去离子水洗涤1个小时膜通量恢复90％，用0.5％NaOH洗膜1个小时膜通量恢复82％，而用叁聚磷酸钠+乙二胺四乙酸钠+去离子水，或柠檬酸+去离子水这两种洗涤方法清洗膜反而造成膜的污染。因此选用NaOH+叁聚磷酸钠+十二烷基苯磺酸钠+去离子水为最高效的洗涤方法。另外，我们也采用聚合硫酸铝铁为混凝剂，阳离子型聚丙烯酰胺为助凝剂以及用活性炭吸附的方法处理小麦麸膳食纤维废水。结果表明当聚合硫酸铝铁(PAFS)为500mg／l、聚丙烯酰胺(PAM)为10mg／l，pH为4.21时，混凝处理后的废水COD_(cr)去除率最大。絮凝后水样用活性炭吸附，当活性炭的投加量为50g／l、吸附温度为55℃，接触时间为20min，水样pH＜5的条件COD_(cr)去除率可达85.82％，色度去除率为100％，浊度去除率为93.03％。此时的出水水质达到了国家一类污染物的叁级排放标准。当单独使用活性炭吸附来处理小麦麸膳食纤维废水时，活性炭的投加量为160g／l，温度55℃，接触时间为20min，pH小于5时，搅拌5min，静置。废水的COD_(cr)去除率最大可达96.89％，BOD_5的去除率最大可达96.61％达到国家所要求的第一类污染物叁级排放标准。最后，我们还使用了超滤与活性炭吸附联合处理小麦麸膳食纤维废水，实验结果表明：当超滤操作压力差为0.04MPa，温度为25℃，流量为35.586L／(?)下，活性炭的投加量为30g／l，COD_(cr)的去除率为90.59％，BOD_5的去除率为90.44％，色度为0，浊度为1.7。达到国家所要求的第一类污染物叁级排放标准。对上述四种小麦麸膳食纤维废水的处理方法成本进行粗略经济估算，通过列比，我们认为膜分离技术处理法是既经济又有效的处理方法。
参考文献：
[1]. 膜分离技术在废水处理和蛋白质回收中的应用研究[D]. 安卫东. 吉林大学. 2004
[2]. 膜法处理食品工业废水的研究进展[J]. 赵芳, 蒲彪, 刘兴艳. 食品工业科技. 2012
[3]. 膜分离技术在废水处理中的应用[J]. 刘瑞芳, 赵安芳, 郑晓广. 河南城建高等专科学校学报. 1999
[4]. 膜分离技术处理泡菜废水的试验研究[D]. 赵芳. 四川农业大学. 2012
[5]. 改性醋酸纤维素超滤膜的制备和性能研究[D]. 罗黎敏. 北京林业大学. 2004
[6]. MEUF中超滤膜污染特征及膜的清洗[D]. 梁钟璇. 湖南大学. 2010
[7]. 鳀鱼蒸煮液膜浓缩回收技术的研究[D]. 周晓蕾. 上海海洋大学. 2010
[8]. 膜分离技术在食品工业中的应用及研究进展[J]. 杨方威, 冯叙桥, 曹雪慧, 李萌萌, 段小明. 食品科学. 2014
[9]. 膜分离技术在食品发酵工业中的应用[C]. 申雅维. 第二届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会论文集. 2006
[10]. 膜分离技术处理小麦麸膳食纤维废水的研究[D]. 张琳. 河南大学. 2007
标签：环境科学与资源利用论文; 膜分离论文; 超滤膜论文; 中空纤维超滤膜论文; 蛋白质结构论文; 超滤原理论文; 废水处理论文; 食品工业论文;