[發(fā)明專(zhuān)利]一種含糖冷凝水處理回用的工藝與裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710304370.4
• 申請(qǐng)日: 2007-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101468824A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 欒兆坤;王軍;賈智萍;王小軍;范彬;彭先佳;曲丹;任曉晶;侯得印
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/08
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/08;C02F103/32
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理、分離與純化、熱能利用與清潔生產(chǎn)領(lǐng)域。特別涉及一 種含糖冷凝水處理回用的工藝與裝置。

二、背景、技術(shù)

作為食品行業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)及多種產(chǎn)品的原料工業(yè)，制糖工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中 占有重要地位，制糖工業(yè)也是輕工領(lǐng)域有機(jī)污染比較嚴(yán)重的工業(yè)之一。目前， 制糖工業(yè)在清潔生產(chǎn)和污染防治工作中取得了較大的進(jìn)展。經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，已 實(shí)現(xiàn)了部分用水循環(huán)生產(chǎn)，主要解決了：蒸發(fā)、煮糖抽真空和蒸汽冷凝用水進(jìn) 行循環(huán)使用；一效蒸發(fā)冷凝水作為鍋爐補(bǔ)給水；鍋爐除塵及水沖灰用水的循環(huán) 使用；汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻水作為全廠用水補(bǔ)充，解決了糖廠生產(chǎn)用水量的 50-60％左右，大大減少外源水的用量。但是目前糖廠生產(chǎn)的用水量仍為每噸甘 蔗4～6噸，甘蔗自身水分還沒(méi)得到充分利用。與先進(jìn)國(guó)家相比，噸成品耗水量 仍有較大差距。

目前，制糖廠水系統(tǒng)主要存在的主要問(wèn)題之一是，多效蒸發(fā)系統(tǒng)的2#冷凝 水因技術(shù)、設(shè)備等多方面原因含糖份超過(guò)50ppm(冷凝水回用于鍋爐補(bǔ)給水質(zhì) 要求為：所含糖份小于25ppm以下)，不能全部回鍋爐充分利用。目前大多數(shù) 企業(yè)的二效冷凝水均直接排入循環(huán)水系統(tǒng)。二效冷凝水直接排入循環(huán)水系統(tǒng)會(huì) 造成循環(huán)水系統(tǒng)COD_cr值的升高，循環(huán)水的“富營(yíng)養(yǎng)化”現(xiàn)象加劇，進(jìn)而影響 整個(gè)生產(chǎn)工藝。且該部分水水溫較高(一般在60℃以上)，直排會(huì)造成能源損 失及循環(huán)水系統(tǒng)的蒸發(fā)損失加大，浪費(fèi)水資源。由于該股水僅含糖份，如采用 可行的技術(shù)將微糖分分離，將二效冷凝水回用為鍋爐補(bǔ)給水，將充分改變現(xiàn)有 用水結(jié)構(gòu)，降耗減排，降低噸蔗耗水比，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

目前水中微糖分的降低、去除技術(shù)的分類(lèi)及其優(yōu)缺點(diǎn)如下：1、蒸發(fā)罐的改 進(jìn)，1#、2#蒸發(fā)罐捕計(jì)器采用高效的波紋捕計(jì)器。但通過(guò)廣泛的市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn) 收效甚微；2、傳統(tǒng)吸附技術(shù)，即采用活性炭等吸附劑除微糖份。存在工藝耦合 困難、勞動(dòng)強(qiáng)度高、處理費(fèi)用高、吸附劑再生難等缺點(diǎn)，在現(xiàn)有制糖企業(yè)中并 未采用；3、生物處理技術(shù)，如生物濾池、接觸氧化等。現(xiàn)有微生物處理技術(shù)雖 然可去除水中的有機(jī)物，但高溫環(huán)境及嚴(yán)重的C/N比失調(diào)不利于生物處理，且 存在冷凝水的微生物污染問(wèn)題，對(duì)高溫且僅含糖冷凝水而言并不可取。4、膜過(guò) 濾技術(shù)。現(xiàn)有微濾、超濾、納濾、反滲透技術(shù)中納濾及反滲透技術(shù)雖然可很好 地截留糖份，但耐高溫膜的市場(chǎng)還是空白，且壓力過(guò)濾方式造成的膜污染將嚴(yán) 重影響膜使用壽命。

本發(fā)明提出一種含糖冷凝水處理回用的工藝與裝置中采用了膜蒸餾濃縮技 術(shù)。

膜蒸餾，又稱(chēng)為低溫膜蒸餾，是一種采用疏水微孔膜、以膜兩側(cè)的蒸汽壓 力差為驅(qū)動(dòng)力的膜分離過(guò)程。當(dāng)不同溫度的水溶液被疏水膜分隔的時(shí)候，由于 膜的疏水性，兩側(cè)的水溶液均不能通過(guò)膜進(jìn)入另一側(cè)。但由于高溫側(cè)水溶液與 膜界面的水蒸汽壓高于低溫側(cè)，水蒸汽會(huì)從高溫側(cè)透過(guò)膜孔進(jìn)入低溫側(cè)并冷凝 成為滲出水，這種通過(guò)蒸餾的原理獲得的滲出水是一種品質(zhì)很好的純水；濃水 則留在高溫側(cè)成為滲余水。膜蒸餾過(guò)程無(wú)須將溶液加熱到沸點(diǎn)，只要膜兩側(cè)維 持適當(dāng)?shù)臏夭?，該過(guò)程就能夠進(jìn)行，因此又被稱(chēng)為低溫膜蒸餾。膜蒸餾最初是 為大規(guī)模海水脫鹽而提出，早在上世紀(jì)60年代就開(kāi)始了較系統(tǒng)的研究。與同為 膜法的反滲透工藝相比，膜蒸餾的優(yōu)點(diǎn)非常顯著：(1)膜蒸餾的過(guò)程幾乎在常 壓下進(jìn)行，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便；(2)在非揮發(fā)性水溶液的膜蒸餾過(guò)程中，由 于僅有水蒸氣能透過(guò)膜孔，因此蒸餾液十分純凈；(3)可以處理極高濃度的含 鹽水，甚至可以將溶液濃縮到過(guò)飽和狀態(tài)而成為所謂的膜蒸餾結(jié)晶技術(shù)，因此 膜蒸餾的產(chǎn)水率可以遠(yuǎn)高于反滲透。關(guān)于膜蒸餾技術(shù)的應(yīng)用和研究進(jìn)展，可以 參考相關(guān)文獻(xiàn)(1.膜蒸餾技術(shù)的回顧與展望，《天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)》第9 卷第2期pp100～110；2.膜蒸餾技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展，《膜科學(xué)與技術(shù)》第 23卷第4期pp67～92)。

鑒于膜蒸餾的上述優(yōu)點(diǎn)，將膜蒸餾濃縮技術(shù)應(yīng)用于制糖廠二效冷凝水的微 糖份的分離將克服現(xiàn)有工藝方法所存在的種種不足。具備如下優(yōu)勢(shì)：

(1)、冷凝水自身含有大量的熱，而且溫度較高，這便為采用該技術(shù)提供 了獲得較高通量的可能。

(2)該技術(shù)用于汁汽冷凝水有別于脫鹽，因冷凝水中除含糖外不含任何雜 質(zhì)，膜兩側(cè)同時(shí)獲得了兩種有價(jià)值的產(chǎn)品，低溫側(cè)獲得了含溫純水，可直接進(jìn) 鍋爐，節(jié)能、節(jié)水；高溫側(cè)獲得了濃糖水，可重新煮糖。