[實用新型]一種甲殼素生產廢堿液回收系統

有效

• 申請號: 201620978342.5
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN206156876U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 談賓賓;方毓淳;任秉康;李文揚;朱元紅
• 申請（專利權）人: 杭州上拓環境科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本實用新型涉及海洋化工領域，特別涉及甲殼素生產廢堿液的回收裝置或系統，以及擦用膜處理技術進行甲殼素生產廢堿液的回收裝置貨系統。

背景技術

甲殼素(chitin)，聚β-(1-4)-N-乙酰-D-葡糖胺，又稱甲殼質、幾丁質、殼多糖，是一種維持和保護甲殼動物和微生物軀體的非常重要的天然線性氨基多糖，也是自然界中存在的唯一的陽離子多糖。甲殼素廣泛存在于節足動物的外殼和翅膀中，也存在于真菌和藻類的細胞壁中，每年有相當巨大數量的甲殼素被生物合成，是地球上僅次于纖維素的第二大生物合成量的多糖。

甲殼素是醫藥、食品、化工、化妝品等行業的重要原料，自1811年法國人發現甲殼素以來，甲殼素及其衍生物的研究和生產得到了迅速地發展。中國從1952年開展甲殼素研究工作，20世紀90年代是中國甲殼素、殼聚糖研究、開發和生產的鼎盛時期，同時期也正是日本和美國甲殼素產品開發的的全盛時期。由于甲殼素和殼聚糖生產會產生嚴重的環境污染，日本、美國等發達國家不愿意生產，而是直接從中國采購，這促進了中國甲殼素和殼聚糖產業的大發展，使中國成為甲殼素和殼聚糖的生產大國和出口大國，目前世界上使用的甲殼素大多產自中國。據不完全統計，在我國沿海遼寧、山東、江蘇、浙江等省份成規模的甲殼素生產企業多達100多家。

盡管甲殼素存在廣泛，但到目前為止，世界上主要的商品甲殼素都是來源于蝦、蟹殼。在蝦、蟹等水產品加工后的甲殼廢棄物中，甲殼素的含量達到10%-20%(干基)，同時還有大量蛋白質(30%-40%)及碳酸鈣。目前甲殼素的制備方法，主要還是蝦、蟹殼酸法脫鈣、堿法脫蛋白質提取甲殼素。酸脫鈣和堿脫蛋白生產甲殼素過程中會產生大量的酸、堿廢水，因此很多國家的甲殼素生產受到限制，市場供應量急劇下降，市場供不應求，價格逐漸升高，同時由于甲殼素及其各種衍生物的重要、廣泛的用途，使其市場需要量不斷擴大。

據初步計算，生產1噸甲殼素約產生廢堿液20噸，目前我國甲殼素的年生產能力6萬噸左右，即我國甲殼素工業每年產生廢堿液約達120萬噸。這些廢堿中含有大量的蛋白質(1%以上)、氫氧化鈉，在不中和的情況下pH高達13以上，經中和沉淀后CODCr仍高達7000mg/kg以上。由于廢堿液中含有大量的蛋白質、堿及鈣、脂肪、色素等，其廢水處理的費用相當高；如果不進行處理，大量堿及含蛋白質的生產廢液的排放嚴重污染周邊環境及海域，影響其他養殖業和沿海旅游業的發展。政府部門在“十三五”規劃中對于減排降耗、環境治理等方面有著明確的任務和要求，廢水排放問題在甲殼素生產中普遍存在，嚴重制約著甲殼素產業的可持續健康發展。

目前，國內外對于此類廢水常規的處理方法是將廢液和廢水集中，經自然沉淀、PAC或PFS及PAM絮凝、再用厭氧或好氧方法來處理，經治理后的出水CODCr一般在l000 mg/L以上，不能達到國家的污水排放標準。同時，由于高濃度酸、堿中和后形成的高鹽度，用一般的生化方法無法進行處理，因此，國內大量的生產廠家因為沒有辦法處理此類廢水，直接排放到環境中去。采用超濾、納濾二級膜過濾分離技術，將酸、堿廢液分別處理，可以回收大部分的燒堿，以及蛋白質、蝦青素等有用物質，實現過程廢酸堿“零排放”，既解決了污染問題，又對資源進行了回收利用。

陶瓷膜是以氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯等經1600℃高溫燒結而成的具有多孔結構的精密陶瓷過濾材料。它是由孔隙率30%~50%、孔徑50nm~15μm的陶瓷載體，采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對稱復合膜。它的結構通常為“三明治”式：支撐層（又稱載體層）、過渡層（又稱中間層）、膜層（又稱功能分離層）。其中支撐層的孔徑一般為1~20μm，孔隙率為30%~65%，其作用是增加膜的機械強度；中間層的孔徑比支撐層的孔徑小，其作用是防止膜層制備過程中顆粒向多孔支撐層的滲透，厚度約為20~60μm，孔隙率為30%~40%；膜層具有分離功能，孔徑從0.8nm~1μm不等，厚度約為3~10μm，孔隙率為40%~55%。整個膜的孔徑分布由支撐層到膜層逐漸減小，形成不對稱的結構分布。陶瓷膜根據孔徑可分為微濾（孔徑大于50nm）、超濾（孔徑2~50nm）、納濾（孔徑小于2nm）等種類。 陶瓷膜過濾是一種“錯流過濾”形式的流體分離過程：原料液在膜管內高速流動，在壓力驅動下含小分子組分的澄清滲透液沿與膜面垂直方向（徑向）向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達到分離、濃縮、純化的目的。