膜分離技術(shù)處理小麥麩膳食纖維廢水的研究.pdf

1、近年來(lái)，現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究成果和流行病學(xué)臨床調(diào)查已確定，嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的心血管疾病、糖尿病、膽結(jié)石及某些癌癥的發(fā)病率，與人類(lèi)膳食中食物纖維的攝入量呈負(fù)相關(guān)。強(qiáng)化膳食纖維的功能食品在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家盛行。因此提倡每日補(bǔ)充一定量的膳食纖維，均衡膳食結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行。大力開(kāi)發(fā)小麥麩膳食纖維及其他膳食纖維產(chǎn)品已顯得十分重要。小麥麩制各膳食纖維工藝所產(chǎn)生的廢水中，含有大量溶解有機(jī)物。通過(guò)對(duì)小麥麩膳食纖維生產(chǎn)工藝廢水的分析確定了采用膜分離技術(shù)處理小

2、麥麩膳食纖維廢水，并通過(guò)采用活性炭吸附、混凝吸附等方法與膜分離技術(shù)的比較，認(rèn)為膜分離技術(shù)在廢水處理及有用資源回收等方面都很優(yōu)越。 根據(jù)小麥麩膳食纖維廢水的特點(diǎn)，分析了水樣中主要污染物蛋白質(zhì)、淀粉、還原糖等成分的含量，并分析測(cè)定了化學(xué)需氧量(COD<,Cr>)、生化需氧量(BOD<,5>)、濁度、色度、pH植等各項(xiàng)指標(biāo)。 用不同截餾分子量的聚砜中空纖維超濾膜對(duì)小麥麩膳食纖維廢水進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果，我們選用截餾分子量為5

3、000的聚砜中空纖維超濾膜來(lái)處理小麥麩膳食纖維廢水，當(dāng)壓力為0.04MPa、溫度為30℃、進(jìn)料液流量為35.568L/h、pH為6時(shí)處理效果最佳?；瘜W(xué)需氧量COD<,Cr>的去除率最大達(dá)到69.63﹪，濁度去除率為92.22﹪，色度去除率為87.5﹪。將超濾透過(guò)液用4040-URA-ESNA卷式鈉濾膜元件在壓力為0.11MPa、濃縮液流量流量為700L/h，透過(guò)液流量40L/h，溫度26℃時(shí)，納濾透過(guò)液COD<,Cr>的去除率為98.5

4、7﹪，濁度去除率為99.14﹪，色度去除率為100﹪。此時(shí)的出水水質(zhì)達(dá)到了國(guó)家一類(lèi)污染物的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 在超濾過(guò)程中，對(duì)廢水中的蛋白質(zhì)，淀粉，還原糖，水溶性膳食纖維進(jìn)行了截留。結(jié)果表明：蛋白質(zhì)的截留率可達(dá)100﹪，淀粉的截留率為99.2﹪，糖類(lèi)的截留率為98﹪，水溶性膳食纖維的截留率為92﹪。 在超濾過(guò)程中還考察了壓力、溫度、流量、pH等因素對(duì)膜通量的影響，結(jié)果表明：當(dāng)壓力為0.11MPa、溫度為35℃，流量為35.5

5、68L/h，pH為11.55時(shí)膜通量最大，達(dá)到77.46 L/h·m<'2>。在超濾結(jié)束后，對(duì)膜元件進(jìn)行清洗，分別使用NaOH堿洗法，三聚磷酸鈉+十二烷基苯磺酸鈉+氫氧化鈉+去離子水，乙二胺四乙酸鈉+去離子水，檸檬酸+去離子水這四種洗滌方法清洗膜元件，結(jié)果表明膜元件在超濾2小時(shí)后，用Na0H+三聚磷酸鈉+十二烷基苯磺酸鈉+去離子水洗滌1個(gè)小時(shí)膜通量恢復(fù)90﹪，用0.5﹪NaOH洗膜1個(gè)小時(shí)膜通量恢復(fù)82﹪，而用三聚磷酸鈉+乙二胺四乙酸鈉

6、+去離子水，或檸檬酸+去離子水這兩種洗滌方法清洗膜反而造成膜的污染。因此選用NaOH+三聚磷酸鈉+十二烷基苯磺酸鈉+去離子水為最高效的洗滌方法。 另外，我們也采用聚合硫酸鋁鐵為混凝劑，陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺為助凝劑以及用活性炭吸附的方法處理小麥麩膳食纖維廢水。結(jié)果表明當(dāng)聚合硫酸鋁鐵(PAFS)為500 mg/l、聚丙烯酰胺(PAM)為10 mg/l，pH為4.21時(shí)，混凝處理后的廢水COD<,Cr>去除率最大。絮凝后水樣用活性炭吸附

7、，當(dāng)活性炭的投加量為50g/l、吸附溫度為55℃，接觸時(shí)間為20min，水樣pH<5的條件COD<,Cr>去除率可達(dá)85.82﹪，色度去除率為100﹪，濁度去除率為93.03﹪。此時(shí)的出水水質(zhì)達(dá)到了國(guó)家一類(lèi)污染物的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)單獨(dú)使用活性炭吸附來(lái)處理小麥麩膳食纖維廢水時(shí)，活性炭的投加量為160g/l，溫度55℃，接觸時(shí)間為20min，pH小于5時(shí)，攪拌5min，靜置。廢水的COD<,Cr>去除率最大可達(dá)96.89﹪，BoD

8、<,5>的去除率最大可達(dá)96.61﹪達(dá)到國(guó)家所要求的第一類(lèi)污染物三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 最后，我們還使用了超濾與活性炭吸附聯(lián)合處理小麥麩膳食纖維廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)超濾操作壓力差為0.04MPa，溫度為25℃，流量為35.586L下，活性炭的投加量為30g/l，COD<,Cr>的去除率為90.59﹪，BoD<,5>的去除率為90.44色度為0，濁度為1.7。達(dá)到國(guó)家所要求的第一類(lèi)污染物三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)上述四種小麥麩膳食纖維廢