[发明专利]一种食品废水中回收蛋白质的方法和装置

说明书

本发明属于食品行业的水处理领域，特别涉及使用两碱法、离子交换法、膜过滤技术相结合的处理含溶解性小分子蛋白质的高盐食品废水的工艺方法。首先将待处理的废水收集到原水箱中，加入一定量的碳酸钠与废水中钙离子反应，并加入氢氧化钠调节pH。使用陶瓷膜处理加入两碱的废水以去除不溶颗粒物，陶瓷膜清液进入离子交换系统去除废水中的盐分。经过离子交换后的水体收集到纳滤进水箱，泵入纳滤系统进行小分子蛋白质的浓缩。纳滤系统为一级二段工艺，纳滤的产水可直接排放或回用，浓水回流到纳滤进水箱；通过纳滤系统的浓缩，浓水中的小分子蛋白浓度越来越高，最后收集充分浓缩后的纳滤浓水完成小分子蛋白的回收。

技术领域

本发明涉及一种从高盐食品废水中回收溶解性小分子蛋白质的方法，属于食品行业废水处理领域。

背景技术

某些食品行业废水中含有经价值高的溶解性的小分子蛋白质类物质，且废水中盐含量较高。由于废水中盐含量较高，若直接进行生化处理会抑制微生物的活性，增加废水处理成本，也容易对环境造成一定危害。事实上，这类废水中含有的小分子蛋白往往具有较大的回收再利用价值，若能够实现小分子蛋白的回收，不仅能够节约成本、提高经济效益，还能减少环境污染，具有重大意义。

目前，蛋白质分离纯化的报道较多，主要方法有电泳法、膜分离法、蒸汽法等。例如专利CN107636012A报道了一种蛋白质分离纯化的方法，运用到了电聚焦电泳和SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法；专利CN102574059A介绍了一种交叉流动膜过滤的方法用于蛋白质的分离和浓缩；专利CN 102617720A则公开了一种蒸汽式蛋白质分离回收系统，该系统包括换热器、缓冲罐、蒸汽微涡流絮凝反应釜、絮体反向分离装置四个部分。虽然蛋白质分离纯化的方法报道较多，但设备较为复杂，实际操作较为不便，有的方法还需额外投加药剂，增加了成本。另外，从废水中回收蛋白质的方法还鲜有报道，而从高盐食品废水中回收小分子蛋白的方法更是少之又少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种从高盐食品废水中回收溶解性小分子蛋白质的方法。在处理废水的同时回收了具有经济价值的小分子蛋白质，既达到废水达标排放的目的，又为企业创造了经济效益。

技术方案：

一种食品废水中回收蛋白质的方法，包括如下步骤：

第1步，在高盐、含蛋白质的食品废水中加入碳酸钠，并加入NaOH调节pH至10-11，使二价或多价盐离子沉淀；

第2步，采用陶瓷膜对第1步得到的废水进行过滤除杂；

第3步，陶瓷膜的渗透液送入离子交换树脂中进行除盐处理；

第4步，离子交换树脂处理后的料液送入纳滤膜中进行浓缩，得到回收的小分子蛋白。

在一个实施方式中，食品废水中钙离子含量高于500mg/L，总盐含量高于3000mg/L。

在一个实施方式中，第4步中纳滤为一级二段工艺，纳滤一段和二段产水可直接排放或回用，二段浓水回流到纳滤进水箱继续进行浓缩。

在一个实施方式中，第4步中纳滤浓缩过程中纳滤膜的截留分子量为200～1000Da，操作压力0.5MPa～2.0MPa，优选范围0.6～1.0Mpa，工艺运行温度为5～40℃，优选运行温度15～25℃。

在一个实施方式中，第4步中纳滤膜为卷式膜组件，纳滤膜材料为醋酸纤维素、磺化聚砜、芳香族聚酰胺、聚醚砜、磺化聚醚砜等有机高分子材料。

在一个实施方式中，第4步中纳滤浓缩后得到的纳滤浓缩液中小分子蛋白的浓度为10～25%。