[发明专利]来自淀粉加工的工艺用水中的硫酸钠的再循环

说明书

本说明书公开了用于处理来自淀粉工艺的工艺用水的系统和方法，并且更具体地，公开了用于将得自工艺用水的浓缩硫酸钠溶液再循环至淀粉工艺的系统和方法。

交叉引用

本案要求2018年8月14日提交的国际专利申请序列号PCT/CN2018/100350的优先权，所述参考文献据此全文以引用方式并入。

本说明书公开了用于处理来自淀粉工艺的工艺用水的系统和方法，并且更具体地，公开了用于将得自工艺用水的浓缩硫酸钠溶液再循环至淀粉工艺的系统和方法。

硫酸钠可以作为加工助剂添加到淀粉工艺(诸如羟丙基化工艺)中。硫酸钠在该工艺期间不被消耗。相反，它保留在淀粉产物回收期间所排出的工艺用水中。硫酸钠虽然可用于淀粉工艺，但也是受管制的污染物。因此，必须先将硫酸钠从工艺用水中去除，之后才可以将工艺用水从淀粉加工厂排出。然而，由于硫酸钠可用于淀粉工艺，则还希望回收硫酸钠，使得其可以再循环到淀粉工艺中。

然而，工艺用水通常还包括固体和溶解的淀粉材料，以及溶解的阳离子，这些物质如果不适当处理，可能使水处理工艺变得脏污并且污染硫酸钠。以引用方式全文并入本申请的美国公布号2017-0088451公开了用于从淀粉羟丙基化工艺用水中去除污染物以及用于使基本上纯的硫酸钠再结晶的系统。然而，结晶是能量密集的：它需要将硫酸钠溶液冷却至介于0℃和5℃之间，并且将冷却的溶液离心以回收晶体。因此，需要用于从淀粉工艺的工艺用水中获得可用的硫酸钠终产物的低能量密集的系统和方法。

附图说明

图1是描绘系统的一个说明性实施方案的框图。

一个实施方案涉及一种系统，该系统包括：膜生物反应器单元，该膜生物反应器单元联接到淀粉工艺；阳离子交换单元，该阳离子交换单元联接到膜生物反应器单元；和高压过滤单元，该高压过滤单元联接到阳离子交换单元和淀粉工艺。(在本说明书所述的各种实施方案中，如果两个元件之间存在允许工艺用水在这些元件之间流动的直接连接或间接连接，则其中一个元件联接到另一个元件。)在其他实施方案中，该系统还包括联接在高压过滤系统和淀粉工艺之间的一个或多个储存槽。一些实施方案涉及包括膜生物反应器单元的系统，该膜生物反应器单元包括膜生物反应器膜、低压过滤单元和充气生物反应器单元中的一者或多者。在一个或多个实施方案中，膜生物反应器膜具有管状构型、螺旋构型、中空纤维构型或平片构型中的一种。还有其他实施方案涉及包括低压过滤单元的系统，该低压过滤单元具有下述过滤器：该过滤器具有介于1微米至0.02微米之间、或0.7微米至0.25微米、或0.5微米至0.03微米、或0.4微米至0.03微米的孔径，或者在过滤器的两端具有10kPa至600kPa、或20kPa至500kPa、或30kPa至400kPa、或40kPa至80kPa的压降。各种实施方案涉及包括阳离子交换单元的系统，该阳离子交换单元使用羧酸型、氨基膦酸型、亚氨基二乙酸型或磺酸型的阳离子交换剂。另外的实施方案涉及包括高压过滤单元的系统，该高压过滤单元包括一个或多个过滤器。在另外的实施方案中，高压过滤单元包括下述过滤器(或第一过滤器)：该过滤器具有小于200Da、或小于100Da、或小于50Da的截留分子量，或者在过滤器(或第一过滤器)两端的至少6,000kPa或至少7,000kPa、或至少8,000kPa、或至少9,000kPa、或至少10,000kPa的压降。在另外的实施方案中，高压过滤单元包括一个或多个反渗透过滤器、或者第一过滤器和第二过滤器，第二过滤器位于第一过滤器的上游(即，将第二过滤器放置为使得工艺用水先到达第二过滤器，之后才到达第一过滤器)。在附加的实施方案中，高压过滤单元包括下述第二过滤器：该第二过滤器具有介于750Da和200Da之间、或介于500Da和200Da之间、或介于400Da和200Da之间的截留分子量。更多的实施方案涉及下述第二过滤器：该第二过滤器在过滤器的两端具有1kPa至6,000kPa、或100kPa至5,000kPa、或1,000kPa至4,500kPa、或1,300kPa至4,100kPa的压降。另外的实施方案涉及为纳滤过滤器的第二过滤器，或涉及包括纳滤过滤器和反渗透过滤器的高压过滤单元。