[发明专利]用于处理乳清脱盐废水的方法

说明书

本发明涉及处理脱盐废水的领域，更特别涉及再循环这些废水，并且涉及用于脱盐乳清并处理所产生的废水的方法，以及适用于实施该方法的设备。用于处理乳清脱盐废水的方法包括以下步骤：i)提供乳清脱盐废水，ii)通过反渗透处理步骤i)中回收的所述废水，以获得反渗透渗出物和渗余物，iii)将所述反渗透渗余物中和至pH为6‑9，iv)通过纳滤处理所述中和的反渗透渗余物，以获得包含单价离子的纳滤渗出物和包含二价离子和残留有机物质的纳滤渗余物，v)用双极膜通过电渗析处理步骤iv)中获得的所述纳滤渗出物，以获得至少一种酸性溶液和至少一种碱性溶液。因此，根据本发明的方法使得可以处理这些废水，以限制它们对环境的影响，并产生可以在乳清脱盐过程中直接使用的溶液。有利地，由于部分电渗析处理用水来自处理产生的废水，因此这使得还可以降低乳清脱盐的成本。根据本发明的方法使得可以减少输送到废物处理厂的废水的总量。

技术领域

本发明涉及处理脱盐废水的领域，更特别涉及再循环这种废水，并且涉及用于脱盐乳清并处理所产生的废水的方法，以及适用于实施该方法的设施。

背景技术

乳清是牛奶凝结产生的液体，所述凝结是由酪蛋白(牛奶中的主要蛋白质)变性引起的。有两种凝结类型，每种凝结导致两种不同类型的乳清。实际上，取决于凝结是乳酸凝结还是凝乳酶凝结，获得的乳清分别称为酸乳清或甜乳清。乳清也称为干酪乳清或干酪副产物。

乳清增值长期以来一直代表着经济和生态问题。实际上，尽管乳清的组成很吸引人，但其化学需氧量(COD)为50g/L-70g/L，这使其成为无法被释放到环境中的污染性有机产品，并且因为其高度稀释的性质而运输昂贵(干提取物5-6％)。

这就是为什么随着时间的推移出现了增值途径，特别是通过脱盐过程使得可以获得脱盐乳清。

如今，脱盐乳清(液体或粉末)是婴儿和饮食产品的主要成分，特别是母乳的乳替代品。脱盐乳清还具有其他应用，例如作为糖果-巧克力生产中或复原乳制造中脱脂乳的替代成分。

可以考虑采用不同的技术进行乳清脱盐，特别是超滤、反渗透、纳滤、电渗析和离子交换。由于前三种技术过于局限，因此只有后两种技术才在工业规模上得到了实际应用。因此，当今最有效的用于乳清脱盐方法涉及电渗析和离子交换，它们可以单独应用或组合应用。

电渗析是一种电化学技术，其通过在电场的影响下通过选择性渗透阳离子和阴离子的膜进行迁移，使得可以从溶液中选择性去除离子盐。根据该技术，乳清中溶液中的离子盐在电场的作用下通过选择性地可渗透阳离子和阴离子的膜进行迁移，并以脱盐废水或盐水的形式被消除。

离子交换是一种基于存在于固相和液相之间的离子平衡原理的技术，并且涉及吸收和排斥现象。因此，根据该技术，使用了作为固相的树脂和作为液相的待脱盐的乳清之间的离子平衡，离子在饱和阶段被相同性质的树脂吸收，然后使树脂再生。

但是，在工业规模上，乳清脱盐方法产生非常大量的废水，特别是盐废水。

在减少工艺对环境的影响的背景下，对这些废水的管理提出了至关重要的问题。这种液体废物属于特殊工业废物(SIW)类别，表现出处理困难，这导致制造商特别依赖于专门从事此类废物管理的外部公司。

这种实践具有一些优点，但确实会带来一些问题。除了与处理成本相关的纯粹的经济因素外，这些废水的存储和运输对环境构成了重大风险。此外，生产场所外的处理禁止任何再循环。

另外，盐的存在极大降低了为将这些脱盐废水排放到室外环境而进行的处理如生物或物理化学处理的有效性。

制造商实施的另一种解决方案是将废水发送到废物处理厂。但是，这种做法也带来了成本问题和环境问题。

因此，需要开发允许处理全部或部分脱盐废水的方法，以限制环境影响并降低与这些废水的运输和储存有关的风险和成本。