1.本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种豆制品废水蛋白质的回收处理工艺及设备。
背景技术：
2.目前豆制品加工业由于加工内容极为复杂，包括酿造、食品加工等生产过程，容易产生污染性的高蛋白质废水。对降低废水中的蛋白质含量，目前通常使用生化处理法，经过一系列的生化处理，对蛋白质进行降解，才能有效降低污染性。生化处理容易引入新的污染源，且处理周期长，易受到外界因素影响。而豆制品废水中的蛋白质不仅含量高，还是优质且具有较高经济价值的营养素，使其被降解则是资源的浪费。
3.因此，又发展了使用预处理-超滤法联合使用回收处理废水中蛋白质的工艺，但是处理效果并不理想，蛋白质回收率仅有60％左右，且回收的蛋白质纯度不高，需要进行二次处理。另外，目前蛋白质的干燥处理常使用冷冻干燥和喷雾干燥，处理工艺能耗大，且容易对蛋白质结构和活性造成影响。
技术实现要素：
4.基于此，有必要提供一种不影响蛋白质结构和活性，且回收率和回收纯度高、能耗小的豆制品废水蛋白质回收处理工艺及设备。
5.本发明提供了一种豆制品废水中的蛋白质回收处理工艺，其包括以下步骤：
6.a).将豆制品废水进行离子交换处理，将离子交换柱洗脱后得到第一蛋白质溶液；离子交换处理后的废水进入mvr强制循环系统；
7.b).将所述第一蛋白质溶液通过超滤膜进行超滤，以对目标分子量的蛋白质进行截留，收集截留液得到第二蛋白质溶液；
8.c).将所述第二蛋白质溶液在7.5kpa～12kpa的压力及40℃～50℃的温度下进行真空蒸发干燥，得到第一蛋白质固体和蒸馏液；
9.d).所述蒸馏液进入所述mvr强制循环系统，与a)中所述离子交换处理后的废水进行换热，得到预热的废水；
10.e).所述预热的废水进行加热后经闪蒸得到水蒸汽和第三蛋白质溶液；
11.f).所述第三蛋白质溶液按照步骤e)中的加热、闪蒸条件重复处理，直至溶液中蛋白质质量百分比为85％～95％，得到第四蛋白质溶液：
12.g).所述第四蛋白质溶液在步骤c)中的压力和温度条件下进行真空干燥蒸发，得到第二蛋白质固体。
13.在其中一个实施例中，步骤a)中所用的离子交换剂为树脂、纤维素、葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、硅胶中的至少一种。
14.在其中一个实施例中，步骤b)中所述超滤的操作温度为5℃～45℃，ph值为2～12，压力为200kpa～500kpa。
15.在其中一个实施例中，步骤e)中所述预热的废水加热时压力为110kpa～480kpa，温度为102℃～150℃。
16.在其中一个实施例中，步骤a)中所述洗脱操作包括：对阴离子交换柱，调节ph为4～5进行洗脱；对阳离子交换柱，调节ph为7～8进行洗脱。
17.在其中一个实施例中，其特征在于，步骤a)中所述离子交换处理中需加入缓冲液，所述缓冲液为磷酸缓冲液、tris-hcl缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少一种，所述磷酸缓冲液的物质的量浓度为0.1mol/l～1mol/l，所述tris-hcl缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/l～0.1mol/l，所述磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/l～0.1mol/l。
18.在其中一个实施例中，所述第一蛋白质固体和/或所述第二蛋白质固体经冷凝水冷却，所述冷凝水与步骤c)中所述蒸馏液混合后进入mvr强制循环系统，用于与步骤a)中所述离子交换处理后的废水进行换热。
19.在其中一个实施例中，步骤e)中所述预热的废水加热时流速为1.5m/s～3.0m/s。
20.在其中一个实施例中，步骤b)中所述超滤膜的规格为10kd～100kd，结构为卷式或管式，材质为聚醚砜、聚酰胺、聚砜中的至少一种。
21.在其中一个实施例中，步骤a)中将所述豆制品废水的ph为6～8，且预先经过沉淀、过滤处理。
22.在其中一个实施例中，所述豆制品废水中的蛋白质含量为2％以上。
23.在其中一个实施例中，步骤a)中所述离子交换处理进行至所述豆制品废水中蛋白质含量为20g/l以下时停止，进行洗脱。
24.本发明通过采用离子交换系统-超滤系统-真空干燥系统-mvr强制循环系统的结合使用，实现了对高蛋白质含量的豆制品废水中蛋白质的回收，回收率可达90％以上，所回收的蛋白质固体纯度可达80％以上。在超滤前先进行离子交换，可以有效地减少蛋白质中的杂质，且交换处理后的废水可以进入mvr强制循环系统进行进一步的回收，有效提高了蛋白质的回收率；在7.5kpa～12kpa的压力下进行真空干燥，使得蛋白质溶液的挥发浓缩可以在较低的40℃～50℃的温度范围内进行，能避免蛋白质的结构和活性受到破坏；将mvr强制循环系统与离子交换系统和真空干燥系统搭配，避免了将大量蒸汽直接排放造成热污染，同时将热量转移给需要进一步回收处理的废水，大大减少回收工艺中的能耗，有效提高了蛋白质的回收率，且处理完成后的出水水质良好，cod含量可低至100mg/l以下，氨氮含量可低至10mg/l以下。
25.本发明的另一方面，还提供了一种豆制品废水中的蛋白质回收处理工艺设备，其包括：离子交换系统、超滤系统、真空干燥系统和mvr强制循环系统；
26.所述离子交换系统包括进料口、离子交换柱、洗脱液出口和废水出口；
27.所述洗脱液出口与所述超滤系统相连，所述超滤系统包括超滤膜和截留液出口；
28.所述截留液出口与所述真空干燥系统相连，所述真空干燥系统包括蒸发室和蒸馏液出口；
29.所述mvr强制循环系统包括依次连通的换热室、加热室以及分离室；所述废水出口及所述蒸馏液出口与所述换热室相连；
30.所述分离室底部与所述加热室之间设置有液体循环管道，上部与所述加热室之间还设置有蒸汽循环管道；所述分离室底部与所述真空干燥系统之间设置有液体循环管道；
31.其中，所述离子交换柱为前述的离子交换柱所定义；所述超滤膜为前述的超滤膜所定义。
32.在其中一个实施例中，所述离子交换系统还包括蛋白质在线监测装置，所述蛋白质在线监测装置用于实时测定所述蛋白质废水中的蛋白质含量。
具体实施方式
33.为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，实施例中给出了本发明的较佳实现方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.本发明提供了一种豆制品废水中的蛋白质回收处理工艺设备，其包括：离子交换系统、超滤系统、真空干燥系统和mvr强制循环系统；
37.离子交换系统包括进料口、离子交换柱、洗脱液出口和废水出口；
38.洗脱液出口与超滤系统相连，超滤系统包括超滤膜和截留液出口；
39.截留液出口与真空干燥系统相连，真空干燥系统包括蒸发室和蒸馏液出口；
40.mvr强制循环系统包括依次连通的换热室、加热室以及分离室；废水出口及蒸馏液出口与换热室相连；
41.分离室底部与加热室之间设置有液体循环管道，上部与加热室之间还设置有蒸汽循环管道；分离室底部与真空干燥系统之间设置有液体循环管道；
42.在一个具体示例中，离子交换系统还包括蛋白质在线监测装置，蛋白质在线监测装置用于实时测定蛋白质废水中的蛋白质含量。
43.本发明还提供了一种豆制品废水中的蛋白质回收处理工艺，其包括以下步骤：
44.a).将豆制品废水进行离子交换处理，将离子交换柱洗脱后得到第一蛋白质溶液；离子交换处理后的废水进入mvr强制循环系统；
45.b).将第一蛋白质溶液通过超滤膜进行超滤，以对目标分子量的蛋白质进行截留，收集截留液得到第二蛋白质溶液；
46.c).将第二蛋白质溶液在7.5kpa～12kpa的压力及40℃～50℃的温度下进行真空蒸发干燥，得到第一蛋白质固体和蒸馏液；在7.5kpa～12kpa的压力下，蛋白质溶液中的水分由于压力降低，沸点也变低，当温度为40℃～50℃的蒸汽进入系统时，蛋白质溶液中水分蒸发，既防止了高温破坏蛋白质的结构，也实现了蛋白质浓液的干燥化，得到纯度为80％以
上的蛋白质固体；
47.d).蒸馏液进入mvr强制循环系统，与a)中离子交换处理后的废水进行换热，得到预热的废水；
48.e).预热的废水进行加热后经闪蒸得到水蒸汽和第三蛋白质溶液；
49.f).第三蛋白质溶液按照步骤e)中的加热、闪蒸条件重复处理，直至溶液中蛋白质质量百分比为85％～95％，得到第四蛋白质溶液：
50.g).第四蛋白质溶液在步骤c)中的压力和温度条件下进行真空干燥蒸发，得到第二蛋白质固体。
51.在一个具体示例中，步骤a)中所用的离子交换剂为树脂、纤维素、葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、硅胶中的至少一种；离子交换剂优选离子交换纤维素，离子交换纤维素比起其他的交换剂具有松散的亲水性网状结构以及较大的表面积，大分子可以自由通过，因而对生物大分子如蛋白质的交换容量比其他交换剂大，并且交换和洗脱的条件温和，不易损伤蛋白质的活性；阴离子交换纤维素为羧甲基纤维素(cm-c)或磷酸纤维素(pii)中的至少一种，优选羧甲基纤维素，当纤维素交换剂分子上结合羧甲基时，形成带有负电荷的阴离子(纤维素-o-ch
2-coo-)，与带有正电荷的蛋白质结合，交换阳离子；阳离子纤维素为二乙胺基乙基纤维素(deae-c)或交联醇胺纤维素(ecteola-c)中的至少一种，优选二乙胺基乙基纤维素，当纤维素交换剂分子上结合阳离子基团二乙氨乙基时，形成阳离子(纤维素-o-c6h
14
n
+
h)，与带有负电荷的蛋白质结合，交换阴离子。
52.在一个具体示例中，步骤b)中超滤的操作温度为5℃～45℃，ph值为2～12，压力为200kpa～500kpa；优选地，操作温度为15℃～25℃，ph值为6～8，压力为250kpa～400kpa。合适的操作温度、ph值以及压力能使得蛋白质被有效截留的同时，结构和活性不会被破坏。
53.在一个具体示例中，步骤e)中预热的废水加热时压力为110kpa～480kpa，温度为102℃～150℃；废水在加热器中高速流动，与经过蒸汽压缩机后的高温蒸汽进行换热，使其加热升温，通过控制管内压力为110kpa～480kpa，使管内压力高于102℃～150℃下废水的饱和蒸汽压力，废水在管内不会沸腾，加热后的废水流到分离室后，由于压力骤降至一个标准大气压(101kpa)，高温废水发生闪蒸，变成汽-液两相，蒸汽通过蒸汽循环管道实现循环，液相由于重力汇集在分离室底部参与循环，直至溶液中蛋白质质量百分比为85％～95％。
54.在一个具体示例中，步骤a)中洗脱操作包括：对阴离子交换柱，调节ph为4～5进行洗脱，抑制蛋白质阴离子化，使之对阴离子交换剂的吸附力减弱，调节剂为盐酸、醋酸铵或磷酸盐中的至少一种；对阳离子交换柱，调节ph为7～8进行洗脱，抑制蛋白质阳离子化，使之对阳离子交换剂的吸附力减弱，调节剂为氢氧化钠与氯化钠的混合物或氢氧化钠；洗脱的同时，离子交换柱完成了再生。
55.在一个具体示例中，其特征在于，步骤a)中离子交换处理中需加入缓冲液，缓冲液为磷酸缓冲液、tris-hcl缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少一种；进一步地，磷酸缓冲液的物质的量浓度为0.1mol/l～1mol/l；进一步地，tris-hcl缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/l～0.1mol/l；进一步地，磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/l～0.1mol/l；缓冲溶液用于维持酸碱平衡，有效保护离子交换反应正常进行。
56.在一个具体示例中，第一蛋白质固体和/或第二蛋白质固体经冷凝水冷却，冷凝水与步骤c)中蒸馏液混合后进入mvr强制循环系统，用于与步骤a)中离子交换处理后的废水
进行换热。
57.在一个具体示例中，步骤e)中预热的废水加热时流速为1.5m/s～3.0m/s。
58.在一个具体示例中，步骤b)中超滤膜的规格为10kd～100kd；优选地，对分子量为100kd～200kd的蛋白质选用100kd的超滤膜；分子量为50kd～100kd的蛋白质选用50kd的超滤膜；分子量为30kd～50kd的蛋白质选用30kd的超滤膜；分子量为10kd～30kd的蛋白质选用10kd的超滤膜。
59.在一个具体示例中，超滤膜的结构为卷式或管式。
60.在一个具体示例中，超滤膜的材质为聚醚砜、聚酰胺、聚砜中的至少一种。
61.在一个具体示例中，步骤a)中将豆制品废水的ph为6～8，且预先经过沉淀、过滤处理，预处理能进一步提高回收得到的蛋白质纯度。
62.在一个具体示例中，豆制品废水中的蛋白质含量为2％以上。
63.在一个具体示例中，步骤a)中离子交换处理进行至豆制品废水中蛋白质含量为20g/l以下时停止，优选地，当豆制品废水蛋白质含量为5g/l以下时，停止向离子交换系统输送废水，进行洗脱。
64.本发明通过采用离子交换系统-超滤系统-真空干燥系统-mvr强制循环系统的结合使用，实现了对高蛋白质含量的豆制品废水中蛋白质的回收，回收率可达90％以上，所回收的蛋白质固体纯度可达80％以上。在超滤前先进行离子交换，可以有效地减少蛋白质中的杂质，且交换处理后的废水可以进入mvr强制循环系统进行进一步的回收，有效提高了蛋白质的回收率；在7.5kpa～12kpa的压力下进行真空干燥，使得蛋白质溶液的挥发浓缩可以在较低的40℃～50℃的温度范围内进行，能避免蛋白质的结构和活性受到破坏；将mvr强制循环系统与离子交换系统和真空干燥系统搭配，避免了将大量蒸汽直接排放造成热污染，同时将热量转移给需要进一步回收处理的废水，大大减少回收工艺中的能耗，有效提高了蛋白质的回收率，且处理完成后的出水水质良好，cod含量可低至100mg/l以下，氨氮含量可低至10mg/l以下。
65.以下结合具体实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。可理解，以下实施例所用的仪器和原料较为具体，在其他具体实施例中，可不限于此。
66.实施例1
67.处理豆腐加工厂废水，废水主要来源发酵与清洗过程中产生的废水，回收废水中的小分子蛋白质与大分子蛋白质，废水中的小分子蛋白质含量为3％，大分子蛋白质含量为1％，cod为12000mg/l，氨氮含量为250mg/l；
68.步骤s1.由原液泵将废水抽送至过滤箱中进行过滤，过滤后的滤液进入到中和箱中。用计量泵将0.01％的氢氧化钠加入中和箱，使废水中的ph调节至5～6，并开启搅拌机，由提升泵将中和箱中的废水输送到离子交换系统，离子交换剂选用羧甲基纤维素，缓冲液选用磷酸缓冲液，浓度为0.5mol/l，ph为5.5；
69.当废水中的蛋白质低于100mg/l时，开启洗脱系统，用立式泵将0.01％的naoh溶液输送进洗脱系统，将ph维持在7～8，得到第一蛋白质溶液；
70.步骤s2.第一蛋白质溶液进入超滤系统1，超滤系统1使用50kd的超滤管，将50kd～100kd的大分子蛋白质截留浓缩；剩余液体继续进入超滤系统2，超滤系统2使用10kd的超滤管，将10kd～50kd的小分子蛋白质截留并浓缩，得到第二蛋白质溶液；超滤系统内操作温度
为25℃，ph值为7，压力为250kpa；
71.步骤s3.第二蛋白质溶液进入真空系统，外部输入40℃～50℃的蒸汽，使用水环真空泵将系统内部的压力维持在8kpa左右，冷凝水由上往下输送，冷却被干燥后的蛋白质固体；
72.步骤s4.超滤系统2与洗脱系统的余液进入到mvr强效循环蒸发系统中，蒸发系统的温度维持在105℃～110℃，压力维持在110kpa～150kpa；
73.最终出水cod值为43mg/l，氨氮含量为3mg/l，蛋白质回收率为94％，蛋白质固体纯度为87％。
74.实施例2
75.处理浸出油厂低温脱脂豆粕中的蛋白质，该脱脂豆粕中的蛋白质含量为50％。将脱脂豆粕与水在原液箱中按照1:2的比例混合，碱加药泵加入质量分数为0.1％naoh溶液调节ph至8.0左右(启用ph即时监控器)，开启搅拌机；
76.步骤s1.由离心泵将料液输送到旋流离心机，离心泵以1m3/h的流速循环淋洗，淋洗后输送到离子交换系统；离子交换剂选用二乙胺基乙基纤维素，缓冲液选用磷酸盐缓冲液，浓度为0.5mol/l，ph为8；
77.当废水中的蛋白质低于5g/l时，开启洗脱系统，用酸加药泵将0.01％的盐酸溶液输送进洗脱系统，将ph维持在4～5，得到第一蛋白质溶液；
78.步骤s2.第一蛋白质溶液进入超滤系统，超滤系统使用50kd的超滤膜，得到第二蛋白质溶液；超滤系统内操作温度为45℃，ph值为8，压力为350kpa；
79.步骤s3.第二蛋白质溶液进入真空系统，外部输入40℃～50℃的蒸汽，使用水环真空泵将系统内部的压力维持在9kpa左右，冷凝水由上往下输送，冷却被干燥后的蛋白质固体；
80.步骤s4.超滤系统与洗脱系统的余液进入到mvr强效循环蒸发系统中，蒸发系统的温度维持在115℃～130℃，压力维持在160kpa～200kpa；
81.最终出水cod值为25mg/l，氨氮含量为2mg/l，蛋白质回收率为98％，蛋白质固体纯度为90％。
82.实施例3
83.处理大豆处理厂废水，废水清洗与制作豆腐过程中产生的废水，回收废水中的大豆蛋白质，废水中的cod为11740mg/l，氨氮含量为59mg/l，大豆蛋白质含量为2.5％；
84.步骤s1.将经过过滤、沉淀预处理的废水输送到离子交换系统，离子交换剂选用二乙胺基乙基纤维素，缓冲液选用磷酸盐缓冲液，浓度为0.0175mol/l，ph为6.7；
85.当废水中的蛋白质低于50mg/l时，开启洗脱系统，用立式泵将0.01％的盐酸溶液输送进洗脱系统，将ph维持在4～5，得到第一蛋白质溶液；
86.步骤s2.第一蛋白质溶液进入超滤系统，超滤系统使用50kd的超滤管，将蛋白质截留并浓缩，得到第二蛋白质溶液；超滤系统内操作温度为5℃，ph值为6，压力为300kpa；
87.步骤s3.第二蛋白质溶液进入真空系统，外部输入40℃～50℃的蒸汽，使用水环真空泵将系统内部的压力维持在11kpa左右，冷凝水由上往下输送，冷却被干燥后的蛋白质固体；
88.步骤s4.超滤系统与洗脱系统的余液进入到mvr强效循环蒸发系统中，蒸发系统的
温度维持在135℃～140℃，压力维持在300kpa～400kpa；
89.最终出水cod值为58mg/l，氨氮含量为3mg/l，蛋白质回收率为98％，蛋白质固体纯度为82％。
90.实施例4
91.处理豆腐加工厂废水，废水主要来源发酵与清洗过程中产生的废水，回收废水中的小分子蛋白质与大分子蛋白质，废水中的小分子蛋白质含量为3％，大分子蛋白质含量为1％，cod为12000mg/l，氨氮含量为250mg/l；
92.步骤s1.由原液泵将废水抽送至过滤箱中进行过滤，过滤后的滤液进入到中和箱中。用计量泵将0.01％的氢氧化钠加入中和箱，使废水中的ph调节至5～6，并开启搅拌机，由提升泵将中和箱中的废水输送到离子交换系统，离子交换剂选用葡聚糖凝胶g-100，缓冲液选用tris-hcl缓冲液，浓度为0.08mol/l，ph为5；
93.当废水中的蛋白质低于100mg/l时，开启洗脱系统，用立式泵将0.01％的naoh溶液输送进洗脱系统，将ph维持在7～8，得到第一蛋白质溶液；
94.步骤s2.第一蛋白质溶液进入超滤系统1，超滤系统1使用50kd的超滤管，将50kd～100kd的大分子蛋白质截留浓缩；剩余液体继续进入超滤系统2，超滤系统2使用10kd的超滤管，将10kd～50kd的小分子蛋白质截留并浓缩，得到第二蛋白质溶液；超滤系统内操作温度为25℃，ph值为7，压力为250kpa；
95.步骤s3.第二蛋白质溶液进入真空系统，外部输入40℃～50℃的蒸汽，使用水环真空泵将系统内部的压力维持在8kpa左右，冷凝水由上往下输送，冷却被干燥后的蛋白质固体；
96.步骤s4.超滤系统2与洗脱系统的余液进入到mvr强效循环蒸发系统中，蒸发系统的温度维持在105℃～110℃，压力维持在110kpa～150kpa；
97.最终出水cod值为89mg/l，氨氮含量为8mg/l，蛋白质回收率为90％，蛋白质固体纯度为81％。
98.实施例5
99.处理豆腐加工厂废水，废水主要来源发酵与清洗过程中产生的废水，回收废水中的小分子蛋白质与大分子蛋白质，废水中的小分子蛋白质含量为3％，大分子蛋白质含量为1％，cod为12000mg/l，氨氮含量为250mg/l；
100.步骤s1.由原液泵将废水抽送至过滤箱中进行过滤，过滤后的滤液进入到中和箱中。用计量泵将0.01％的氢氧化钠加入中和箱，使废水中的ph调节至5～6，并开启搅拌机，由提升泵将中和箱中的废水输送到离子交换系统，离子交换剂选用弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，缓冲液选用tris-hcl缓冲液，浓度为0.03mol/l，ph为5.9；
101.当废水中的蛋白质低于100mg/l时，开启洗脱系统，用立式泵将0.01％的naoh溶液输送进洗脱系统，将ph维持在7～8，得到第一蛋白质溶液；
102.步骤s2.第一蛋白质溶液进入超滤系统1，超滤系统1使用50kd的超滤管，将50kd～100kd的大分子蛋白质截留浓缩；剩余液体继续进入超滤系统2，超滤系统2使用10kd的超滤管，将10kd～50kd的小分子蛋白质截留并浓缩，得到第二蛋白质溶液；超滤系统内操作温度为25℃，ph值为7，压力为250kpa；
103.步骤s3.第二蛋白质溶液进入真空系统，外部输入40℃～50℃的蒸汽，使用水环真
空泵将系统内部的压力维持在8kpa左右，冷凝水由上往下输送，冷却被干燥后的蛋白质固体；
104.步骤s4.超滤系统2与洗脱系统的余液进入到mvr强效循环蒸发系统中，蒸发系统的温度维持在105℃～110℃，压力维持在110kpa～150kpa；
105.最终出水cod值为76mg/l，氨氮含量为6mg/l，蛋白质回收率为91％，蛋白质固体纯度为82％。
106.对比例1
107.处理李子果酒厂废水，废水主要来源发酵与制作过程中产生的废水，回收废水中的单细胞蛋白质，废水中的cod为13204mg/l，氨氮含量为178mg/l，蛋白质含量为3.9％；
108.步骤s1.由原液泵将废水抽送至过滤箱中进行过滤，过滤后的滤液进入到中和箱中，用计量泵将0.01％的氢氧化钠加入中和箱，使废水中的ph调节至5～6，并开启搅拌机，由提升泵将中和箱中的废水输送到离子交换系统，离子交换剂选用羧甲基纤维素，缓冲液选用磷酸缓冲液，浓度为0.5mol/l，ph为5.5；
109.当废水中的蛋白质低于100mg/l时，开启洗脱系统，用立式泵将0.01％的naoh溶液输送进洗脱系统，将ph维持在7～8，得到第一蛋白质溶液；
110.步骤s2.第一蛋白质溶液进入超滤系统1，超滤系统1使用50kd的超滤管，将50kd～100kd的大分子蛋白质截留浓缩；剩余液体继续进入超滤系统2，超滤系统2使用10kd的超滤管，将10kd～50kd的小分子蛋白质截留并浓缩，得到第二蛋白质溶液；超滤系统内操作温度为25℃，ph值为7，压力为250kpa；
111.步骤s3.第二蛋白质溶液进入真空系统，外部输入40℃～50℃的蒸汽，使用水环真空泵将系统内部的压力维持在8kpa左右，冷凝水由上往下输送，冷却被干燥后的蛋白质固体；
112.步骤s4.超滤系统2与洗脱系统的余液进入到mvr强效循环蒸发系统中，蒸发系统的温度维持在105℃～110℃，压力维持在110kpa～150kpa；
113.最终出水cod值为48mg/l，氨氮含量为4mg/l，蛋白质回收率为60％，蛋白质固体纯度为72％。
114.对比例2
115.某豆腐厂水处理设备采用预处理+超滤法回收处理蛋白质，原水cod在14200mg/l～14920mg/l，氨氮含量在483mg/l～571mg/l，蛋白质含量为11.7％。经过了初沉与过滤处理后的处理液经50kd的超滤膜超滤；出水cod为580mg/l～610mg/l之间，氨氮含量为200mg/l左右，蛋白质回收率为57％。
116.本发明实施例中处理后的废水cod值低，氨氮含量低，蛋白质回收率和回收得到的蛋白质纯度高；对比例1中，采用本发明的工艺对其他种类的含蛋白质废水进行处理，虽然cod值和氨氮含量均显著降低，但是由于李子果酒中的蛋白质与豆制品中的蛋白质性质不一样，因此对李子果酒的回收处理效果并不理想，回收率和纯度都不高；对比例2没有经过离子交换和真空干燥，处理后出水cod值和氨氮含量达不到标准，需要二次处理；蛋白质回收率低且回收得到的蛋白质杂质含量多。
117.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
118.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征：
1.一种豆制品废水中的蛋白质回收处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：a).将豆制品废水进行离子交换处理，将离子交换柱洗脱后得到第一蛋白质溶液；离子交换处理后的废水进入mvr强制循环系统；b).将所述第一蛋白质溶液通过超滤膜进行超滤，以对目标分子量的蛋白质进行截留，收集截留液得到第二蛋白质溶液；c).将所述第二蛋白质溶液在7.5kpa～12kpa的压力及40℃～50℃的温度下进行真空蒸发干燥，得到第一蛋白质固体和蒸馏液；d).所述蒸馏液进入所述mvr强制循环系统，与a)中所述离子交换处理后的废水进行换热，得到预热的废水；e).所述预热的废水进行加热后经闪蒸得到水蒸汽和第三蛋白质溶液；f).所述第三蛋白质溶液按照步骤e)中的加热、闪蒸条件重复处理，直至溶液中蛋白质质量百分比为85％～95％，得到第四蛋白质溶液：g).所述第四蛋白质溶液在步骤c)中的压力和温度条件下进行真空干燥蒸发，得到第二蛋白质固体。2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤a)中所用的离子交换剂为树脂、纤维素、葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、硅胶中的至少一种。3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤b)中所述超滤的操作温度为5℃～45℃，ph值为2～12，压力为200kpa～500kpa。4.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤e)中所述预热的废水加热时压力为110kpa～480kpa，温度为102℃～150℃。5.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤a)中所述洗脱操作包括：对阴离子交换柱，调节ph为4～5进行洗脱；对阳离子交换柱，调节ph为7～8进行洗脱。6.根据权利要求1～5任一项所述的处理工艺，其特征在于，步骤a)中所述离子交换处理中需加入缓冲液，所述缓冲液为磷酸缓冲液、tris-hcl缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少一种，所述磷酸缓冲液的物质的量浓度为0.1mol/l～1mol/l，所述tris-hcl缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/l～0.1mol/l，所述磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/l～0.1mol/l。7.根据权利要求1～5任一项所述的处理工艺，其特征在于，所述第一蛋白质固体和/或所述第二蛋白质固体经冷凝水冷却，所述冷凝水与步骤c)中所述蒸馏液混合后进入mvr强制循环系统，用于与步骤a)中所述离子交换处理后的废水进行换热。8.根据权利要求1～5任一项所述的处理工艺，其特征在于，步骤e)中所述预热的废水加热时流速为1.5m/s～3.0m/s。9.根据权利要求1～5任一项所述的处理工艺，其特征在于，步骤b)中所述超滤膜的规格为10kd～100kd，结构为卷式或管式，材质为聚醚砜、聚酰胺、聚砜中的至少一种。10.根据权利要求1～5任一项所述的处理工艺，其特征在于，步骤a)中将所述豆制品废水的ph为6～8，且预先经过沉淀、过滤处理。11.根据权利要求1～5任一项所述的处理工艺，其特征在于，所述豆制品废水中的蛋白质含量为2％以上。12.根据权利要求1～5任一项所述的处理工艺，其特征在于，步骤a)中所述离子交换处
理进行至所述豆制品废水中蛋白质含量为20g/l以下时停止，进行洗脱。13.一种豆制品废水中的蛋白质回收处理工艺设备，其特征在于，包括：离子交换系统、超滤系统、真空干燥系统和mvr强制循环系统；所述离子交换系统包括进料口、离子交换柱、洗脱液出口和废水出口；所述洗脱液出口与所述超滤系统相连，所述超滤系统包括超滤膜和截留液出口；所述截留液出口与所述真空干燥系统相连，所述真空干燥系统包括蒸发室和蒸馏液出口；所述mvr强制循环系统包括依次连通的换热室、加热室以及分离室；所述废水出口及所述蒸馏液出口与所述换热室相连；所述分离室底部与所述加热室之间设置有液体循环管道，上部与所述加热室之间还设置有蒸汽循环管道；所述分离室底部与所述真空干燥系统之间设置有液体循环管道；其中，所述离子交换柱为权利要求1或2的离子交换柱所定义；所述超滤膜为权利要求1或9的超滤膜所定义。14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述离子交换系统还包括蛋白质在线监测装置，所述蛋白质在线监测装置用于实时测定所述蛋白质废水中的蛋白质含量。
技术总结
本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种豆制品废水蛋白质的回收处理工艺及设备。本发明通过采用离子交换系统
技术开发人、权利持有人：叶伟炳 崔玉玉
