大豆分离蛋白(SPI) 经酸沉后产生的乳清废水,通过絮凝离心处理,可以去除乳清中65 %左右的脂肪、90 %左右的悬浮固体。在絮凝离心处理后的乳清废水进入MF 膜装置,在蛋白质损失只有10 %左右的情况下,脂肪去除率高达90 %以上,悬浮固体可被全部去除[14 ] 。
3.1 回收蛋白、低聚糖
(1) UF/ (NF) RO 组合膜法。根据回收废水的成分及回用水的要求,如图1 所示[15 ] ,在合适的膜过程,可以回收到不同的高价值产品,如可溶性蛋白、低聚糖和纯水。由于乳清蛋白分子量为2 000～20 000u、大豆低聚糖分子量为300～700 u ,因此采用UF 膜和NF 膜技术,可以将这2 种物质分离。研究表明,用UF 膜可回收乳清废水中几乎所有的蛋白质; 用NF 膜浓缩UF 透过液,对大豆低聚糖中功能性成分水苏糖和棉子糖的回收率超过90 %。UF 浓缩液经双效蒸发浓缩和喷雾干燥即可得到成品乳清蛋白粉。大豆乳清废水经过粗过滤、脱色除盐后,用PS的UF膜去除废水中的杂蛋白,再用NF 或RO 浓缩提取低聚糖[16 ] 。结果表明,UF 有效地脱除了乳清废水中的蛋白;选用的NF 膜和RO 膜都能把乳清液中的低聚糖100 %回收,低聚糖的浓度从起始的1 %提高到12 %。
用卷式PS 的UF 膜、卷式聚酰胺( PA) 复合的RO 膜处理大豆蛋白废水的研究表明, UF 膜对乳清废水中蛋白回收率为90 %～99 % ,RO 膜浓缩回收废水中低聚糖[17 ] 。将大豆加工废水进行调pH 值、离心、预过滤、微滤和调温等预处理;然后将预处理后的大豆加工废水在一定压力下通过UF 膜系统,以提取大豆乳清蛋白;再将UF 膜透过液送入NF 膜系统,以提取大豆低聚糖并将其进行脱色处理;最后对NF膜透过液进行后处理以得到可回用于生产的水或符合排放标准的水[18 ] 。
(2) ED/ UF/ RO 组合膜法。大豆加工废水先用板框过滤机初滤,滤液泵入UF 膜装置,脱除蛋白等杂质后,得到干物质约3 %浓度的浓缩液,然后泵入RO 膜装置浓缩成含干物质约15 %的浓糖浆,再经ED 脱盐、减压浓缩成含干物质约50 %的浆状低聚糖产品,最后经喷雾干燥得到低聚糖粉[19 ] 。为了减少乳清废水中无机盐对NF 特别是RO
过程的影响,经预处理的乳清废水先进行ED 法除盐,然后UF 法提取可溶性蛋白,RO 法浓缩低聚糖,工艺流程见图2 。
3.2 去除污染物
采用聚四氟乙烯( PTFE) 膜组装成一体化MBR处理大豆加工废水,结果见表2 。MBR 对COD、BOD的去除率均在90 %以上,效果显著。