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大豆乳清废水资源化和再回收探讨 　　摘要:大豆乳清是大豆分离蛋白生产过程中的副产物,含有乳清蛋白、低聚糖和异黄酮等功能性成分。目前我国企业一般将其作为废水进行处理。不仅浪费了有用资源,而且处理难度大、费用高。因此,对大豆乳清进行资源化处理,回收其中的功能性物质成为近年来我国研究的热点之一。 　　关键词:大豆乳清废水;资源化;再回收 　　 　　大豆乳清废水来源于酸沉、水洗等工艺,由于其COD、BOD值很高,令有丰富的碳水化合物、蛋白质、氨基酸及氮、磷等营养物质,而且pH值为4.5～5.5显酸性,温度为40℃左右,所以极易腐败而造成严重污染。目前的处理方法主要是传统的厌氧、好氧、生物净化等工艺,虽然在理论上可以将乳清废水处理到好于国家一级排放标准的水平(COD100mg/L),但是仍然存在着诸多的问题。一方面,企业在处理废水的过程中耗费大量的人力、物力、财力,这使得一些小型企业为了追求效益而存在一定的消极现象;另一方面,由于废水排放量的波动、废水水质的波动、季节的变化以及其它工艺方面的原因,排放水质超标也是一个常见的现象。为了强化对大豆乳清废水的处理,国内很多研究机构或企业一直在积极地进行各种废水处理技术的有益研究,如固定化细胞技术、光合细菌法、光合细菌和其它微生物相结合的方法。这技术的应用从一定程度上改善了大豆乳清废水的处理效果。 　　但是,在上述传统的处理方法中,大豆乳清废水中的多种生理活性物质被浪费掉,而同时废水处理的成本无疑也缩小了企业的效益空间。鉴于此,国内很多大专院校和研究机构正在积极地开发各种技术以期在处理大豆乳清废水的过程中能将这些生理活性物质回收。虽然这些技术在工业应用上尚未得到大规模的发展,但是它们已经显示出诱人的开发前景。 　　 　　1　大豆乳清废水资源化处理 　　 　　目前,在我国已经建成了上百家大豆蛋白生产企业,较大规模的厂家有数十家。以我国目前的技术水平,生产1t大豆分离蛋白需要排放10t大豆乳清。所以,在大豆蛋白生产迅速发展的同时,也产生了大量的大豆乳清废水。 　　大豆乳清废水含有丰富的碳水化合物、蛋白质、氨基酸及氮磷营养物质。废水中的主要污染物成分为大豆乳清蛋白、胰蛋白酶抑制剂、大豆低聚糖、异黄酮类化合物、大豆皂甙、植酸、植酸盐以及酚酸等。 　　由于大豆蛋白生产厂家基本没有对大豆乳清进行综合利用,而是将其作为废水进行直接处理。如果大豆乳清废水处理以COD20000mg/L,计算,每吨大豆乳清处理运行费用大约是3.5～4.0元,日排放1t大豆乳清,的废水处理设施建设费用大约需要1.0～1.5万元,则全国用于处理大豆乳清的废水处理设施的基建费和日常的运行维护费用将骇人听闻。更何况在我国有相当一部分污水处理很难达标排放以及有的污水处理设施经常不能满负荷运转甚至停机,所以,大豆乳清的非综合利用不但浪费了富含大豆低聚糖的资源,而且对我国的环境造成的危害也是惊人的。如果能有效地回收其中的异黄酮和低聚糖,不仅回收了有用资源,而且净化了污水,减轻了环境污染的压力,可实现环境和经济效益的统一。 　　 　　2　大豆乳清废水的再回收探讨 　　 　　2.1从大豆乳清废水中提取大豆乳清蛋白 　　大豆乳清蛋白是残存于大豆乳清中不能为酸所沉淀的蛋白质,分子量在2万左右,主要成分是球蛋白、白蛋白、胰蛋白酶抑制剂、β-淀粉酶、凝血素等,其分散性好。 　　从大豆乳清废水中提取大豆乳清蛋白的主要技术手段有蒸发浓缩、膜分离技术等。采用蒸发浓缩等传统方法可回收乳清蛋白,但因蛋白质浓度太低、效益太差而无法得到应用。在对大豆乳清废水资源化处理的技术中,膜分离技术作为一种新型的分离、浓缩、提纯及净化技术,具有过程简单,经济性较好,没有相变,分离系统较大,节能,高效,无二次污染,可在常温下连续操作,易于放大,可专一配膜等优点。对于大豆乳清蛋白和低聚糖等高附加值物质的提取,可以提高产品质量,简化工艺过程,降低生产成本。 　　海内外学者曾就大豆分离蛋白和豆制品生产企业的乳清废水中的乳清蛋白的回收进行过超滤、反渗透工艺的探讨,日本学者用多种滤膜对豆制品厂乳清的分离性能做过评价性试验。陈寿鹏1994年曾发表过用起滤方法回收豆制品厂乳清废水中的大豆乳清蛋白的研究,其工艺流程为:先将乳清废水经高速离心沉降去除不溶物,然后采用平板式和管式起滤器对澄清乳清进行循环浓缩。最后确定了聚砚PS-1万起滤膜和管式组件,在优选条件下,截留率R90%,循环稳定时间4h,渗透通量稳定在15L?m-2h-1,最后浓缩倍数V0/V5,浓缩液蛋白质含量2%,可直接用作酵母培养液。 　　 　　2.2大豆乳清废水中提取大豆低聚糖 　　存在于废水中的大豆低聚糖是可溶性寡糖的总称,由2～10个单糖分子脱水缩合而成,以糖苷键连结的结合物,主要成分为水