膜-树脂协同策略高效回收面包酵母废水色素及其生物活性价值开发

【编辑推荐】本研究创新性地将陶瓷膜分离（50 kDa）与树脂吸附（HPD600）技术耦合，实现面包酵母废水中难降解色素的分级回收与脱盐优化：膜处理阶段通量达35.94 L/m2·h且污堵可控，NF5纳滤脱盐率82.2%；脱盐后树脂吸附由单层（Freundlich 1/n≈1.0）转为非单层模式，特异性捕获低分子量（<50 kDa）色素组分，其展现显著抗菌、抗氧化及羟自由基清除活性，为工业废水资源化提供新范式。

　　

Highlight

本研究亮点在于通过膜-树脂集成策略实现面包酵母废水中色素的高效回收与增值利用：1）采用50 kDa陶瓷膜进行初级分级与脱盐，在35.94 L/m²·h高通量下动态调控污堵机制（全循环模式以不可逆污堵为主，浓缩模式以可逆污堵主导）；2）优化二级处理，将50 kDa渗透液pH调至3.84后经NF5纳滤实现82.2%脱盐效率；3）关键发现：脱盐前HPD600树脂对色素呈单层吸附（Freundlich等温线1/n≈1.0），脱盐后转为非单层吸附并优先捕获低分子量（<50 kDa）色素；4）生物活性验证显示回收的低分子量色素具有显著抗菌、抗氧化及羟自由基清除能力。

Conclusion

本研究证实：1）50 kDa膜在全循环模式下可高效分级酵母废水色素，渗透液中仅含单一主色素组分；2）pH 3.84条件下采用恒容透析（CVD）对50 kDa截留液脱盐效果最佳；3）脱盐后树脂吸附行为发生转变，更易捕获低分子量色素，且该组分展现优异生物活性。该协同策略不仅实现色素资源回收，还确保废水达标排放，为工业废水处理与高值化利用提供可持续解决方案。