[發明專利]一種從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法

有效

• 申請號: 201010150056.7
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN102219330A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 叢威;楊曉麗;焦揚;王倩;吳霞;石紹淵
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;徐金國

技術領域

本發明涉及一種從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法。

背景技術

L-賴氨酸(以下簡稱賴氨酸)是人和動物營養的八種必需氨基酸之一，是飼料工業中重要的添加劑。由于全球養殖業快速發展，賴氨酸的需求逐漸增長，產量迅速擴大，目前全球的總生產能力約90萬噸/年。賴氨酸已成為繼谷氨酸后產量第二大的氨基酸產品。

傳統生產賴氨酸的工藝流程如圖1所示，是以發酵法生產賴氨酸并對其進行提取，在此過程中需要多次加入酸、堿、鹽，例如：在發酵階段需要添加硫酸銨以維持一定的銨離子濃度，還要另外加氨以維持pH值；在酸化時要加入硫酸調節pH使賴氨酸帶正電荷以便上陽離子交換柱；在從離子交換柱洗脫時要用到氨配制的洗脫液；因而導致最后產生含50-80g/L硫酸銨、20000-40000mg/L?COD、低pH(3-3.5)的離交廢液。

由于硫酸銨本身難以生物降解，還嚴重抑制常規的厭氧治理過程，給成熟的厭氧處理工藝帶來困難。所以目前只能將賴氨酸離交廢液蒸發濃縮、噴漿造粒，制成硫酸銨復合肥。但是蒸發濃縮能耗巨大，消耗大量冷卻水，而且在噴漿造粒時造成空氣污染。

在本申請人的中國專利CN200810223780.0中公開了一種離交廢液脫鹽方法，如圖2所示，其采用普通電滲析技術和雙極膜電滲析技術相結合，從賴氨酸離交廢液中將硫酸銨、氯化銨或硝酸銨回收為硫酸銨、氯化銨或硝酸銨，或再生為硫酸、鹽酸或硝酸和氨；然后進一步將回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨，或再生的硫酸、鹽酸或硝酸和氨循環利用。由此消除了對離交廢液生物轉化或治理的瓶頸，可實現廢液有機質的資源化。

然而，在這種使用電滲析器脫無機鹽的過程中，當回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨濃度較高時，濃室的無機酸根濃度較高會使得無機酸根從鹽室遷入濃室的能耗增加，因為需要克服較高的濃度梯度，而且導致鹽室向濃室的水滲漏，降低了回收的無機鹽的濃度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有處理賴氨酸離交廢液的方法中的缺陷，從而提供一種從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法。本發明的從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法能夠降低無機鹽的陰離子或陽離子在離子交換膜兩側的濃度差，從而降低用電滲析技術從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的能耗。

本發明的目的還在于提供一種能夠緩解在電滲析中出現的水滲漏問題，從而提高從賴氨酸離交廢液中回收的無機鹽的濃度的多級處理方法。

本發明的從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法是通過采用多級電滲析方法，同時改變電滲析器中鹽室液與濃室液的流程方向，從含有硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的賴氨酸離交廢液中將硫酸銨、氯化銨或硝酸銨脫除。

本發明中，所述的級數為大于等于二級，優選二級或三級。

本發明的從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法，是采用電滲析器進行的，如圖4所示，包括：在第1級的鹽室注入賴氨酸離交廢液，在最后級的濃室注入濃室初始液；在各級中，以后一級的濃室完成液作為本級的濃室初始液，以前一級的鹽室完成液作為本級的鹽室初始液；最終，在最后級的鹽室得到脫無機鹽的離交廢液，在第1級的濃室得到回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨。

與現有技術相比，本發明提供的從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法總體上降低了濃室與鹽室間的無機酸根離子和陽離子的濃度差，使離子的遷移速度提高，從而將離子逆濃度梯度遷移時能耗降低。此外，本發明提供的從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法還緩解了鹽室向濃室的水滲漏，提高了回收的無機鹽的濃度。

附圖說明

圖1為傳統生產賴氨酸的工藝流程示意圖；

圖2為現有技術從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的工藝流程示意圖；

圖3為普通電滲析器中膜堆結構排列示意圖；

圖4為本發明的從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法的示意圖；

其中：

A陰離子交換膜???????C陽離子交換膜

20鹽室??????????????10濃室????????40極室

M⁺鹽的陽離子????????X^-鹽的無機酸根陰離子。

具體實施方式

本發明的從賴氨酸離交廢液脫無機鹽的多級處理方法是通過采用多級電滲析方法，同時改變電滲析器中鹽室液與濃室液的流程方向，從含有硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的賴氨酸離交廢液中將硫酸銨、氯化銨或硝酸銨脫除并回收為硫酸銨、氯化銨或硝酸銨。