[發(fā)明專利]一種填充床電滲析器用于發(fā)酵廢液中同電性陽離子NH4+和Mg2+分離的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210425305.8
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102976454A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石紹淵;曹宏斌;張曉琴;王汝南
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;B01D61/48
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀(jì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)酵廢液處理工藝領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及通過在填充床電滲析的淡室中填充選擇性離子交換樹脂，用于實現(xiàn)發(fā)酵廢液中同電性陽離子NH₄⁺和Mg²⁺分離的方法。

背景技術(shù)

氨基酸如谷氨酸等發(fā)酵生產(chǎn)中通常會產(chǎn)生含高濃度硫酸銨的高鹽廢液，由于發(fā)酵廢液中含有少量Ca²⁺、Mg²⁺離子，采用常規(guī)電滲析進(jìn)行脫鹽處理，容易造成電滲析膜結(jié)垢污染。如果能把這種發(fā)酵廢液中的同電性陽離子NH₄⁺和Mg²⁺進(jìn)行分離，不僅可以避免Ca²⁺/Mg²⁺離子結(jié)垢造成的膜污染，還可以提高濃縮液中(NH₄)₂SO₄的純度。基于離子交換樹脂的選擇性和電滲析技術(shù)的連續(xù)性，本發(fā)明通過篩選合適的離子交換樹脂作為填充劑，建立填充床電滲析器用于進(jìn)行發(fā)酵廢液中同電性陽離子NH₄⁺與Mg²⁺的選擇性分離。

采用電滲析用于同電性離子分離已有研究報道，目前主要從離子交換膜的制備與修飾、改變離子性質(zhì)和優(yōu)化操作條件等三方面進(jìn)行。如日本通過制備對單價離子(Na⁺、Cl^-)具有較好選擇透過性的離子交換膜用于海水濃縮制鹽(Azuma和Hamada，水處理技術(shù)，1995，21：347-350)；Kumar等(J.Membrane?Science?2009，340：52-61)通過溶膠-凝膠法制備了單價陽離子選擇性膜，可用于Na⁺與Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等離子的分離。Amara等(Desalination，2007，206：205-209)通過對陰離子膜進(jìn)行表面改性，使SO₄^2-在電滲析中與NO₃^-、Cl^-分離。然而除少數(shù)離子外，僅通過離子交換膜的制備和修飾還難以實現(xiàn)同電性離子的分離。其次，通過改變離子性質(zhì)與存在形式來實現(xiàn)選擇性分離，如Xu(Desalination?2001，140：247-258)在不同pH條件下對金屬離子進(jìn)行選擇性萃取與反萃取，結(jié)合電滲析從混合溶液中分離Cu²⁺；Chaudhary等(Journal?of?Applied?Electrochemistry?2000，30：439-445)通過添加絡(luò)合劑實現(xiàn)了電滲析體系中Ni²⁺與Co²⁺的分離。其三，通過優(yōu)化電滲析體系中的溶液濃度、流速、溫度和施加電位等實現(xiàn)兩種不同價態(tài)離子的分離(Kabay?et?al.，Desalination?2006，198：74-83)。但由于電滲析過程中溶液的性質(zhì)不斷變化，會造成常規(guī)電滲析中同電性離子的分離效果顯著降低。