赖氨酸离交废液资源化的新方法

论文摘要

赖氨酸离交废液的资源化对于实现赖氨酸清洁生产具有重要的意义。电渗析具有过程简单、效率高、废物排放少等特点,可为某些资源物质的再生回收提供新的途径。本论文针对赖氨酸离交废液的特点,研究了用电渗析实现废液资源化的新方法,研究取得的进展如下：考察了赖氨酸离交废液预处理方法对电渗析回收硫酸铵的影响,探讨了膜污染的原因,结果表明,赖氨酸离交废液成分复杂,不经过预处理电渗析过程的性能将会快速恶化,而且会使脱除硫酸铵的能耗升高。采用活性炭脱色与6kD中空纤维膜超滤相结合的方法对赖氨酸离交废液进行预处理,可以使电渗析过程稳定运行。从降低能耗和提高产物浓度的角度,将三级逆流应用到电渗析脱盐过程,表明将多级逆流应用于电渗析回收硫酸铵的工艺可以显著的降低脱盐的能耗,采用三级逆流电渗析脱盐过程较不分级的电渗析脱盐过程能耗可以降低30%左右。研究了从ED后离交废液用BMED再生硫酸和氨的预处理方法及影响因素,实验表明,ED后赖氨酸离交废液中的残蛋白对三室双极膜电渗析过程的能耗有明显的影响,经5kD卷式膜处理后可以有效缓解三室双极膜过程的膜污染,BMED过程的能耗可以稳定在2.3～2.5kWhkg-1之间。在硫酸铵的BMED过程中,碱室的pH值越高,三室双极膜电渗析过程性能的恶化越快,从生产的长周期考虑,不宜选择过高的碱室pH。探讨了BMED过程质子渗漏和水渗漏的原因,实验发现,实验用JAM-15和GAM阴离子交换膜均有较明显的质子渗漏现象,但JAM-15阴膜的质子渗漏程度较GAM阴膜小。BMED过程中的电流密度和双极膜影响了酸室水的迁移数进而影响了酸室质子的渗漏,随着酸室水的迁移数的增大酸室质子的渗漏程度将减小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 赖氨酸离交废液处理与研究现状
• 1.2 电渗析技术的基本原理
• 1.3 电渗析技术的应用
• 1.4 双极膜电渗析（BMED）技术的应用
• 1.5 电渗析过程的膜污染
• 1.6 本论文的研究目的及内容
• 2 材料与方法
• 2.1 离子交换膜
• 2.2 电渗析装置
• 2.3 膜堆结构示意图
• 2.4 试剂与实验仪器
• 2.5 分析方法
• 2.6 电渗析过程性能参数
• 3 两室电渗析脱除硫酸铵的研究
• 引言
• 3.1 赖氨酸离交废液直接电渗析脱除硫酸铵预实验
• 3.2 赖氨酸离交废液的超滤预处理
• 3.3 活性炭对赖氨酸离交废液的脱色处理
• 3.4 活性炭脱色和超滤联合处理赖氨酸离交废液
• 3.5 赖氨酸离交废液净化效果的分析
• 3.6 小结
• 4 多级逆流电渗析回收硫酸铵
• 引言
• 4.1 离子交换膜对硫酸铵回收浓度的影响
• 4.2 电渗析脱盐多级逆流的原理
• 4.3 硫酸铵水溶液三级逆流电渗析脱盐预实验
• 4.4 两级逆流电渗析脱盐过程的实验
• 4.5 三级逆流电渗析脱盐过程的实验
• 4.6 多级逆流电渗析能耗和回收硫酸铵浓度比较
• 4.7 小结
• 5 双极膜电渗析从脱盐后赖氨酸离交废液再生酸碱
• 引言
• 5.1 ED后离交废液BMED的膜污染现象
• 5.2 超滤脱蛋白对BMED的影响
• 5.3 碱室pH对三室双极膜电渗析过程的影响
• 5.4 调整碱室pH后离交废液BMED过程
• 5.5 小结
• 6 三室双极膜电渗析的水渗漏和质子渗漏
• 引言
• 6.1 不同阴离子交换膜的BMED过程
• 6.2 电流密度对三室双极膜电渗析再生酸浓度和质子渗漏的影响
• 6.3 双极膜对三室双极膜电渗析再生酸浓度和质子渗漏的影响
• 6.4 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 展望与建议
• 符号表
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢
• 导师评阅表