專利名稱：一種從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法。
背景技術(shù)：
L-賴氨酸(以下簡(jiǎn)稱賴氨酸)是人和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的八種必需氨基酸之一，是飼料工業(yè)中重要的添加劑。由于全球養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，賴氨酸的需求逐漸增長(zhǎng)，產(chǎn)量迅速擴(kuò)大，目前全球的總生產(chǎn)能力約90萬噸/年。賴氨酸已成為繼谷氨酸后產(chǎn)量第二大的氨基酸產(chǎn)品。傳統(tǒng)生產(chǎn)賴氨酸的工藝流程如圖1所示，是以發(fā)酵法生產(chǎn)賴氨酸并對(duì)其進(jìn)行提取，在此過程中需要多次加入酸、堿、鹽，例如在發(fā)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(shí)要加入硫酸調(diào)節(jié)pH使賴氨酸帶正電荷以便上陽(yáng)離子交換柱；在從離子交換柱洗脫時(shí)要用到氨配制的洗脫液；因而導(dǎo)致最后產(chǎn)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(yán)重抑制常規(guī)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(fā)濃縮、噴漿造粒，制成硫酸銨復(fù)合月巴。但是蒸發(fā)濃縮能耗巨大，消耗大量冷卻水，而且在噴漿造粒時(shí)造成空氣污染。在本申請(qǐng)人的中國(guó)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(shù)和雙極膜電滲析技術(shù)相結(jié)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(jìn)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(huán)利用。由此消除了對(duì)離交廢液生物轉(zhuǎn)化或治理的瓶頸，可實(shí)現(xiàn)廢液有機(jī)質(zhì)的資源化。然而，在這種使用電滲析器脫無機(jī)鹽的過程中，當(dāng)回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨濃度較高時(shí)，濃室的無機(jī)酸根濃度較高會(huì)使得無機(jī)酸根從鹽室遷入濃室的能耗增加，因?yàn)樾枰朔^高的濃度梯度，而且導(dǎo)致鹽室向濃室的水滲漏，降低了回收的無機(jī)鹽的濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)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(jī)鹽的多級(jí)處理方法。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法能夠降低無機(jī)鹽的陰離子或陽(yáng)離子在離子交換膜兩側(cè)的濃度差，從而降低用電滲析技術(shù)從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的能耗。本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠緩解在電滲析中出現(xiàn)的水滲漏問題，從而提高從賴氨酸離交廢液中回收的無機(jī)鹽的濃度的多級(jí)處理方法。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法是通過采用多級(jí)電滲析方法，同時(shí)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(fā)明中，所述的級(jí)數(shù)為大于等于二級(jí)，優(yōu)選二級(jí)或三級(jí)。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，是采用電滲析器進(jìn)行的，如圖4所示，包括在第1級(jí)的鹽室注入賴氨酸離交廢液，在最后級(jí)的濃室注入濃室初始液； 在各級(jí)中，以后一級(jí)的濃室完成液作為本級(jí)的濃室初始液，以前一級(jí)的鹽室完成液作為本級(jí)的鹽室初始液；最終，在最后級(jí)的鹽室得到脫無機(jī)鹽的離交廢液，在第1級(jí)的濃室得到回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法總體上降低了濃室與鹽室間的無機(jī)酸根離子和陽(yáng)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(shí)能耗降低。此外，本發(fā)明提供的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)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(jī)鹽的濃度。


圖1為傳統(tǒng)生產(chǎn)賴氨酸的工藝流程示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的工藝流程示意圖；圖3為普通電滲析器中膜堆結(jié)構(gòu)排列示意圖；圖4為本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法的示意圖；其中A陰離子交換膜C陽(yáng)離子交換膜20鹽室10濃室40極室M+鹽的陽(yáng)離子X_鹽的無機(jī)酸根陰離子。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法是通過采用多級(jí)電滲析方法，同時(shí)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。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法可采用普通電滲析器進(jìn)行， 如圖4所示，包括在第1級(jí)的鹽室注入賴氨酸離交廢液，在最后級(jí)(第N級(jí))的濃室注入濃室初始液；在各級(jí)中，以后一級(jí)的濃室完成液作為本級(jí)的濃室初始液，以前一級(jí)的鹽室完成液作為本級(jí)的鹽室初始液；最終，在最后級(jí)的鹽室得到脫無機(jī)鹽的離交廢液，在第1級(jí)的濃室得到回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法以大于等于二級(jí)的電滲析方法進(jìn)行，優(yōu)選二級(jí)或三級(jí)。以從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的二級(jí)處理方法為例，其為將電滲析過程分解為二級(jí)，在第1級(jí)的鹽室注入賴氨酸離交廢液，在第2級(jí)的濃室注入濃室初始液；以第2級(jí)的濃室完成液作為第1級(jí)的濃室初始液，以第1級(jí)的鹽室完成液作為第2級(jí)的鹽室初始液；最終在第2級(jí)的鹽室得到脫無機(jī)鹽的離交廢液，在第1級(jí)的濃室得到回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨。以從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的三級(jí)處理方法為例，其為將電滲析過程分解為三級(jí)，在第1級(jí)的鹽室注入賴氨酸離交廢液，在第3級(jí)的濃室注入濃室初始液；以第3級(jí)和第 2級(jí)的濃室完成液分別作為第2級(jí)和第1級(jí)的濃室初始液，以第2級(jí)和第1級(jí)的鹽室完成液分別作為第3級(jí)和第2級(jí)的鹽室初始液；最終在第3級(jí)的鹽室得到脫無機(jī)鹽的離交廢液，在第1級(jí)的濃室得到回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨。在此方法中，從第1級(jí)到第3級(jí)的鹽室料液中硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的濃度逐級(jí)下降；從第1級(jí)到第3級(jí)的濃室料液中硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的濃度逐級(jí)下降。鹽室和濃室料液的流程方向相反，第1級(jí)中鹽室和濃室的無機(jī)酸根和陽(yáng)離子濃度都較高，第3級(jí)中無機(jī)酸根和陽(yáng)離子濃度都較低。第1級(jí)中，將含有硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的賴氨酸離交廢液通入電滲析器的鹽室；濃室中通入第2級(jí)電滲析器的濃室完成液，作為第1級(jí)的濃室初始液。開啟電滲析器對(duì)通入鹽室的賴氨酸離交廢液進(jìn)行處理，直到進(jìn)入鹽室的賴氨酸離交廢液中的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨濃度降低到所需要的濃度。第2級(jí)中，將第1級(jí)的鹽室完成液通入第2級(jí)的電滲析器的鹽室；濃室中通入第3 級(jí)電滲析器的濃室完成液，作為第2級(jí)的濃室初始液。開啟電滲析器對(duì)通入鹽室的賴氨酸離交廢液進(jìn)行處理，直到進(jìn)入鹽室的賴氨酸離交廢液中的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨濃度降低到所需要的濃度。第3級(jí)中，將第2級(jí)的鹽室完成液通入第3級(jí)的電滲析器的鹽室；濃室中可按照常規(guī)方法通入水，或稀硫酸銨、稀氯化銨或稀硝酸銨作為第3級(jí)的濃室初始液；開啟電滲析器對(duì)通入鹽室的賴氨酸離交廢液進(jìn)行處理，直到進(jìn)入鹽室的賴氨酸離交廢液中的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨濃度降低到所需要的濃度，完成對(duì)賴氨酸離交廢液的處理。在第1級(jí)的電滲析器的濃室得到回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨(濃室完成液)， 在第3級(jí)的鹽室得到脫鹽后的賴氨酸離交廢液。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在第1級(jí)的濃室得到的回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨 (濃室完成液)中，硫酸銨的濃度為0. 25 2. 5mol/L ；氯化銨的濃度為0. 5 5mol/L ；硝酸銨的濃度為0. 5 5mol/L。該濃室完成液可直接或經(jīng)過濃縮后用于發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸時(shí)補(bǔ)充硫酸銨、氯化銨或硝酸銨，或用常規(guī)方法濃縮結(jié)晶后直接出售。在本發(fā)明中，所述的“直到進(jìn)入鹽室的賴氨酸離交廢液中的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨濃度降低到所需要的濃度”是指“在每一級(jí)的鹽室中脫去相當(dāng)于進(jìn)入第1級(jí)鹽室的賴氨酸離交廢液中需要脫除的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨總量的15 60%”。所述的“需要脫除的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨總量”取決于實(shí)際生產(chǎn)組織時(shí)的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的循環(huán)量，該循環(huán)量越大，則節(jié)省的新的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的量越大，這與成本核算有關(guān)。對(duì)于最終在最后級(jí)的電滲析器的鹽室得到的脫無機(jī)鹽的離交廢液中的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的濃度，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)而言是追求盡量低，例如降低到進(jìn)入第1級(jí)鹽室的賴氨酸離交廢液中的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨濃度的10%或5%以下，這僅與成本核算有關(guān)，該濃度被降得越低必然所需電耗就越大。可以通過一些現(xiàn)有的方法來監(jiān)測(cè)硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的濃度，例如，可以用測(cè)量電導(dǎo)、電流的方法來間接測(cè)定溶液中的離子濃度，或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定時(shí)間。在圖4所示的多級(jí)電滲析器處理賴氨酸離交廢液流程初次啟動(dòng)的時(shí)候，根據(jù)上述各級(jí)承擔(dān)的脫鹽量和濃縮倍數(shù)預(yù)先估算第1至N-I級(jí)濃室初始液的鹽濃度，并人工配制第 1至N-I級(jí)的濃室初始液(硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的水溶液)。第1級(jí)的初次電滲析器處理完成后，將得到的第1級(jí)的鹽室完成液通入第2級(jí)的鹽室作為初始液，將配制的第2級(jí)的濃室初始液通入第2級(jí)的濃室作為初始液，進(jìn)行第2級(jí)的初次電滲析器處理。第2級(jí)的初次電滲析器處理完成后，將得到的第2級(jí)的鹽室完成液通入第3級(jí)的鹽室作為初始液，將得到的第2級(jí)的濃室完成液備用(用于下一流程循環(huán)中通入第1級(jí)的濃室作為初始液)。依此類推，第N-I級(jí)的初次電滲析器處理完成后，將得到的第N-I級(jí)的鹽室完成液通入第N級(jí)的鹽室作為初始液，將得到的第N-I級(jí)的濃室完成液備用(用于下一流程循環(huán)中通入第N-2 級(jí)的濃室作為初始液)。第N級(jí)的初次電滲析器處理完成后，將得到的第N級(jí)的濃室完成液備用(用于下一流程循環(huán)中通入第N-I級(jí)的濃室作為初始液)。至此，完成流程的啟動(dòng)。 此后，按照?qǐng)D4所示的流程從第1級(jí)到第N級(jí)周而復(fù)始地用多級(jí)電滲析器處理賴氨酸離交廢液。本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述的電滲析在普通電滲析器中進(jìn)行。圖3示出了電滲析器中膜堆結(jié)構(gòu)排列示意圖，包括兩個(gè)極室40，和夾在其中且被陰離子交換膜A和陽(yáng)離子交換膜C分隔的若干組濃室10和鹽室20。本發(fā)明中的電滲析器可采用常規(guī)的操作方法，例如，恒流、恒壓、變壓、或變流方式，對(duì)電滲析器進(jìn)行操作。在電場(chǎng)作用下，鹽的陽(yáng)離子M+(M+在本發(fā)明中為銨離子)和陰離子Γ(X—為無機(jī)酸根)分別穿過陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜遷移進(jìn)入濃室，在濃室得到從鹽室分離出的MX。本發(fā)明中的電滲析器中，極室中的料液即為常規(guī)的工業(yè)電滲析器料液，例如 0. 1 0. 5mol/L的硫酸鈉或其它惰性電解質(zhì)的水溶液；極室的體積為常規(guī)體積，通常以極室料液能在膜堆內(nèi)正常循環(huán)即可。本發(fā)明的電滲析器中，包括濃室、鹽室、極室在內(nèi)的各室的料液的溫度采用常規(guī)電滲析操作的溫度，通常不超過5 50°C的范圍；各室的流速采用常規(guī)流速，通常不超過 0. 1 lOcm/s的范圍；電流密度采用常規(guī)的電流密度，通常不超過1 200mA/cm2的范圍。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，濃室料液的初始體積與鹽室的體積比以達(dá)到預(yù)定的濃縮倍數(shù)為準(zhǔn)。本發(fā)明中的電滲析器中的陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜均為市售產(chǎn)品。作為陽(yáng)離子交換膜的實(shí)例例如日本德山曹達(dá)公司生產(chǎn)的NeosebtaCL-2. 5T、 Neosebta CLS-2. 5T，日本旭化成公司生產(chǎn)的Aciplex CK-1、AciplexCK-2，日本旭硝子公司生產(chǎn)的Selemion CMV、Selemion CSV，美國(guó)機(jī)械和制造公司(AMF)生產(chǎn)的AMfion C-60、 AMfion C-300，美國(guó)Ionac化學(xué)公司生產(chǎn)的Ionac MC-3142、Ionac MC-3470，美國(guó)離子公司 (Ionics)生產(chǎn)的 N印tonCR61AZL183、N印ton CR61AZL065，美國(guó)福馬科技公司(Fumatech) 生產(chǎn)的 Fumasep FTCM> Fumasep FKS> Fumasep FKB> Fumasep FKL> Fumasep FKE,國(guó)家海洋局二所生產(chǎn)的DS-01、DS-02，晨光化工研究院天原化工廠生產(chǎn)的QF-1，核工業(yè)部北京五所生產(chǎn)的KM，中科院上海原子核研究所生產(chǎn)的F461、F463、F465、NF-1，北京環(huán)宇利達(dá)環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JCM-10、JCM-15，山東天維膜技術(shù)公司生產(chǎn)的ACM，核工業(yè)部北京五所生產(chǎn)的 CMB,或上海上化水處理材料有限公司生產(chǎn)的3361BW。 作為陰離子交換膜的實(shí)例例如日本德山曹達(dá)公司生產(chǎn)的Ne0SebtaAV-4T、 Neosebta AFS-4T、DFM，日本旭化成公司生產(chǎn)的 Aciplex CA-1、AciplexCA-3，日本旭硝子公司生產(chǎn)的Selemion AMV、Selemion ASV、DMV，美國(guó)機(jī)械和制造公司(AMF)生產(chǎn)的 AMfionA-60、AMfion A-300，美國(guó) Ionac 化學(xué)公司生產(chǎn)的 Ionac MA-3148、Ionac MA-3475, 美國(guó)離子公司(Ionics)生產(chǎn)的N印ton AR111BZL183、N印ton AR111BZL065，美國(guó)福馬禾斗技公司(Fumatech)生產(chǎn)的 Fumasep FTAM、Fumasep FAB、Fumasep FAA、Fumasep FAP> FumasepFAB-PK,Fumasep FAS,Fumasep FAD,晨光化工研究院生產(chǎn)的D^D2,上海原子核研究所生產(chǎn)的F462、F464、F466，國(guó)家海洋局二所生產(chǎn)的EPA-1，中科院上海有機(jī)所生產(chǎn)的F201，北京環(huán)宇利達(dá)環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JAM-10、JAM-15，河北文安縣光亞化工有限公司生產(chǎn)的RXAM-7，山東天維膜技術(shù)有限公司生產(chǎn)的DF-120，浙江千秋環(huán)保水處理有限公司生產(chǎn)的 ED9010、ED120、ED-100，上海上化水處理材料有限公司生產(chǎn)的3362BW，或核工業(yè)部北京五所生產(chǎn)的AMB。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法還可包括在講行電滲析之前，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行除菌和除蛋白的步驟。該步驟也可放在離子交換步驟之前進(jìn)行。采用常規(guī)除菌手段，如有機(jī)膜過濾、無機(jī)膜過濾或壓濾等手段及其組合，必要的話可以增加絮凝、助濾等操作，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行除菌。采用常規(guī)除蛋白超濾工藝，如采用截留分子量為1K、3K、6K或IOK的超濾膜，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行除蛋白。由于菌體及雜蛋白會(huì)對(duì)電滲析中使用的各種膜形成膜污染，從而本發(fā)明先行將賴氨酸離交廢液除菌、除蛋白可以延長(zhǎng)電滲析器的操作周期、降低能耗。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法還可包括在講行電滲析之前，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行凈化脫鈣鎂的步驟。該步驟也可放在離子交換步驟之前進(jìn)行。脫鈣鎂的步驟的實(shí)施是采用常規(guī)的陽(yáng)離子交換法，或草酸鹽沉淀法。本發(fā)明的陽(yáng)離子交換法可采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂、弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂及螯合性離子交換樹脂。作為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂的實(shí)例例如各種市售的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂，如 中國(guó)南開大學(xué)化工廠生產(chǎn)的 001Χ1、001Χ2、001Χ3、001Χ4、001Χ7、002Χ7、003Χ7、 004Χ7、001Χ8、001Χ7Χ7、001Χ14· 5、D072、D061、D001-CC、NKC-9、D001SS，中國(guó)江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的001X4、001X4H、001X7、001X7H、001X10、001X16、 D001，中國(guó)廊坊貝爾特化工建材有限公司生產(chǎn)的JK008，以及中國(guó)杭州爭(zhēng)光樹脂有限公司生產(chǎn)的 001X7,DOOl0作為弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂的實(shí)例例如各種市售的弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂，如 中國(guó)南開大學(xué)化工廠生產(chǎn)的110、D151、D152、D113、DLT-1，中國(guó)江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的112、D113-III。作為螯合型離子交換樹脂的實(shí)例例如各種市售的螯合型離子交換樹脂，如南開大學(xué)化工廠生產(chǎn)的D401、D418，中國(guó)江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的D190、D401、 D402、D403、D405、D406、D407。本發(fā)明中優(yōu)選中國(guó)南開大學(xué)化工廠生產(chǎn)的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂D072，或中國(guó)江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的螯合型離子交換樹脂D402。本發(fā)明的草酸鹽沉淀法，具體操作條件如下草酸的加入量為離交廢液中鈣鎂的摩爾總數(shù)的1 5倍。草酸加入的形式是直接投入草酸固體或配成溶液再加入。沉淀反應(yīng)溫度為常規(guī)。沉淀反應(yīng)完成后除去草酸鈣沉淀的方法是離心、過濾等形式。由于離交廢液中的高價(jià)陽(yáng)離子(主要是鈣、鎂離子)會(huì)在陽(yáng)離子交換膜的鹽室側(cè)和陰離子交換膜的濃室側(cè)形成膜污染物，而膜污染會(huì)增大電阻和能耗，增加電滲析器的清洗負(fù)擔(dān)。因此，本發(fā)明在將賴氨酸離交廢液通入鹽室之前先對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行脫鈣鎂的步驟，有利于提高電滲析器的效率和降低能耗。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法還可包括在講行電滲析之前或之后，對(duì)賴氨酸離交廢液用雙極膜電滲析方法部分地脫無機(jī)鹽的步驟。將含有硫酸銨、 氯化銨或硝酸銨的賴氨酸離交廢液通入三室雙極膜電滲析器的鹽室中，或通入“酸-鹽” 兩室雙極膜電滲析器的鹽室中；按常規(guī)方法開啟雙極膜電滲析器對(duì)通入鹽室的賴氨酸離交廢液進(jìn)行處理，直到進(jìn)入鹽室的賴氨酸離交廢液中的硫酸根、氯離子或硝酸根濃度降低到所需要的濃度，或NH4+濃度降低到所需要的濃度。在三室雙極膜電滲析器的酸室得到再生的硫酸、鹽酸或硝酸，在堿室得到再生的NH3，在鹽室得到部分脫無機(jī)鹽的賴氨酸離交廢液； 或，在“酸-鹽”兩室雙極膜電滲析器的酸室得到再生的硫酸、鹽酸或硝酸，在鹽室中得到再生的NH3, NH3被吹出后在鹽室得到部分脫無機(jī)鹽的賴氨酸離交廢液。所述的“所需要的濃度”取決于實(shí)際生產(chǎn)組織時(shí)的硫酸、鹽酸或硝酸的循環(huán)量，該循環(huán)量越大，則節(jié)省的新的硫酸、鹽酸或硝酸的量越大，這與成本核算有關(guān)。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法還可包括在講行電滲析之前，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行濃縮的步驟。該步驟也可放在離子交換步驟之前進(jìn)行?？刹捎贸Ｒ?guī)的蒸發(fā)、多效蒸發(fā)或膜濃縮等手段，將賴氨酸離交廢液濃縮至原體積的1/6 1。本發(fā)明在將賴氨酸離交廢液通入鹽室之前先將離交廢液濃縮可以提高回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨的濃度，從總體上降低回收硫酸銨、氯化銨或硝酸銨過程的能耗。本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法適用于用硫酸銨、氯化銨或硝酸銨給賴氨酸發(fā)酵過程補(bǔ)充銨離子的生產(chǎn)工藝。根據(jù)需要，本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法可選擇性地選用上述除菌和除蛋白、脫鈣鎂、濃縮。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，即依次使用了除菌和除蛋白、 脫鈣鎂、濃縮等全過程。本發(fā)明的效果本發(fā)明的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法將電滲析過程分解為多級(jí)， 其好處是①總體上降低了濃室與鹽室間的無機(jī)酸根離子和陽(yáng)離子的濃度差，使無機(jī)酸根遷移速度提高，遷移能耗降低。②緩解了鹽室向濃室的水滲漏，提高了濃室回收無機(jī)鹽的濃度。實(shí)施例1從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的電滲析過程分為三級(jí)，采用三臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的電滲析器，每臺(tái)作為一級(jí)，請(qǐng)參見圖4。每臺(tái)電滲析器相同，相鄰隔室中的液流方向采用并流形式。 離子交換膜的面積為2IOmmX 62mm，使用JAM-10型陰離子交換膜和JCM-I型陽(yáng)離子交換膜。 陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜組成兩隔室膜堆結(jié)構(gòu)(如圖3)重復(fù)排列5對(duì)。每臺(tái)設(shè)置一對(duì)電極，使用鈦涂釕電極作陽(yáng)極板，不銹鋼電極作陰極板。隔板和隔網(wǎng)均為聚丙烯材料，隔板為無迴路隔板，隔網(wǎng)為編織網(wǎng)型。三級(jí)處理流程的啟動(dòng)所處理的賴氨酸離交廢液為中國(guó)寧夏伊品生物工程股份有限公司的含63g/L硫酸銨的賴氨酸離交廢液。設(shè)計(jì)三級(jí)的總脫鹽率為95%，其中第1、2、3級(jí)的脫鹽量分別占
8總脫鹽量的45%、37%和18%。按鹽室和濃室的體積比5 1、第3級(jí)的濃室初始液為
0.05mol/L的硫酸銨水溶液，計(jì)算并配制得到第1級(jí)的濃室初始液(硫酸銨濃度為1. 4mol/ L的水溶液)和第2級(jí)的濃室初始液(硫酸銨濃度為0. 5mol/L的水溶液)。第1級(jí)電滲析器的鹽室通入中國(guó)寧夏伊品生物工程股份有限公司的含63g/L硫酸銨的賴氨酸離交廢液5L，第1級(jí)的濃室通入配制的第1級(jí)的濃室初始液1L，兩極室液均為 IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。開啟第1級(jí)電滲析設(shè)備，操作過程中控制電流密度30mA/cm2， 各隔室內(nèi)液體流動(dòng)線速度3cm/s，各室料液溫度30°C。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到27 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。將第1級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含37g/L硫酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第2級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第2級(jí)的濃室通入配制的第2級(jí)的濃室初始液1L， 兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第2級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到14 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第 2級(jí)的濃室中得到硫酸銨濃度約為1. 35mol/L的濃室完成液1. IL(備用)。將第2級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含13. 7g/L硫酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第3級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第3級(jí)的濃室初始液為1. 0L0. 05mol/L的硫酸銨水溶液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第3級(jí)電滲析器的操作條件與第1 級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到6 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第3級(jí)濃室中得到硫酸銨濃度約為0. 45mol/L的濃室完成液1. 05L(備用)。三級(jí)處理流程的一個(gè)循環(huán)第1級(jí)電滲析器的鹽室通入中國(guó)寧夏伊品生物工程股份有限公司的含63g/L硫酸銨的賴氨酸離交廢液5. 4L，濃室通入硫酸銨濃度為1. 35mol/L的第2級(jí)電滲析濃室完成液
1.IL作為初始液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。開啟第1級(jí)電滲析設(shè)備，操作過程中控制電流密度30mA/cm2，各隔室內(nèi)液體流動(dòng)線速度3cm/s，各室料液溫度30°C。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到27 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第 1級(jí)電滲析器的濃室中得到硫酸銨濃度約為2. 2mol/L的濃室完成液約1. 15升。將第1級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含36g/L硫酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第2級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第2級(jí)電滲析器的濃室初始液為硫酸銨濃度
0.45mol/L的第3級(jí)電滲析器的濃室完成液1. 05L，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第2級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值， 當(dāng)電導(dǎo)值下降到14μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第2級(jí)的濃室中得到硫酸銨濃度約為
1.38mol/L的濃室完成液1. 1L，將其通入下一流程循環(huán)的第1級(jí)電滲析器的濃室作為初始液。將第2級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含14g/L硫酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第3級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第3級(jí)電滲析器的濃室初始液為1. OL 0. 05mol/L 的硫酸銨水溶液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第3級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到6 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第3級(jí)濃室中得到硫酸銨濃度約為0. 46mol/L的濃室完成液1. 05L，將其通入下一流程循環(huán)的第2級(jí)電滲析器的濃室作為初始液；第3級(jí)鹽室中得到脫硫酸銨的離交廢液，經(jīng)測(cè)定PH值約為3. 2。
三級(jí)電滲析脫除賴氨酸離交廢液中硫酸銨的能耗為0. 70kffh/kg,比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)能耗下降26% ；濃室回收的硫酸銨濃度比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)提高8%。實(shí)施例2從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的電滲析過程分為三級(jí)，采用三臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的電滲析器，每臺(tái)作為一級(jí)，請(qǐng)參見圖4。電滲析器同實(shí)施例1。除菌、除蛋白將賴氨酸離交廢液經(jīng)過天津膜天膜工程技術(shù)有限公司的0. 2μπι微濾膜和3Κ超濾膜組件過濾，得到清液約6升，含34g/L氯化銨。雙極膜電滲析脫部分氯化銨采用雙極膜電滲析技術(shù)將部分氯化銨再生為鹽酸和氨。所用的雙極膜電滲析器為一段一級(jí)、單臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的三室雙極膜電滲析器，相鄰隔室中的液流方向采用并流形式。離子交換膜的面積為210mmX62mm，使用BP-1型雙極膜、JAM-10 型陰離子交換膜和JCM-I型陽(yáng)離子交換膜。雙極膜、陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜組成三隔室膜堆結(jié)構(gòu)重復(fù)排列5對(duì)。使用鈦涂釕電極作陽(yáng)極板，不銹鋼電極作陰極板。隔板和隔網(wǎng)均為聚丙烯材料，隔板為無迴路隔板，隔網(wǎng)為編織網(wǎng)型。將上述經(jīng)過除菌、除蛋白的賴氨酸離交廢液清液6L通入三室雙極膜電滲析器的鹽室；酸室初始液為1. OL 0. 05mol/L的稀鹽酸溶液，堿室初始液為0.5L 的氨水，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。操作過程中控制電流密度30mA/cm2，各隔室內(nèi)液體流動(dòng)線速度3cm/s，各室料液溫度30°C。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到15μ S/cm時(shí)停止三室雙極膜電滲析操作。在三室雙極膜電滲析器的酸室中得到濃度約為1. 5mol/L的鹽酸約1. 04升；在堿室內(nèi)得到質(zhì)量濃度約為5. 5%的氨水約0. 5升；在鹽室得到的脫部分氯化銨的賴氨酸離交廢液5. 8L，pH值約為2. 5，含17g/L氯化銨。三級(jí)電滲析器脫氯化銨三級(jí)處理流程的啟動(dòng)同實(shí)施例1。其中，所處理的賴氨酸離交廢液為上述經(jīng)過雙極膜電滲析脫部分氯化銨的含17g/L氯化銨的賴氨酸離交廢液。設(shè)計(jì)三級(jí)的總脫鹽率為 94%，其中第1、2、3級(jí)的脫鹽量分別占總脫鹽量的37%、44%和19%。按鹽室和濃室的體積比3 1、第3級(jí)的濃室初始液為0. 02mol/L的氯化銨水溶液，計(jì)算并配制得到第1級(jí)的濃室初始液(氯化銨濃度為0. 5mol/L的水溶液)和第2級(jí)的濃室初始液(氯化銨濃度為 0. 15mol/L的水溶液)。三級(jí)處理流程的一個(gè)循環(huán)第1級(jí)電滲析器的鹽室通入上述經(jīng)過除菌、除蛋白、部分脫鹽的賴氨酸離交廢液 2. 9L，濃室通入氯化銨濃度為0. 45mol/L的第2級(jí)電滲析濃室完成液1. IL作為初始液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。開啟第1級(jí)電滲析設(shè)備，操作過程中控制電流密度30mA/cm2，各隔室內(nèi)液體流動(dòng)線速度3cm/s，各室料液溫度30°C。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到9 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第1級(jí)電滲析器的濃室中得到氯化銨濃度約為0. 74mol/L的濃室完成液約1. 15升。將第1級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含llg/L氯化銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第2級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第2級(jí)電滲析器的濃室初始液為氯化銨濃度 0. 15mol/L的第3級(jí)電滲析器的濃室完成液1. 05L，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第2級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到5 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第2級(jí)的濃室中得到氯化銨濃度約為0. 45mol/L的濃室完成液1. 1L，將其通入下一流程循環(huán)的第1級(jí)電滲析器的濃室作為初始液。將第2級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含4g/L氯化銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第3級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第3級(jí)電滲析器的濃室初始液為1. OL 0. 02mol/L 的氯化銨水溶液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第3級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到3 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第3級(jí)濃室中得到氯化銨濃度約為0. 15mol/L的濃室完成液1.05L，將其通入下一流程循環(huán)的第2級(jí)電滲析器的濃室作為初始液；第3級(jí)電滲析器鹽室中得到脫氯化銨的賴氨酸離交廢液，經(jīng)測(cè)定PH值約為3. 1。三級(jí)電滲析脫除賴氨酸離交廢液中氯化銨的能耗為0. 68kffh/kg,比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)能耗下降18% ；濃室回收的氯化銨濃度比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)提高10%。實(shí)施例3從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的電滲析過程分為三級(jí)，采用三臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的電滲析器，每臺(tái)作為一級(jí)，請(qǐng)參見圖4。電滲析器同實(shí)施例1。除菌、除蛋白將賴氨酸離交廢液經(jīng)過天津膜天膜工程技術(shù)有限公司的0. 2μπι微濾膜和IOK超濾膜組件過濾，得到清液約6升，含61g/L硝酸銨。濃縮離交廢液將上述賴氨酸離交廢液的清液加熱濃縮2倍。脫鈣鎂離子在上述濃縮的清液中加入0. 05mol/L的草酸，混合均勻后室溫放置4 小時(shí)，過濾除去沉淀。除去沉淀后測(cè)定離交廢液的鈣鎂離子濃度為65mg/L。 三級(jí)電滲析器脫硝酸銨三級(jí)處理流程的啟動(dòng)同實(shí)施例1。其中，所處理的賴氨酸離交廢液為上述經(jīng)過凈化濃縮的含122g/L硝酸銨的賴氨酸離交廢液。設(shè)計(jì)三級(jí)的總脫鹽率為72%，其中第1、2、3 級(jí)的脫鹽量分別占總脫鹽量的44%、34%和22%。按鹽室和濃室的體積比2 1、第3級(jí)的濃室初始液為0. 04mol/L的硝酸銨水溶液，計(jì)算并配制得到第1級(jí)的濃室初始液(硝酸銨濃度為1. 4mol/L的水溶液)和第2級(jí)的濃室初始液(硝酸銨濃度為0. 6mol/L的水溶液)。三級(jí)處理流程的一個(gè)循環(huán)第1級(jí)電滲析器的鹽室通入經(jīng)過除菌、除蛋白、濃縮、脫鈣鎂離子的賴氨酸離交廢液2. 2L，濃室中通入硝酸銨濃度為1. 38mol/L的第2級(jí)電滲析濃室完成液1. 05L作為初始液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。開啟第1級(jí)電滲析設(shè)備，操作過程中控制電流密度30mA/cm2，各隔室內(nèi)液體流動(dòng)線速度3cm/s，各室料液溫度30°C。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到49 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第1級(jí)電滲析器的濃室中得到硝酸銨濃度約為2. 42mol/L的濃室完成液約1. 08升。將第1級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含83g/L硝酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第2級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第2級(jí)電滲析器的濃室初始液為硝酸銨濃度
0.57mol/L的第3級(jí)電滲析器的濃室完成液1. 03L，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第2級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值， 當(dāng)電導(dǎo)值下降到33 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第2級(jí)的濃室中得到硝酸銨濃度約為
1.38mol/L的濃室完成液1. 05L，將其通入下一流程循環(huán)的第1級(jí)電滲析器的濃室作為初始液。
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將第2級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含53g/L硝酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第3級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第3級(jí)電滲析器的濃室初始液為1. OL 0. 04mol/ L的硝酸銨水溶液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第3級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到17μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第3級(jí)電滲析器的濃室中得到硝酸銨濃度約為0. 57mol/L的濃室完成液 1. 03L，將其通入下一流程循環(huán)的第2級(jí)電滲析器的濃室作為初始液；第3級(jí)電滲析器鹽室中得到脫硝酸銨的賴氨酸離交廢液，經(jīng)測(cè)定PH值約為3. 0，剩余硝酸銨34g/L。三級(jí)電滲析脫除賴氨酸離交廢液中硝酸銨的能耗為0. 59kffh/kg,比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)能耗下降23% ；濃室回收的硝酸銨濃度比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)提高8%。雙極膜電滲析脫剩余硝酸銨采用雙極膜電滲析技術(shù)將部分脫鹽的賴氨酸離交廢液中剩余的硝酸銨再生為硝酸和氨。所用的雙極膜電滲析器及操作條件同實(shí)施例2。將上述經(jīng)過除菌、除蛋白、濃縮、脫鈣鎂離子、部分脫鹽的賴氨酸離交廢液清液2L通入三室雙極膜電滲析器的鹽室；酸室初始液為1L0. 02mol/L的稀硝酸溶液，堿室初始液為0. 5L 的氨水，兩極室液均為1L0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到3 μ S/cm時(shí)停止三室雙極膜電滲析操作。在三室雙極膜電滲析器的酸室中得到濃度約為0. 79mol/L的硝酸約1. 02升；在堿室內(nèi)得到質(zhì)量濃度約為3. 5%的氨水約0. 5 升；在鹽室得到脫無機(jī)鹽的賴氨酸離交廢液約1. 9L，pH值約為2. 4。實(shí)施例4從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的電滲析過程分為三級(jí)，采用三臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的電滲析器，每臺(tái)作為一級(jí)，請(qǐng)參見圖4。電滲析器同實(shí)施例1。除菌、除蛋白將中國(guó)寧夏伊品生物工程股份有限公司的賴氨酸離交廢液經(jīng)過天津膜天膜工程技術(shù)有限公司的0. 2 μ m微濾膜和6K超濾膜組件過濾，得到清液約6升，含 42g/L硫酸銨。脫鈣鎂離子將上述得到的含硫酸銨的離交廢液清液通過裝填有1. 4L(樹脂層高 950mmX內(nèi)徑45mm) D402鰲合型離子交換樹脂的吸附柱，使離交廢液中的鈣鎂離子被吸附。 上柱流量為1. 5柱體積/小時(shí)，在柱底收集到約5L含有60mg/L鈣鎂離子的離交廢液。三級(jí)處理流程的啟動(dòng)同實(shí)施例1。其中，所處理的賴氨酸離交廢液為上述經(jīng)過凈化的含42g/L硫酸銨的賴氨酸離交廢液。設(shè)計(jì)三級(jí)的總脫鹽率為93%，其中第1、2、3級(jí)的脫鹽量分別占總脫鹽量的46%、38%和15%。按鹽室和濃室的體積比4.5 1、第3級(jí)的濃室初始液為0. 05mol/L的硫酸銨水溶液，計(jì)算并配制得到第1級(jí)的濃室初始液(硫酸銨濃度為0. 8mol/L的水溶液)和第2級(jí)的濃室初始液(硫酸銨濃度為0. 35mol/L的水溶液)。三級(jí)處理流程的一個(gè)循環(huán)第1級(jí)電滲析器的鹽室通入經(jīng)過除菌、除蛋白、脫鈣鎂離子的賴氨酸離交廢液 4. 5L，濃室通入硫酸銨濃度為0. 8mol/L的第2級(jí)電滲析濃室完成液1. 05L作為初始液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。開啟第1級(jí)電滲析設(shè)備，操作過程中控制電流密度30mA/cm2，各隔室內(nèi)液體流動(dòng)線速度3cm/s，各室料液溫度30°C。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到18 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第1級(jí)電滲析器的濃室中得到硫酸銨濃度約為1. 28mol/L的濃室完成液約1. 1升。將第1級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含24g/L硫酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第2級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第2級(jí)電滲析器的濃室初始液為硫酸銨濃度 0. 35mol/L的第3級(jí)電滲析器的濃室完成液1. 03L，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第2級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到9 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第2級(jí)的濃室中得到硫酸銨濃度約為 0. 8mol/L的濃室完成液1. 05L，將其通入下一流程循環(huán)的第1級(jí)電滲析器的濃室作為初始液。將第2級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含9g/L硫酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第3級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第3級(jí)電滲析器的濃室初始液為1. OL 0. 05mol/L 的硫酸銨溶液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第3級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到5 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第3級(jí)的濃室得到硫酸銨濃度為0. 35mol/L的濃室完成液1. 03L，將其通入下一流程循環(huán)的第2級(jí)電滲析器的濃室作為初始液；在鹽室得到的脫硫酸銨的離交廢液經(jīng)測(cè)定 PH值約為3. 05。將第1級(jí)濃室中得到的硫酸銨濃度約為1. 28mol/L的濃室完成液濃縮2倍，用于另外三批次的賴氨酸發(fā)酵的補(bǔ)加硫酸銨，在同樣的發(fā)酵條件下，發(fā)酵結(jié)果與使用商品硫酸銨配制的硫酸銨水溶液沒有顯著差別。三級(jí)電滲析脫除賴氨酸離交廢液中硫酸銨的能耗為0. 65kffh/kg,比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)能耗下降22% ；濃室回收酸液濃度比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)提高8.5%。實(shí)施例5從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的電滲析過程分為二級(jí)，采用二臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的電滲析器，每臺(tái)作為一級(jí)，請(qǐng)參見圖4。電滲析器同實(shí)施例1。除菌、除蛋白將中國(guó)寧夏伊品生物工程股份有限公司的賴氨酸離交廢液經(jīng)過天津膜天膜工程技術(shù)有限公司的0. 2μπι微濾膜和6Κ超濾膜組件過濾，得到清液約6升，含 42g/L硫酸銨。脫鈣鎂離子將上述得到的含硫酸銨的離交廢液清液通過裝填有1. 4L(樹脂層高 950mmX內(nèi)徑45mm) D402鰲合型離子交換樹脂的吸附柱，使離交廢液中的鈣鎂離子被吸附。 上柱流量為1. 5柱體積/小時(shí)，在柱底收集到約5L含有60mg/L鈣鎂離子的離交廢液。二級(jí)處理流程的啟動(dòng)同實(shí)施例1。其中，所處理的賴氨酸離交廢液為上述經(jīng)過凈化的含42g/L硫酸銨的賴氨酸離交廢液。設(shè)計(jì)二級(jí)的總脫鹽率為88%，其中第1、2級(jí)的脫鹽量分別占總脫鹽量的54%和46%。按鹽室和濃室的體積比4. 5 1、第2級(jí)的濃室初始液為0. 05mol/L的硫酸銨水溶液，計(jì)算并配制得到第1級(jí)的濃室初始液(硫酸銨濃度為 0. 7mol/L的水溶液)。二級(jí)處理流程的一個(gè)循環(huán)第1級(jí)電滲析器的鹽室通入經(jīng)過除菌、除蛋白、脫鈣鎂離子的賴氨酸離交廢液 4. 5L，濃室通入硫酸銨濃度為0. 7mol/L的第2級(jí)電滲析濃室完成液1. 07L作為初始液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。開啟第1級(jí)電滲析設(shè)備，操作過程中控制電流密度30mA/cm2，各隔室內(nèi)液體流動(dòng)線速度3cm/s，各室料液溫度30°C。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到20 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第1級(jí)電滲析器的濃室中得到硫酸銨濃度約為1. 24mol/L的濃室完成液約1. 15升。
將第1級(jí)電滲析器的鹽室中得到的含22g/L硫酸銨的部分脫鹽的賴氨酸離交廢液通入第2級(jí)電滲析器的鹽室作為初始液，第2級(jí)電滲析器的濃室初始液為1. OL 0. 05mol/L 的硫酸銨溶液，兩極室液均為IL 0. 25mol/L的硫酸鈉溶液。第2級(jí)電滲析器的操作條件與第1級(jí)相同。每隔10分鐘測(cè)定鹽室中料液的電導(dǎo)值，當(dāng)電導(dǎo)值下降到5 μ S/cm時(shí)停止電滲析操作。在第2級(jí)的濃室得到硫酸銨濃度為0. 7mol/L的濃室完成液1. 07L，將其通入下一流程循環(huán)的第1級(jí)電滲析器的濃室作為初始液；在鹽室得到的脫硫酸銨的離交廢液經(jīng)測(cè)定 PH值約為3. 07。三級(jí)電滲析脫除賴氨酸離交廢液中硫酸銨的能耗為0. 72kffh/kg,比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)能耗下降14%，濃室回收酸液濃度比同樣操作條件下不分級(jí)時(shí)提高5. 1%。
權(quán)利要求
1.一種從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其為通過采用多級(jí)電滲析方法， 同時(shí)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其特征在于， 所述的級(jí)數(shù)為二級(jí)或三級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其特征在于， 所述電滲析方法包括在第1級(jí)的鹽室注入賴氨酸離交廢液，在最后級(jí)的濃室注入濃室初始液；在各級(jí)中，以后一級(jí)的濃室完成液作為本級(jí)的濃室初始液，以前一級(jí)的鹽室完成液作為本級(jí)的鹽室初始液；最終，在最后級(jí)的鹽室得到脫無機(jī)鹽的離交廢液，在第1級(jí)的濃室得到回收的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其特征在于，還包括在進(jìn)行電滲析之前，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行除菌和除蛋白的步馬聚ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其特征在于，還包括在進(jìn)行電滲析之前，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行凈化脫鈣鎂的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其特征在于，還包 括在進(jìn)行電滲析之前，對(duì)賴氨酸離交廢液進(jìn)行濃縮的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其特征在于，還包括在進(jìn)行電滲析之前或之后，對(duì)賴氨酸離交廢液用雙極膜電滲析方法部分地脫無機(jī)鹽的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，其特征在于，在每一級(jí)的鹽室中得到的鹽室完成液脫去相當(dāng)于進(jìn)入第1級(jí)鹽室的賴氨酸離交廢液中需要脫除的硫酸銨、氯化銨或硝酸銨總量的15 60%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)處理方法，通過采用多級(jí)電滲析方法，同時(shí)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。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的多級(jí)處理方法總體上降低了濃室與鹽室間的無機(jī)酸根離子和陽(yáng)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(shí)的能耗降低。此外，本發(fā)明提供的從賴氨酸離交廢液脫無機(jī)鹽的多級(jí)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(jī)鹽的濃度。
文檔編號(hào)C02F9/06GK102219330SQ20101015005
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者叢威, 吳霞, 楊曉麗, 焦揚(yáng), 王倩, 石紹淵 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所