[发明专利]一种从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法。

背景技术

L-赖氨酸(以下简称赖氨酸)是人和动物营养的八种必需氨基酸之一，是饲料工业中重要的添加剂。由于全球养殖业快速发展，赖氨酸的需求逐渐增长，产量迅速扩大，目前全球的总生产能力约90万吨/年。赖氨酸已成为继谷氨酸后产量第二大的氨基酸产品。

传统生产赖氨酸的工艺流程如图1所示，是以发酵法生产赖氨酸并对其进行提取，在此过程中需要多次加入酸、碱、盐，例如：在发酵阶段需要添加硫酸铵以维持一定的铵离子浓度，还要另外加氨以维持pH值；在酸化时要加入硫酸调节pH使赖氨酸带正电荷以便上阳离子交换柱；在从离子交换柱洗脱时要用到氨配制的洗脱液；因而导致最后产生含50-80g/L硫酸铵、20000-40000mg/L COD、低pH(3-3.5)的离交废液。

由于硫酸铵本身难以生物降解，还严重抑制常规的厌氧治理过程，给成熟的厌氧处理工艺带来困难。所以目前只能将赖氨酸离交废液蒸发浓缩、喷浆造粒，制成硫酸铵复合肥。但是蒸发浓缩能耗巨大，消耗大量冷却水，而且在喷浆造粒时造成空气污染。

在本申请人的中国专利CN200810223780.0中公开了一种离交废液脱盐方法，如图2所示，其采用普通电渗析技术和双极膜电渗析技术相结合，从赖氨酸离交废液中将硫酸铵、氯化铵或硝酸铵回收为硫酸铵、氯化铵或硝酸铵，或再生为硫酸、盐酸或硝酸和氨；然后进一步将回收的硫酸铵、氯化铵或硝酸铵，或再生的硫酸、盐酸或硝酸和氨循环利用。由此消除了对离交废液生物转化或治理的瓶颈，可实现废液有机质的资源化。

然而，在这种使用电渗析器脱无机盐的过程中，当回收的硫酸铵、氯化铵或硝酸铵浓度较高时，浓室的无机酸根浓度较高会使得无机酸根从盐室迁入浓室的能耗增加，因为需要克服较高的浓度梯度，而且导致盐室向浓室的水渗漏，降低了回收的无机盐的浓度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有处理赖氨酸离交废液的方法中的缺陷，从而提供一种从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法。本发明的从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法能够降低无机盐的阴离子或阳离子在离子交换膜两侧的浓度差，从而降低用电渗析技术从赖氨酸离交废液脱无机盐的能耗。

本发明的目的还在于提供一种能够缓解在电渗析中出现的水渗漏问题，从而提高从赖氨酸离交废液中回收的无机盐的浓度的多级处理方法。

本发明的从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法是通过采用多级电渗析方法，同时改变电渗析器中盐室液与浓室液的流程方向，从含有硫酸铵、氯化铵或硝酸铵的赖氨酸离交废液中将硫酸铵、氯化铵或硝酸铵脱除。

本发明中，所述的级数为大于等于二级，优选二级或三级。

本发明的从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法，是采用电渗析器进行的，如图4所示，包括：在第1级的盐室注入赖氨酸离交废液，在最后级的浓室注入浓室初始液；在各级中，以后一级的浓室完成液作为本级的浓室初始液，以前一级的盐室完成液作为本级的盐室初始液；最终，在最后级的盐室得到脱无机盐的离交废液，在第1级的浓室得到回收的硫酸铵、氯化铵或硝酸铵。

与现有技术相比，本发明提供的从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法总体上降低了浓室与盐室间的无机酸根离子和阳离子的浓度差，使离子的迁移速度提高，从而将离子逆浓度梯度迁移时能耗降低。此外，本发明提供的从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法还缓解了盐室向浓室的水渗漏，提高了回收的无机盐的浓度。

附图说明

图1为传统生产赖氨酸的工艺流程示意图；

图2为现有技术从赖氨酸离交废液脱无机盐的工艺流程示意图；

图3为普通电渗析器中膜堆结构排列示意图；

图4为本发明的从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法的示意图；

其中：

A阴离子交换膜       C阳离子交换膜

20盐室              10浓室        40极室

M⁺盐的阳离子        X^-盐的无机酸根阴离子。

具体实施方式

本发明的从赖氨酸离交废液脱无机盐的多级处理方法是通过采用多级电渗析方法，同时改变电渗析器中盐室液与浓室液的流程方向，从含有硫酸铵、氯化铵或硝酸铵的赖氨酸离交废液中将硫酸铵、氯化铵或硝酸铵脱除并回收为硫酸铵、氯化铵或硝酸铵。