[发明专利]一种填充床电渗析器用于发酵废液中同电性阳离子NH4+和Mg2+分离的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵废液处理工艺领域，具体地，本发明涉及通过在填充床电渗析的淡室中填充选择性离子交换树脂，用于实现发酵废液中同电性阳离子NH₄⁺和Mg²⁺分离的方法。

背景技术

氨基酸如谷氨酸等发酵生产中通常会产生含高浓度硫酸铵的高盐废液，由于发酵废液中含有少量Ca²⁺、Mg²⁺离子，采用常规电渗析进行脱盐处理，容易造成电渗析膜结垢污染。如果能把这种发酵废液中的同电性阳离子NH₄⁺和Mg²⁺进行分离，不仅可以避免Ca²⁺/Mg²⁺离子结垢造成的膜污染，还可以提高浓缩液中(NH₄)₂SO₄的纯度。基于离子交换树脂的选择性和电渗析技术的连续性，本发明通过筛选合适的离子交换树脂作为填充剂，建立填充床电渗析器用于进行发酵废液中同电性阳离子NH₄⁺与Mg²⁺的选择性分离。

采用电渗析用于同电性离子分离已有研究报道，目前主要从离子交换膜的制备与修饰、改变离子性质和优化操作条件等三方面进行。如日本通过制备对单价离子(Na⁺、Cl^-)具有较好选择透过性的离子交换膜用于海水浓缩制盐(Azuma和Hamada，水处理技术，1995，21：347-350)；Kumar等(J.Membrane Science 2009，340：52-61)通过溶胶-凝胶法制备了单价阳离子选择性膜，可用于Na⁺与Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等离子的分离。Amara等(Desalination，2007，206：205-209)通过对阴离子膜进行表面改性，使SO₄^2-在电渗析中与NO₃^-、Cl^-分离。然而除少数离子外，仅通过离子交换膜的制备和修饰还难以实现同电性离子的分离。其次，通过改变离子性质与存在形式来实现选择性分离，如Xu(Desalination 2001，140：247-258)在不同pH条件下对金属离子进行选择性萃取与反萃取，结合电渗析从混合溶液中分离Cu²⁺；Chaudhary等(Journal of Applied Electrochemistry 2000，30：439-445)通过添加络合剂实现了电渗析体系中Ni²⁺与Co²⁺的分离。其三，通过优化电渗析体系中的溶液浓度、流速、温度和施加电位等实现两种不同价态离子的分离(Kabay et al.，Desalination 2006，198：74-83)。但由于电渗析过程中溶液的性质不断变化，会造成常规电渗析中同电性离子的分离效果显著降低。