双极膜电渗析技术处理氨基酸废水的研究

双极膜电渗析技术处理氨基酸废水的研究

雷智平[1]2003年在《双极膜电渗析技术处理氨基酸废水的研究》文中研究指明电渗析技术是一项能有效处理工业废水、适用一些特殊化工过程的膜分离技术。随着对离子交换膜的不断革新和改进,双极膜电渗析技术已成为电渗析技术发展的新的研究领域。利用双极膜与阴阳离子交换膜的组合可建立双极膜电渗析器,本实验利用该装置研究了酸性氨基酸废水的处理与回收。 本课题是在实验室范围内,应用双极膜电渗析来对低浓度(0.002mol/l)和饱和浓度(0.05mol/l)的氨基酸废水进行处理与回收研究。实验表明: (1)用双极膜电渗析技术来处理酸性氨基酸废水是可行的,不仅解决了分离低浓度和饱和浓度的氨基酸废水的问题,而且浓缩回收了具有很高实用价值的氨基酸,达到了既处理了废水又回收了有用物质的双重目的。 (2)操作电压、物料流量、进料温度和进料比等因素对双极膜电渗析技术处理氨基酸废水的过程性能有影响,其中操作电压影响最大。通过正交优化设计发现一对双极膜单程脱除最佳操作条件为:温度:26℃、进料比:5.5:1、流量:2.5 l/h、操作电压:8V。在此实验条件下,稀氨基酸的单程脱除率可达58.4%、电流效率为84.7%、耗电量为0.333kwh/m~3。太原理工大学硕士学位论文循环脱除时,当脱除率为85.4%时,电流效率为43.9%、耗电量为0.94kwh/耐。与一对普通膜电渗析循环脱除相比,脱除效果相当。 (3)在五对双极膜、操作电压为25V、流量为51爪的操作条件下,脱除60分钟后,稀氨基酸的脱除率可达88.1%、耗电量为0.87 kwh/m3。对于饱和氨基酸废水的脱除,处理215分钟后,脱除率可达79.7%、电流效率为87.2%、耗电量为6.Ogkwh/m3。 (4)在普通离子交换膜和双极膜组合、操作电压为17.5V、流量为51爪、温度为26℃下,脱除3小时后,饱和氨基酸废水的脱除率可达78.9%、耗电量为3.675 kwh/m3。此工艺可以降低双极膜能耗高的问题。 最后,通过对实验数据的分析建立了双极膜电渗析脱除氨基酸废水的传质速率模型为:dc一二二dt[E,一10In[180870+110Cl+二一)1 C

陈艳, 张亚萍, 岳明珠[2]2011年在《电渗析技术在氨基酸生产中的应用》文中进行了进一步梳理电渗析技术是在电场力作用下利用离子交换膜的选择透过性对电解质溶液进行分离提纯的一种技术。从不同膜组合方式出发,介绍了电渗析技术在各种氨基酸生产和分离中的应用,并提出将新型电渗析技术运用到氨基酸工业中的展望。

陈虹霖[3]2019年在《榨菜工艺水的资源化利用》文中指出食品工业用水量大,同时产生大量工艺水,其废水排放会造成严重环境污染和资源浪费。榨菜(Brassicajunceavar.tumida Tsen et Lee)是浙江省腌制蔬菜的重要产品,工艺水排放量大,盐度高,化学需氧量(chemical oxygendemand,COD)含量高,目前通常采用复杂的生物技术以及昂贵的膜处理技术将其处理至达标后排放,仍造成环境压力和经济损失。故本研究针对低盐榨菜漂洗水,设计较为简单的工序进行回收利用,对高盐腌制水进行粗盐制取以期后续利用,以减少废水排放,节约资源。(1)榨菜腌制水和漂洗水水质分析收集榨菜生产过程中两种主要工艺水:高盐腌制水和低盐漂洗水,对其水质指标进行分析。高盐腌制水(盐度:16.80-19.20%)有大量悬浮物和特殊鲜味,其色度、浊度较高。而低盐漂洗水(盐度:3.20-4.80%)较为澄清,鲜味较淡,色度、浊度较低。两种工艺水COD值分别高达21842.27-40032.13 mg/L和4210.41-9264.64 mg/L,且氨基酸是贡献COD值的主要因素。根据以上结果,提出了腌制水腌制泡菜以及蒸发制盐和漂洗水脱盐回用的处理方案。(2)电渗析脱盐漂洗水回用工序设计因漂洗水低盐且量大,故尝试脱盐后回用。采用电渗析技术,通过小试试验后放大至200L/h(6kg/h)的中试试验。研究操作压力差和操作电流对淡盐水回收率及脱盐耗能的影响。结果显示,操作压力差和操作电流分别直接影响淡盐水回收率和脱盐耗能。通过经济核算,确定0.010MPa和25 A为最适脱盐条件,分别消耗费用20.53元/吨和20.61元/吨。脱盐过程可回收70%左右盐度为1%的淡盐水。另外发现,脱盐过程中,大量氨基酸由于操作压力差而迁移至淡水侧,导致COD不降反升,但这些氨基酸来源于榨菜本身,故该淡盐水有可能经杀菌后即可回用。(3)腌制水回用腌制泡菜及粗盐回收腌制水营养成分丰富,为回收资源,尝试腌制泡菜,或蒸发制取粗盐。泡菜试验结果显示,稀释腌制水发酵得到泡菜相较对照组(5%食盐水发酵)制得泡菜,利用碳源效率更高,乳酸菌发酵产生更多有机酸,更少亚硝酸盐,挥发性成分更丰富,感官评定表明其品质更优于对照组。证明稀释腌制水制作泡菜可缩短发酵周期,可成为理想的蔬菜腌制材料,具有应用意义。另一方面,蒸发高盐腌制水制得粗盐,含有丰富营养成分如糖类17.02 mg/g,氨基酸98.33 mg/g,可作为畜牧盐,复合饲料或食品调味材料等。

周军, 叶长明, 徐驷蛟, 王艳军, 陈绍伟[4]2007年在《电渗析技术在工业废水处理中应用的研究》文中研究表明介绍了电渗析技术的原理及其各种工艺,重点论述了电渗析技术在电镀废水、冶金废水、氯碱废水等工业废水处理中的应用,并对其发展方向进行了展望。

李长海, 党小建, 张雅潇[5]2012年在《电渗析技术及其应用》文中研究指明电渗析技术是膜分离技术之一,具有低能耗,高效率,连续运行、环境友好等显着优点,在多个行业中有着广泛的使用。简述了几种常见的电渗析技术,包括填充床电渗析,倒极电渗析和双膜电渗析等,着重介绍了电渗析技术在水处理、食品和化工方面的应用,并简单探讨了电渗析技术其发展前景。

陈艳, 张亚萍, 岳明珠[6]2010年在《电渗析技术在氨基酸生产中的应用》文中研究表明电渗析技术是在电场力作用下利用离子交换膜的选择透过性对电解质溶液进行分离提纯的一种技术.本文从不同膜组合方式出发,介绍了电渗析技术在各种氨基酸生产和分离中的应用,并提出将新型电渗析技术运用到氨基酸工业中的展望.

黄万抚, 叶茜[7]2005年在《电渗析的分离机理及应用》文中研究指明简述了电渗析的分离机理,并对电渗析技术在水处理、医药卫生、食品和化工等领域的应用研究进行综述.

李媛, 王立国[8]2015年在《电渗析技术的原理及应用》文中提出电渗析技术作为一种新兴的膜分离技术之一,由于其高效率低能耗,对分离组分选择性高,对预处理要求低,原水回收率高,环境友好等优点,在国内外各个方面得到广泛的应用。本文综述了电渗析的原理,国内外的应用及研究现状,并对电渗析技术的发展作出了展望。

张慧[9]2016年在《阻燃剂生产废水的处理及研究》文中研究说明阻燃剂生产后产生的洗涤废水中含有一定量HCl,并且洗涤废水中还含有少量苯。该阻燃剂为新型阻燃剂,所以对于该洗涤废水的处理还没有成熟的方案。如果将洗涤废水直接排放到环境中会造成环境污染和资源的浪费。所以,对该阻燃剂洗涤废水进行处理是十分必要的。目前,阻燃剂生产废水处理的研究处于空白,本文尝试了萃取法和精馏法对废水进行处理,但其效果并不理想。本文采用活性炭吸附法和电渗析法相结合的方法对洗涤废水中的苯和盐酸进行处理。实验处理后,洗涤废水中的HCl可以被回收,同时也实现了洗涤废水的回收利用,取得了满意的结果。阻燃剂生产后会被洗涤五次,会产生五种含苯和HCl浓度不同的洗涤废水。通过实验可以知道,活性炭吸附法处理废水中的苯的适宜条件是:温度为25℃,吸附时间为90min。并且洗涤废水中HCl含量对COD_(Cr)也有影响,HCl含量越高对COD_(Cr)的影响越大。实验完成后,五种洗涤水的去除率分别为85.0%、72.1%、73.9%、72.7%、95.1%。活性炭最佳投用量分别为:4.00g·L~(-1)、3.00g·L~(-1)、3.00g·L~(-1)、2.00g·L~(-1)、1.50g·L~(-1)。洗涤废水经活性炭吸附处理后还需要脱除聚合反应后生成的副产物HCl,本文选择电渗析脱除法。通过实验探究可以得出电渗析法脱除废水中HCl的适宜条件是:工作电压为15V,浓、淡水室进水流量比为1:6。在适宜条件下对用活性炭处理后的洗涤废水进行进一步处理。实验结果表明电渗析脱除法处理废水中的HCl效果显着,五种水HCl的去除率分别可以达到99%、96.6%、98%、98%和93%。综上所述,运用活性炭吸附法和电渗析脱除法相结合处理阻燃剂洗涤废水的方法是可行的。通过对阻燃剂生产后产生的洗涤废水处理,本文实现了洗涤废水的回收利用,达到了变废为宝的目的,这具有显着的社会、环境和经济效益。

施立钦[10]2007年在《电渗析技术在甘氨酸合成中的应用研究》文中进行了进一步梳理甘氨酸是一种重要的化工中间产品,广泛应用于医药、农药、食品、化肥和饲料等行业。随着甘氨酸市场需求的增大,人们对甘氨酸的生产工艺及分离技术越来越关注。目前我国的甘氨酸生产,主要采用氯乙酸催化氨解合成工艺,存在的主要问题是产物甘氨酸与副产物氯化铵的分离。采用甲醇醇析法进行两种产物的分离,主要缺点是需要消耗大量的甲醇,同时有大量釜残排放,造成环境污染,而且能耗高,收率低,产品质量差,设备腐蚀严重,直接导致生产成本高,产品缺乏竞争力。本文对反应机理进行了深入研究,考察了温度、pH值等关键因素对合成反应的影响,改进了传统的甘氨酸生产工艺,提出了一种先进的甘氨酸合成和分离工艺。以碳酸氢铵代替液氨,不需要液氨钢瓶,无腐蚀刺激,有利于安全贮运,提高了生产的安全性。甘氨酸和氯化铵的分离采用了电渗析分离提纯甘氨酸的新工艺。研究了极限电流及其控制规律,详细考察料液流量对产品的收率及质量的影响。结果表明,在优化的工艺条件下甘氨酸的收率达96%以上,纯度达到99%,与现行甘氨酸纯化工艺相比,产品收率和纯度都得以提高。初步估算表明,消耗下降、污染减少、生产成本降低,该工艺具有良好的开发前景。

参考文献:

[1]. 双极膜电渗析技术处理氨基酸废水的研究[D]. 雷智平. 太原理工大学. 2003

[2]. 电渗析技术在氨基酸生产中的应用[J]. 陈艳, 张亚萍, 岳明珠. 水处理技术. 2011

[3]. 榨菜工艺水的资源化利用[D]. 陈虹霖. 浙江大学. 2019

[4]. 电渗析技术在工业废水处理中应用的研究[J]. 周军, 叶长明, 徐驷蛟, 王艳军, 陈绍伟. 通用机械. 2007

[5]. 电渗析技术及其应用[J]. 李长海, 党小建, 张雅潇. 电力科技与环保. 2012

[6]. 电渗析技术在氨基酸生产中的应用[C]. 陈艳, 张亚萍, 岳明珠. 第四届中国膜科学与技术报告会论文集. 2010

[7]. 电渗析的分离机理及应用[C]. 黄万抚, 叶茜. 第二届中国膜科学与技术报告会论文集. 2005

[8]. 电渗析技术的原理及应用[J]. 李媛, 王立国. 城镇供水. 2015

[9]. 阻燃剂生产废水的处理及研究[D]. 张慧. 北京理工大学. 2016

[10]. 电渗析技术在甘氨酸合成中的应用研究[D]. 施立钦. 浙江工业大学. 2007

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