本发明专利技术公开一种1,3-丙二醇发酵液脱盐树脂再生废液的处理方法，采用电渗析对阳树脂再生废水和阴树脂再生废水进行提浓，分别得到阳树脂再生废水浓缩液及阳树脂再生废水清液和阴树脂再生废水浓缩液及阴离子再生废水清液，向阳树脂再生废水浓缩液中加入沉淀剂进行反应，静置、过滤，得到金属沉淀物和脱除金属离子的强酸溶液，强酸溶液和阳树脂再生废水清液用来配制阳树脂再生液，阴树脂再生废水浓缩液用来提取有机酸，阴离子再生废水清液用来作为中和剂返回发酵单元或者用来配制阴树脂再生液，优选前者。该方法简单易行，绿色环保、能够完全回用处理后的脱盐树脂再生废液、回收脱盐树脂再生废液中的阴阳离子，变废为宝，产生良好的经济效益和社会效益，有利于发酵法制备1,3-丙二醇的产业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物
，涉及微生物发酵产品分离过程中离子交换树脂再生废液的处理方法，特别涉及到1,3-丙二醇发酵液脱盐树脂再生废水的处理方法。
技术介绍
1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料，在制造聚酯纤维、聚氨酯、热熔胶、粉末涂料、抗冻剂、包装材料以及有机合成中间体等方面都有着广泛的应用，其中制造高性能的聚酯纤维PTT是目前主要的用途。1,3-丙二醇可通过化学法路线和生物法路线生产，采用生物技术生产1,3-丙二醇，以其绿色化学为特征，具有反应条件温和、操作简便、副产物少、环境污染小、可利用再生资源等特点，成为新世纪生物化工研究的热点之一。1,3-丙二醇的发酵液是一个成份非常复杂的混合体系，主要成份包括产物1,3-丙二醇、微生物菌体细胞、有机酸盐、无机盐、甘油、水、蛋白质及其它中间代谢产物等。以甘油或甘油发酵液和葡萄糖为底物，用克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiellapneumoniae)进行发酵时，菌体在产生 PDO 的同时还产生乙酸、乳酸和琥珀酸等有机酸，为保持发酵过程中的 pH 稳定，需流加NaOH、KOH或Ca（OH）2等碱性物质中和产生的有机酸。使发酵结束时发酵液中含有大量的盐类。PDO发酵液在进行浓缩和蒸馏等后处理操作之前必须将大部分盐除去，以满足设备和工艺的需要。各种盐类不仅种类多，而且含量高在产品分离过程中产生严重的堵塞、阻碍蒸发，导致产品收率的降低。因此，有效地脱除1,3-丙二醇发酵液中的各种有机盐和无机盐，成为后续提取及提高产品收率的关键。目前用于1,3-丙二醇发酵液的脱盐方法有电渗析法、离子交换树脂等，其中树脂法脱盐在技术上较为成熟，同时也是目前工业上尤其是成分比较复杂体系的脱盐上应用最为普遍的技术。尤其在发酵液滤液直接脱盐上，树脂法工艺也是目前惟一采用并且也是长期、稳定、成功应用的技术。在该工艺中，一旦树脂上所有可以交换的位点全部交换以后，树脂的交换能力达到饱和，必须进行再生处理。再生的过程即是将酸和碱分别泵入阳离子交换柱和阴离子交换柱，所用的酸碱通常为盐酸和氢氧化钠而且一般需要过量使之再生完全。离子交换树脂在再生过程中要产生大量含盐废水，外排后直接作为污水进行处理会产生较大的压力。离子交换树脂再生废水的处理已越来越被关注，各种处理技术应势而生，但主要还是集中在废水处理的技术上，而处理后回收利用的研究还比较少。目前国内对这部分废水的处理主要有以下几种处理方式：酸或碱中和法、分步沉淀法、Fenton 催化氧化法、Fenton 试剂 - 生化联合法、纳滤法等。对于1,3-丙二醇发酵液的树脂脱盐工艺，阳树脂再生废水中主要含有大量氯离子和钙、镁、钠等离子，阴树脂再生废水中主要含有大量的钠、琥珀酸根、乳酸根、乙酸根离子。因其中Ca2+、Mg2+含量高而被弃掉，外排后会对后续处理造成不良影响。如果除去Ca2+、Mg2+，废液就会由废变宝，不但可以回收利用，降低盐耗及再生费用，而且因此而减少了对环境的污染。为此，车春波（哈尔滨商业大学学报.自然科学版. 2010.26(3) 291-294）提出了一种沉淀法处理离子交换树脂再生废水的方法，该方法主要是针对软化水制备过程中离子交换再生废水的研究，对于阳树脂再生废水具有一定的作用，但处理效果比较差，而且无法处理阴树脂再生废水。对于1,3-丙二醇发酵液的树脂脱盐后再生废水，目前还没有专门的研究报道。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种1,3-丙二醇发酵液脱盐树脂再生废液的处理方法。该方法简单易行，绿色环保、能够完全回用处理后的脱盐树脂再生废液、回收脱盐树脂再生废液中的阴阳离子，变废为宝，产生良好的经济效益和社会效益，有利于发酵法制备1,3-丙二醇的产业化。一种1,3-丙二醇发酵液脱盐树脂再生废液的处理方法，采用电渗析对阳树脂再生废水和阴树脂再生废水进行提浓，分别得到阳树脂再生废水浓缩液及阳树脂再生废水清液和阴树脂再生废水浓缩液及阴离子再生废水清液，向阳树脂再生废水浓缩液中加入沉淀剂进行反应，静置、过滤，得到金属沉淀物和脱除金属离子的溶液，脱除金属离子的溶液和阳树脂再生废水清液用来配制阳树脂再生液，阴树脂再生废水浓缩液用来提取有机酸，阴离子再生废水清液用来作为中和剂返回发酵单元或者用来配制阴树脂再生液，优选前者。本专利技术方法中，阴离子再生废水清液中可以补加适量的碱提高阴离子再生废水清液的pH值后用来作为中和剂返回发酵单元。本专利技术方法中，所述的阴离子再生废水清液中有机酸根离子至少包括琥珀酸根、乳酸根、乙酸根离子。有机酸根离子的总含量<150mg/L时即可停止电渗析直接用来配制碱液。该方法不仅降低了电渗析的能耗，利用了阴离子再生废水清液中碱；而且残留的有限浓度的不同有机酸根离子还能够抑制发酵过程中副产物的生成，提高1,3-丙二醇的收率。本专利技术方法中，所述的阴树脂再生废水浓缩液通过浓缩、溶剂萃取、分子蒸馏等处理方式可分别得到不同的有机酸产品。本专利技术方法中，阴阳树脂再生废液的电渗析可以采用本领域常规的电渗析设备和操作条件。电渗析设备如可以使用异相离子交换膜、均相离子交换阳膜和均相离子交换阴膜，也可使用异相离子交换膜、均相离子交换阳膜和异相离子交换阴膜。电渗析操作中，在淡室罐中装入待处理的树脂再生废水，在浓室罐中装入同样的再生废水，在极室罐中装入硫酸钠溶液作为极室液，阴极室和阳极室共用极室液，极室罐中极室液的电导率为7000～8500μS/cm。电渗析的其它操作条件可以根据设备具体确定，如所述淡室罐中树脂再生废水的循环流量范围为0.5～0.8m3/h，浓室罐中浓液的循环流范围为0.5～0.8m3/h，极室罐中极液的循环流量范围为0.4～0.5 m3/h；循环压力＜0.05MPa，直流电压＜1.0V/单膜对。对于阳离子树脂再生废水电渗析提浓，上述淡室罐中再生废水的电导率降低至1000μS/cm以下，优选降低至600μS/cm以下可以停止操作。本专利技术方法中，所述的阳树脂再生废液的沉淀过程如下：搅拌条件下向电渗析提浓得到的浓缩液中加入沉淀剂使金属离子反应生成不溶性或难溶性化合物，从溶液中沉淀出来，静置一段时间待溶液澄清后，通过过滤加以除去，得到含有少量离子（Ca2+、Mg2+含量小于100mg/L）的溶液。溶液中含有少量的Ca2+、Mg2+、Na+，对离子交换树脂的再生过程的影响甚微，所以不必彻底除净上述离子。可以直接返回到离子交换单元，用于配制树脂再生液。阳树脂进行再生废水废液回收率可达92%～96%。利用钙、镁金属离子的性质，所述除去Ca2+的沉淀剂可从碳酸钠、草酸、磷酸、硫酸中进行选择，除去Mg2+的沉淀剂选用氢氧化钠。根据1,3-丙二醇发酵液的性质及树脂再生液的要求，优选的沉淀剂为碳酸钠、氢氧化钠。除Ca2+用加入Na2CO3的方法，使Ca2+生成CaCO3沉淀；除Mg2+用加入NaOH的方法，使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀。沉淀剂的加入量根据其再生废液中Ca2+、Mg2+含量，决定加入的Na2CO3、NaOH的量，应注意的是加入的量应等于或略小于理论用量。1,3-丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种1,3‑丙二醇发酵液脱盐树脂再生废液的处理方法，其特征在于：采用电渗析对阳树脂再生废水和阴树脂再生废水进行提浓，分别得到阳树脂再生废水浓缩液及阳树脂再生废水清液和阴树脂再生废水浓缩液及阴离子再生废水清液，向阳树脂再生废水浓缩液中加入沉淀剂进行反应，静置、过滤，得到金属沉淀物和脱除金属离子的溶液，脱除金属离子的溶液和阳树脂再生废水清液用来配制阳树脂再生液，阴树脂再生废水浓缩液用来提取有机酸，阴离子再生废水清液用来作为中和剂返回发酵单元或者用来配制阴树脂再生液。
【技术特征摘要】
1. 一种1,3-丙二醇发酵液脱盐树脂再生废液的处理方法，其特征在于：采用电渗析对阳树脂再生废水和阴树脂再生废水进行提浓，分别得到阳树脂再生废水浓缩液及阳树脂再生废水清液和阴树脂再生废水浓缩液及阴离子再生废水清液，向阳树脂再生废水浓缩液中加入沉淀剂进行反应，静置、过滤，得到金属沉淀物和脱除金属离子的溶液，脱除金属离子的溶液和阳树脂再生废水清液用来配制阳树脂再生液，阴树脂再生废水浓缩液用来提取有机酸，阴离子再生废水清液用来作为中和剂返回发酵单元或者用来配制阴树脂再生液。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：阴离子再生废水清液用来作为中和剂返回发酵单元。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：阴离子再生废水清液中补加适量的碱提高阴离子再生废水清液的pH值后用来作为中和剂返回发酵单元。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的阴离子再生废水清液中有机酸根离子至少包括琥珀酸根、乳酸根、乙酸根离子中的一种。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：阴离子再生废水清液中有机酸根离子的总含量<150mg/L时停止电渗析。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的阴树脂再生废水浓缩液通过浓缩、溶剂萃取、分子蒸馏分别得到不同的有机酸产品。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：阴阳树脂再生废液的电渗析可以采用本领域常规的电渗析设备和操作条件。
8. 根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于：电渗析设备如使用异相离子交换膜、均相离子交换阳膜和均相离子交换阴膜，或者使用异相离子交换膜、均相离子交换阳膜和异相离子交换阴膜。
9....
【专利技术属性】
技术研发人员：王崇辉，高大成，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。