从废母液中提取衣康酸技术的研究

论文摘要

本研究对衣康酸废母液中衣康酸的回收技术进行了研究,对进一步提高衣康酸收率、减少资源浪费,节能减排、提高经济效益具有重要的意义。衣康酸废母液是发酵法生产衣康酸的主要废弃物之一,其主要成分是衣康酸和残糖, SO 42-、Cl-等无机阴离子含量较高,COD含量达304800mg/L,BOD值为60000mg/L,pH2.0～2.5,直接排放既污染了环境又造成了资源浪费。本文对从衣康酸废母液中提取衣康酸的技术进行了系统的研究,研究结果如下:首先使用活性炭对废母液进行脱色处理,去除了母液中的大部分色素以及悬浮颗粒,滤液澄清并呈浅黄色,减轻了对后续离子交换树脂的污染。采用静态交换实验,考察了多种阴离子交换树脂对母液中阴离子杂质的交换吸附能力,选出了一种能有效去除母液中阴离子杂质而对衣康酸吸附量较小的阴离子交换树脂—D315树脂。从上述阴离子交换树脂中又根据树脂对废母液中衣康酸的静态吸附性能和对衣康酸和还原糖的动态吸附进程曲线,测定树脂的柱性能,筛选出一种有效分离衣康酸和还原糖的D311树脂,其对衣康酸的饱和交换容量为185（mg衣康酸/mL湿树脂）。研究了树脂床高径比和上柱流速对D311树脂吸附衣康酸的影响,确定树脂床高径比和上柱流速分别为7.8和2.0BV/h;在此基础上又对吸附衣康酸的洗脱条件进行了研究,研究确定选用1.5mol/LNaOH溶液进行洗脱,洗脱流速1.5BV/h;洗脱液采用732树脂进行转型,多批次实验结果表明衣康酸的回收率可达70%～73%;经净化、吸附、洗脱和转型所得的衣康酸溶液,经浓缩后结晶,结晶率达75%～80%。母液中衣康酸总的回收率可达55%～60%。

论文目录

• 符号说明
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 衣康酸的性质及用途
• 1.1.1 衣康酸的性质
• 1.1.2 衣康酸的用途
• 1.2 衣康酸的生产工艺
• 1.3 衣康酸生产中存在的问题
• 1.4 母液中衣康酸分离提取研究现状
• 1.4.1 溶剂萃取法
• 1.4.2 钙盐法
• 1.4.3 离子交换法
• 1.5 论文选题背景及主要研究内容
• 1.5.1 论文选题背景及研究意义
• 1.5.2 论文主要研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 主要试剂
• 2.3 主要实验仪器设备
• 2.4 溶液的配制
• 2.5 实验方法
• 2.5.1 树脂的预处理与再生
• 2.5.3 装柱方法
• 2.5.4 静态交换实验
• 2.5.5 动态交换实验
• 2.5.6 动态洗脱实验
• 2.6 分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 衣康酸废母液组成分析
• 3.2 衣康酸废母液的预处理
• 3.2.1 废母液的脱色处理
• 3.2.2 废母液中杂酸根的去除
• 3.3 吸附衣康酸树脂型号的确定
• 3.4 D311 树脂吸附衣康酸条件的研究
• 3.4.1 实验装置
• 3.4.2 交换柱高径比对吸附衣康酸的影响
• 3.4.3 上柱流速对吸附衣康酸的影响
• 3.4.4 吸附曲线的测定
• 3.5 D311 树脂洗脱衣康酸条件的研究
• 3.5.1 不同洗脱剂对回收衣康酸的影响
• 3.5.2 洗脱剂浓度对回收衣康酸的影响
• 3.5.3 洗脱剂流速对回收衣康酸的影响
• 3.5.4 D311 树脂的再生
• 3.5.5 稳定性实验
• 3.5.6 小结
• 3.6 洗脱液转型
• 3.7 衣康酸浓缩结晶
• 3.8 离子交换法提取衣康酸工艺流程及工艺参数
• 4 讨论
• 4.1 衣康酸的提取方法
• 4.2 过程废水的处理
• 4.3 生物法处理发酵工业废液
• 5 结论及创新点
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况