一种使用电渗析法提纯厨余垃圾发酵产物中黄腐酸的方法

文档序号:9903478
一种使用电渗析法提纯厨余垃圾发酵产物中黄腐酸的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及生物质固废资源化利用技术和电渗析技术领域,具体设及到一种使用 电渗析提纯厨余垃圾发酵产物中黄腐酸的方法。
【背景技术】
[0002] 随着煤、石油、矿产等传统资源的消耗W及全世界面临的资源危机,可持续资源的 发展与利用引起了广泛的重视。我们每天的生产生活过程中产生着大量的生物质固废,厨 余垃圾作为城市生物质固废重要的一部分,在当前却没有得到充分的再利用,造成了浪费 和环境问题。黄腐酸是一种分子量较小、官能团含量较高且易溶于水的腐植酸,由于黄腐酸 含有较多的活性基团,因此比其它腐植酸具有更优良的生理活性,黄腐酸主要用于农业、临 床医学和工业。传统工艺中,黄腐酸大部分从低级别的煤(泥炭、褐煤、风化煤)中分离提取, 将厨余垃圾发酵W生产黄腐酸,即能从源头上解决环境污染问题,又能从结构上解决资源 短缺问题。
[0003] 利用电场将溶液中的带电溶质粒子通过选择性半透膜进行分离的技术称为电渗 析技术,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术,现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、 医药工业,尤W脱盐、海水淡化和在环境保护中处理Ξ废最受重视。
[0004] 厨余垃圾的发酵产物中含有丰富的腐殖质和黄腐酸,经过碱溶酸析法可获得黄腐 酸提取液。然而由于厨余垃圾的无机盐含量高,提取过程中也会产生一定量的NaCl,因此所 提取的黄腐酸产物中含有高浓度的无机盐。针对运个问题,本发明采用电渗析的方法对黄 腐酸提取液进行脱盐提纯。

【发明内容】

[0005] 针对厨余垃圾发酵产物中黄腐酸含盐量高的问题,本发明目的在于提供一种工艺 简单、高效经济的脱盐提纯技术。
[0006] 本发明的技术方案按着如下的步骤操作: 1. 将厨余垃圾发酵产物和0.5 mol/L的化0H溶液W固液比10 ml/g比例进行混合,在30 °C的条件下振荡反应3小时; 2. 将1中反应物用普通滤纸进行抽滤,去除固体,保留滤液; 3. 用2 mo 1 /LHC1溶液将滤液pH值调节到2左右,静置10分钟后用砂忍漏斗和0.45微米 滤纸进行抽滤,保留滤液; 4. 将滤液稀释至黄腐酸浓度为0.5%(浓度选定参照农用营养液的浓度)的溶液作为脱 盐液,将浓度为0.2%的NaCl溶液作为浓缩液,在7.5V恒定电压的作用下,进行电渗析提纯。
[0007] 本发明优点:本发明采用电渗析的方法对黄腐酸提取液进行脱盐,可W控制脱盐 的终点,即黄腐酸溶液的最终含盐量。而脱除的盐分(大部分为NaCl)可W收集进行再利用, 符合资源的可持续发展。同时,脱盐过程中没有化学反应和溫度变化,保持了黄腐酸的结构 稳定。
[0008] 图1电渗析法脱盐提纯过程示意图 CM:阳离子交换膜;AM:阴离子交换膜;FA:黄腐酸;脱盐液:0.5%黄腐酸溶液;浓缩液: 0.2 % NaCl溶液
[0009] 黄腐酸是一种弱酸性的大分子,含有较多的簇基、径基等活性基团,用电渗析法进 行提纯原理上是将黄腐酸大分子和无机盐分离。通过选择特定的离子交换膜(膜孔半径大 于无机盐离子的水合半径,小于黄腐酸分子半径),在外加直流电场的驱动下,利用离子交 换膜的选择透过性(即阳离子可透过阳离子交换膜,阴离子可透过阴离子交换膜),无机盐 电离产生的阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。在本发明中,脱盐液中的NS+离子和狂一离 子在电场的作用下移动到浓缩液中,而浓缩液中的隸离子和离子由于离子交换膜的 选择透过性则无法进入到脱盐液中,从而实现黄腐酸提取液的提纯脱盐。
【具体实施方式】
[0010]
[00川实施例: 1.W等体积比接种Bacillus sp. MN-〇7、Bacillus coagulans、Bacillus sp. MC-02 等n种菌,于55°C下在水浴摇床内培养24h后和经过干燥处理的厨余垃圾(成分为脂肪21%、 淀粉41%、蛋白质35%、木质纤维素3%)-起加入厨余垃圾处理器。 2.7化后从厨余垃圾反应机中取出厨余垃圾发酵产物(含有腐殖质63%、木质纤维素 11〇/〇),取15g发酵产物于250ml锥形瓶中,W固液比lOml/g加入0.5mol/L NaO田容液150ml。 3. 将锥形瓶放入恒溫振荡培养箱中,在30°C、120rpm的条件下振荡反应3小时。 4. 将锥形瓶中反应液用普通滤纸进行抽滤,去除固体,保留滤液,用2 mol/LHCl溶液 将滤液pH值调节到2左右,静置10分钟后用砂忍漏斗和0.45微米滤纸进行抽滤,保留滤液; 5. 将滤液稀释至黄腐酸浓度为0.5%的溶液,此时溶液电导率为16 ms/cm左右,溶液中 无机盐主要为化C1,浓度大约为0.31 mol/L左右。W浓度0.2 %的化C1溶液为脱盐液,电渗 析装置(含有10对膜片,膜片面积为90巧10 mm2)在7.5 V恒定电压的作用下进行电渗析提 纯12小时。提纯后黄腐酸溶液中黄腐酸浓度为原溶液的95%左右(小部分黄腐酸转移到浓缩 液中),黄腐酸溶液中90%W上的无机盐转移到浓缩液中。
【主权项】
1. 一种使用电渗析法提纯厨余垃圾发酵产物中黄腐酸的方法,其特征在于: (1) 使用电渗析法进行提纯; (2) 将黄腐酸提取液稀释至黄腐酸浓度为0.5%的溶液,作为脱盐液进行电渗析提纯; (3 )浓缩液为浓度0.2%的NaCl溶液; (4)在7.5V恒定电压下进行提纯。2. 根据权利要求1所述提纯方法,其特征在于所述第(1)步中使用电渗析进行提纯。3. 根据权利要求1所述提纯方法,其特征在于所述第(2)步中将黄腐酸提取液稀释至黄 腐酸浓度为〇. 5%的溶液。4. 根据权利要求1所述提纯方法,其特征在于所述第(3)步中使用0.2%的NaCl溶液作为 浓缩液。5. 根据权利要求1所述提纯方法,其特征在于所述第(4)步中在7.5V恒定电压下进行提 纯。
【专利摘要】厨余垃圾的发酵产物中含有丰富的腐殖质和黄腐酸,经过碱溶酸析法提取可以获得黄腐酸提取液。然而由于厨余垃圾的无机盐含量高,提取过程中也会产生一定量的NaCl,因此所提取的黄腐酸产物中含有高浓度的无机盐。电渗析技术作为一种成熟的脱盐技术,具有工艺简单、可大规模推广等优点。本发明采用电渗析法对黄腐酸提取液进行脱盐提纯,首先将黄腐酸溶液稀释至农用黄腐酸溶液浓度,外加7.5V恒定电压,用12小时脱除了黄腐酸溶液中90%以上的盐分。脱盐过程中,溶液温度没有明显变化,没有发生化学反应,黄腐酸结构得到很好的保持,同时回收了黄腐酸溶液中的无机盐,符合资源的可持续发展。使用本发明提纯黄腐酸,具有快捷简便、结构完整、无机盐回收等优点。
【IPC分类】C07G99/00, B01D61/44
【公开号】CN105669781
【申请号】CN201610035825
【发明人】黄访, 王红, 李维尊, 王强, 黄磊, 胡会信
【申请人】奥为(天津)环保科技有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月20日
再多了解一些
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