[发明专利]一种从污泥厌氧酸化混合液中回收有机酸的方法

说明书

技术领域

一种从污泥厌氧酸化混合液中回收有机酸的方法，涉及一种通过含有优先与有机酸络合萃取剂的支撑液膜分离提取污泥厌氧酸化混合液中有机酸，从而最大限度回收有机酸的方法，属于化学工业技术领域。

背景技术

支撑液膜分离技术是将常规的溶剂萃取和膜分离技术相结合的新型分离提取工艺，具有分离效率高，能耗低，可实现产物的连续、同步的分离和浓缩等优点。城市污水处理厂运行过程中会产生大量剩余污泥，而污泥处理是非常棘手的问题。利用污泥进行厌氧发酵生产有机酸是污泥资源化的重要途径，而从污泥厌氧发酵混合液中分离提取有机酸则是实现污泥资源化的必经之路。

市政污泥的组成极为复杂，其中含有可为微生物利用、转化的有机营养物质，也有不能转化利用甚至对微生物有毒害的有机或无机物质，导致发酵产酸混合液成分的难以预测。从市政污泥发酵产酸混合液中分离提取有机酸可消除市政污泥发酵产酸的产物抑制，提高污泥转化的效率和速度。因此，研究发酵产酸混合液中目的有机酸的分离提取技术不仅是成功实现市政污泥资源化的关键，而且对提高市政污泥资源化的整体效率和加快产业化进程具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种从污泥厌氧酸化混合液中回收有机酸的方法，通过有机酸与特定萃取剂的络合，最大限度的回收混合液中的有机酸。该方法具有简单快速、可实现有机酸的连续、同步的分离和浓缩等优点。

本发明的技术方案：一种从污泥厌氧酸化混合液中提取有机酸的方法，采用支撑液膜分离技术，通过向疏水中空纤维膜微孔中注入含可与有机酸络合的萃取剂的有机萃取相制备出支撑液膜，给液污泥厌氧酸化混合液走中空纤维外侧，反萃取液走中空纤维内侧，由于被特定萃取剂络合的有机酸很快即被反萃取剂解络，中空纤维微孔内外两侧有机酸浓度始终具有较大梯度，因而污泥厌氧酸化混合液中的有机酸被回收；

疏水微滤膜组件为聚丙烯膜组件，膜组件高径比为10∶1～20∶1；萃取剂为三烷基氧膦，有机溶剂为磺化煤油，萃取剂体积浓度(萃取剂体积用量为磺化煤油体积量的百分比)为1％～10％；反萃取剂为碳酸氢钠，反萃取相pH值为9～12，反萃取剂浓度为20～30g/L；给液相中有机酸浓度为5～25g/L、提取温度为10～40℃，提取时间为360min。

本发明的有益效果：本发明所选用的疏水微滤膜组件为聚丙烯膜组件，萃取剂为三烷基氧膦，有机溶剂为磺化煤油，反萃取剂为碳酸氢钠，由上述组成的支撑液膜体系可实现混合液中有机酸的连续且同步分离和浓缩，大大提高了有机酸的提取效率，有很好的应用前景。本发明的关键点是通过在支撑液膜体系中实现有机酸的同步萃取和反萃取，理论依据充分，大大改善了废弃物转化为有机酸的效率，消减了污染物的排放量，有机酸的提取率可达79.6％～91.5％。本发明方法不仅操作简便和高效，而且成本低，可望在工程实践中得到运用。

具体实施方式

实施例1

采用由聚丙烯微滤膜组件、三烷基氧膦萃取剂、磺化煤油有机溶剂和碳酸氢钠反萃取剂组成的支撑液膜体系提取污泥厌氧酸化混合液中的有机酸，在给液相有机酸浓度为20g/L、萃取剂体积浓度为5％、提取温度为25℃即室温，膜组件高径比为20∶1、反萃取相pH值为12、反萃取剂浓度为20g/L的条件下，提取360分钟后，有机酸提取率为80.2％。

实施例2

采用由聚丙烯微滤膜组件、三烷基氧膦萃取剂、磺化煤油有机溶剂和碳酸氢钠反萃取剂组成的支撑液膜体系提取污泥厌氧酸化混合液中的有机酸，在给液相有机酸浓度为22.5g/L、萃取剂体积浓度为10％、提取温度为30℃、膜组件高径比为20∶1、反萃取相pH值为9、反萃取剂浓度为20g/L、浓缩倍数为2的条件下，提取360分钟后，有机酸提取率为79.6％。

实施例3

采用由聚丙烯微滤膜组件、三烷基氧膦萃取剂、磺化煤油有机溶剂和碳酸氢钠反萃取剂组成的支撑液膜体系提取污泥厌氧酸化混合液中的有机酸，在给液相有机酸浓度为20g/L、萃取剂体积浓度为5％、提取温度为25℃即室温、膜组件高径比为10∶1、反萃取相pH值为9、反萃取剂浓度为30g/L的条件下，提取360分钟后，有机酸提取率为91.5％。