曾小君，楊高文，徐肖邢，楊 剛
（常熟高等?？茖W(xué)校應(yīng)用化學(xué)研究所，江蘇 常熟 215500）

　　摘　要：通過(guò)電滲析。收亞氨基。乙酸的實(shí)驗(yàn)研究，考察了不同類型離子交換膜在等電點(diǎn)狀況下電滲析。鹽率與有機(jī)物損失率之間的關(guān)系，并確定了濃差擴(kuò)散的有效控制方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用電滲析法能夠有政處理亞氨基二乙酸廢水，電滲析脫鹽率＞96％，亞氨基二乙酸損失率＜0.6%。
　　關(guān)鍵詞：亞氨基二乙酸；電滲析；脫鹽率；濃差擴(kuò)散
　　中圖分類號(hào)：TU991.26　
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1009-2455（2002）01-0031-02

　Recovery Experiment of Iminodiacetic Acid by Electrodialysis
ZENG Xiao-jun, YANG Gao-wen, XU Xiao-xing,YANG Gang
(Institute of Applied Chemistry, Changshu College, Changshu 215500, China)

　　Abstract: We studied the relationship between desalting rate of different types of ion selective permeable membranes and iminodiacetic acid loss percentage at isoelectric point in recovery of iminodiacetic acid from wastewater by electrodialysis. The effective way to control concentration diffusion was decided. The results show that the iminodiacetic acid wastewater can be treated effectively by electrodialysis method. The desalting rate is ＞96％ and the iminodiacetic acid loss percentage is ＜0.6%.
　 Key words: iminodiacetic acid; electrodialysis；desalting rate；concentration diffusion

　　二乙醇胺高壓脫氫法生產(chǎn)亞氨基二乙酸（Iminodiacetic acid IDA）包括二乙醇胺脫氫氧化合成亞氨基二乙酸鈉和亞氨基二乙酸鈉轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸兩個(gè)步驟[1-2]，目前主要采用鹽酸酸化沉淀 法將亞氨基二乙酸鈉轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸，離心出的廢水其固形物物達(dá)27％-30％，其中含NaCl量為21.5％-23.1％，含IDA量為5.5％－6.9％。我們采用電滲析除去亞氨基二乙酸廢水中的鹽，然后真空蒸發(fā)濃縮至接近結(jié)晶濃度，結(jié)合降溫結(jié)晶工藝，制得亞氨基二乙酸。這樣既可回收廢水中的有價(jià)值產(chǎn)品，又解決了廢水排放污染問(wèn)題。

1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法

　　實(shí)驗(yàn)采用小型電滲析裝置，其隔板尺寸為160mm×400mm，有回路隔板。實(shí)驗(yàn)采用循環(huán)法。亞氨基二乙酸廢液在進(jìn)行電滲析前要進(jìn)行預(yù)處理，亞氨滲析的濃水室，極水通過(guò)極水室。溶液的含鹽量用電導(dǎo)率儀測(cè)量，總?cè)芙夤腆w（所含NaCl和IDA總和）用折光率儀測(cè)量。電滲析的脫鹽率采用進(jìn)出口溶液的電導(dǎo)率計(jì)算。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 不同離子交換膜的實(shí)驗(yàn)
　　我們選擇了美國(guó)Graver公司的均相離子交換膜和上海化工廠生產(chǎn)的異相離子交換膜進(jìn)行亞氨基 二乙酸廢水的脫鹽實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
　　從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)于亞氨基二乙酸廢水的電滲析脫鹽，采用均相膜要比異相膜好得多。這是因?yàn)榫嗄け容^“致密”，通過(guò)它的物質(zhì)的擴(kuò)散比較少。
2.2 用酸調(diào)等電點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)
　　在亞氨基二乙酸廢水中分別加鹽酸和醋酸來(lái)調(diào)節(jié)等電點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2、表3所示。

表1 脫鹽率和有機(jī)物損失率之間的關(guān)系 膜類型 脫鹽率/% 有機(jī)物損失率/% 異相膜 46.7 9.8 　 75.1 30.2 　 87.9 51.7 　 98.2 58.3 均相膜 47.8 0.8 　 73.5 2.8 　 89.4 5.3 　 98.5 6.9

　　 注：有機(jī)物損失率即由于濃差擴(kuò)散引起，表示淡水室中的有機(jī)物“逃”到濃水室的百分?jǐn)?shù)。

表2 鹽酸調(diào)等電點(diǎn)的脫鹽率和有機(jī)物 膜類型 脫鹽率/% 有機(jī)物損失率/% 異相膜 39.1 2.4 　 48.8 5.6 　 72.9 13.1 　 78.2 14.3 　 96.7 16.8 均相膜 46.7 0.15 　 74.3 0.38 　 86.8 0.47 　 93.1 0.52 　 97.5 0.59

表3 醋酸調(diào)等電點(diǎn)的脫鹽率和有機(jī)物損失率 膜類型 脫鹽率/% 有機(jī)物損失率/% 異相膜 46.2 2.3 　 72.0 15.9 　 81.3 27.5 　 96.0 36.8 均相膜 83.8 0.27 　 73.8 0.46 　 83.6 1.0 　 94.1 2.4

　　從表2、表3中的數(shù)據(jù)可以明顯看出，采用鹽酸來(lái)調(diào)等電點(diǎn)要比用醋酸好得多。由于異相膜的擴(kuò)散系數(shù)比均相膜大^[3]，所以異相膜在此表現(xiàn)比較突出。因?yàn)镮DA具有-NH₂和COOH的典型性質(zhì)，當(dāng)加酸調(diào)至等電點(diǎn)時(shí)，IDA既不向陽(yáng)極遷移，也不向陰極遷移。但電滲析過(guò)程是遷移過(guò)程，在電滲析過(guò)程中，H+會(huì)向陰極遷移，Cl-向陽(yáng)極遷移，以使溶液的電荷達(dá)平衡。采用醋酸調(diào)等電點(diǎn)時(shí)，因?yàn)镮DA和醋酸都是弱酸，當(dāng)H⁺向陰極遷移時(shí)，其醋酸根也向陽(yáng)極遷移，因?yàn)樗虸DA一樣是弱酸，所以IDA與醋酸根競(jìng)爭(zhēng)向陰極遷移，使IDA的損失率大大增加。因此，在IDA脫鹽過(guò)程中不宜采用醋酸調(diào)等電點(diǎn)。
　　由于亞氨基二乙酸是一特種氨基酸，分子中含有兩個(gè)竣基，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其等電點(diǎn)的PH為1.96。實(shí)驗(yàn)調(diào)IDA廢液的pH為1.8－2.2。應(yīng)該注意的是在電滲析過(guò)程中pH值會(huì)發(fā)生變化，因此溶液的pH值也會(huì)漂移等電點(diǎn)。
2.3 濃差擴(kuò)散的控制
　　在電滲析過(guò)程中，亞氨基二乙酸廢水的含鹽量較高（21.5％－23.1％），如果不對(duì)工藝流程加以控制，不僅造成脫鹽的電流效率降低，也會(huì)對(duì)有機(jī)物損失率造成不利影響。鑒于電滲析過(guò)程中IDA及NaCl的總濃度不能過(guò)高，在脫鹽前將廢液釋至總固含量在5％－8％。在脫鹽初期，其電流效率是相當(dāng)高的，當(dāng)脫鹽率達(dá)到一定值后，比如 65％，濃水側(cè)的含NaCI量增加，并且其濃度高于淡水室，在這種情況下，由于濃差擴(kuò)散的原因，其電流效率就會(huì)降低，因此，在工藝流程方面，設(shè)計(jì)了濃水部分排放，并補(bǔ)充相同量的清水，使其濃水室的鹽濃度略低于淡水室，以提高其電流效率。而且，由于脫鹽時(shí)間縮短，也使IDA的損失率減少，以提高IDA的回收率。 另外，在電滲析過(guò)程中，濃水室、淡水室兩側(cè)的壓力平衡也很重要。如果濃水室壓力大于淡水室，鹽會(huì)“加速”擴(kuò)散到淡水室，使電流效率降低；如果淡水室壓力大于濃水室，則IDA又會(huì)加速擴(kuò)散到濃水室，使IDA的損失率增加。因此，最好的方法就是保持濃水室和淡水室的壓力基本平衡。

3 結(jié)論

　　采用離子交換膜電滲析處理亞氨基二乙酸廢水的脫鹽，在技術(shù)上是可行的，采用鹽酸調(diào)其等電點(diǎn)和利用美國(guó)Graver公司生產(chǎn)的均相膜，可使亞氨基二乙酸廢水的脫鹽率達(dá)96％以上。其亞氨基二乙酸的損失率可控制在0.6％以下。

參考文獻(xiàn)：

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　　作者簡(jiǎn)介：曾小君（1968－），男，江西龍南人，講師，碩士，1997年畢業(yè)于江西師范大學(xué)化學(xué)系有機(jī)化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)在常熟高等?？茖W(xué)校應(yīng)用化學(xué)研究所工作，主要從事水處理藥劑等精細(xì)化學(xué)品的開(kāi)發(fā)與研究工作。