EDUF在抗生素廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、EDUF(electrodialysis with ultrafiltration membranes)是在傳統(tǒng)的電滲析器中引入超濾膜，或是用超濾膜取代部分離子交換膜的一種新型膜分離技術(shù)，其中超濾膜作為兩液流的接觸界面，提供傳質(zhì)的場(chǎng)所，垂直于液流的電場(chǎng)是離子遷移的驅(qū)動(dòng)力。超濾膜的引入，使EDUF可以用于相對(duì)分子量大于500 Da的生物分子的分離與純化，進(jìn)一步拓寬了電滲析的應(yīng)用領(lǐng)域。而外加電場(chǎng)作用時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)學(xué)現(xiàn)象能夠有效減輕超濾膜的污染

2、。因此，EDUF在生物分子的分離與純化方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文采用EDUF來(lái)處理高硫酸鹽、高殘留抗生素、高殘余營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（蛋白，菌絲等）的抗生素廢水，以期能夠?qū)崿F(xiàn)分離大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)回收抗生素和硫酸鹽。在電場(chǎng)的作用下EDUF進(jìn)料室中的青霉素負(fù)離子和SO42-遷移到抗生素回收室中，而大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被超濾膜所截留，保留在進(jìn)料室中;此時(shí)，基于陰離子交換膜的特性，理論上可限制青霉素負(fù)離子的進(jìn)一步遷移使其生素回收室中，而遷移到該

3、室中的SO42-在電場(chǎng)的進(jìn)一步作用下，通過(guò)陰離子交換膜遷移到鹽回收室。如此就可達(dá)到清潔處理抗生素廢水的目的。
　　通過(guò)EDUF膜堆構(gòu)型的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用三隔室EDUF時(shí)青霉素的回收率高于兩隔室EDUF，且其即不需要對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行再生（填樹(shù)脂EDUF需對(duì)樹(shù)脂再生進(jìn)而獲得青霉素），又無(wú)需進(jìn)一步分離回收的青霉素和硫酸鹽（兩隔室EDUF需進(jìn)一步分離青霉素和SO42-）。在此基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn)，陰離子交換膜并不能完全的限制青霉素離子的進(jìn)一步遷移，三隔

4、室EDUF使用異相陰離子交換膜相比使用均相陰離子交換膜更可緩減抗生素回收室中的青霉素離子遷移到鹽回收室;此外，三隔室EDUF使用截留分子量為10000的超濾膜時(shí)，即可提高青霉素離子的遷移速率，又可防止蛋白質(zhì)遷移到抗生素回收室。
　　分析了EDUF中影響離子遷移的主要因素，包括膜堆電壓、進(jìn)料液pH值、進(jìn)料液組成以及進(jìn)料液流量等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高電壓12.5V運(yùn)行時(shí)利于SO42-的回收，而低電壓3.5 V運(yùn)行時(shí)則更利于青霉素的回收;進(jìn)料液

5、pH值為7.0時(shí)，EDUF的膜堆電阻，青霉素的回收率均要優(yōu)于進(jìn)料液呈酸性和堿性的情況;進(jìn)料液中硫酸鹽的濃度越高，EDUF膜堆電阻越小，但青霉素的回收率也隨之減小;進(jìn)料液中青霉素鈉的濃度越高，越利于青霉素離子的回收;進(jìn)料液加入蛋白質(zhì)，隨著EDUF運(yùn)行，會(huì)影響青霉素和硫酸鹽的回收;進(jìn)料室的流量為75 ml/min時(shí)，青霉素的回收率僅為22.2％，而當(dāng)進(jìn)料室的流量增大為250 ml/min時(shí)青霉素的回收率提高到61.9％。
　　在此基礎(chǔ)