曾小君，楊高文，徐肖邢，楊 剛
（常熟高等專科學校應用化學研究所，江蘇 常熟 215500）

　　摘　要：通過電滲析。收亞氨基。乙酸的實驗研究，考察了不同類型離子交換膜在等電點狀況下電滲析。鹽率與有機物損失率之間的關系，并確定了濃差擴散的有效控制方式。實驗結果表明，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%。
　　關鍵詞：亞氨基二乙酸；電滲析；脫鹽率；濃差擴散
　　中圖分類號：TU991.26　
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：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化為亞氨基二乙酸兩個步驟[1-2]，目前主要采用鹽酸酸化沉淀 法將亞氨基二乙酸鈉轉化為亞氨基二乙酸，離心出的廢水其固形物物達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，然后真空蒸發濃縮至接近結晶濃度，結合降溫結晶工藝，制得亞氨基二乙酸。這樣既可回收廢水中的有價值產品，又解決了廢水排放污染問題。

1 實驗裝置與方法

　　實驗采用小型電滲析裝置，其隔板尺寸為160mm×400mm，有回路隔板。實驗采用循環法。亞氨基二乙酸廢液在進行電滲析前要進行預處理，亞氨滲析的濃水室，極水通過極水室。溶液的含鹽量用電導率儀測量，總溶解固體（所含NaCl和IDA總和）用折光率儀測量。電滲析的脫鹽率采用進出口溶液的電導率計算。

2 實驗結果與討論

2.1 不同離子交換膜的實驗
　　我們選擇了美國Graver公司的均相離子交換膜和上海化工廠生產的異相離子交換膜進行亞氨基 二乙酸廢水的脫鹽實驗，實驗結果如表1所示。
　　從表1中的數據可以看出，對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。這是因為均相膜比較“致密”，通過它的物質的擴散比較少。
2.2 用酸調等電點的實驗
　　在亞氨基二乙酸廢水中分別加鹽酸和醋酸來調節等電點。實驗結果如表2、表3所示。

表1 脫鹽率和有機物損失率之間的關系 膜類型 脫鹽率/% 有機物損失率/% 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：有機物損失率即由于濃差擴散引起，表示淡水室中的有機物“逃”到濃水室的百分數。

表2 鹽酸調等電點的脫鹽率和有機物 膜類型 脫鹽率/% 有機物損失率/% 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 醋酸調等電點的脫鹽率和有機物損失率 膜類型 脫鹽率/% 有機物損失率/% 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中的數據可以明顯看出，采用鹽酸來調等電點要比用醋酸好得多。由于異相膜的擴散系數比均相膜大^[3]，所以異相膜在此表現比較突出。因為IDA具有-NH₂和COOH的典型性質，當加酸調至等電點時，IDA既不向陽極遷移，也不向陰極遷移。但電滲析過程是遷移過程，在電滲析過程中，H+會向陰極遷移，Cl-向陽極遷移，以使溶液的電荷達平衡。采用醋酸調等電點時，因為IDA和醋酸都是弱酸，當H⁺向陰極遷移時，其醋酸根也向陽極遷移，因為它和IDA一樣是弱酸，所以IDA與醋酸根競爭向陰極遷移，使IDA的損失率大大增加。因此，在IDA脫鹽過程中不宜采用醋酸調等電點。
　　由于亞氨基二乙酸是一特種氨基酸，分子中含有兩個竣基，實驗測得其等電點的PH為1.96。實驗調IDA廢液的pH為1.8－2.2。應該注意的是在電滲析過程中pH值會發生變化，因此溶液的pH值也會漂移等電點。
2.3 濃差擴散的控制
　　在電滲析過程中，亞氨基二乙酸廢水的含鹽量較高（21.5％－23.1％），如果不對工藝流程加以控制，不僅造成脫鹽的電流效率降低，也會對有機物損失率造成不利影響。鑒于電滲析過程中IDA及NaCl的總濃度不能過高，在脫鹽前將廢液釋至總固含量在5％－8％。在脫鹽初期，其電流效率是相當高的，當脫鹽率達到一定值后，比如 65％，濃水側的含NaCI量增加，并且其濃度高于淡水室，在這種情況下，由于濃差擴散的原因，其電流效率就會降低，因此，在工藝流程方面，設計了濃水部分排放，并補充相同量的清水，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，在電滲析過程中，濃水室、淡水室兩側的壓力平衡也很重要。如果濃水室壓力大于淡水室，鹽會“加速”擴散到淡水室，使電流效率降低；如果淡水室壓力大于濃水室，則IDA又會加速擴散到濃水室，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，在技術上是可行的，采用鹽酸調其等電點和利用美國Graver公司生產的均相膜，可使亞氨基二乙酸廢水的脫鹽率達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：

　　[1]Grierson Jeffrey G, Costain Cameron T, Wilson David A.Prepara-tion of amino carboxylic acid solution with low salt content from solution of alkali metal of the acid[P].US:5494 259,1996.
　　[2]雷崧僧，陳學軍.我國草甘膦生產工藝及其技術進步[J].農藥，1999，38（4）：6－9.
　 ［3］張維潤，等.電滲析工程學［M］.北京：科學出版杜，1995，81－85.

　　作者簡介：曾小君（1968－），男，江西龍南人，講師，碩士，1997年畢業于江西師范大學化學系有機化學專業，現在常熟高等專科學校應用化學研究所工作，主要從事水處理藥劑等精細化學品的開發與研究工作。