[发明专利]从有机固废厌氧发酵液中绿色回收高浓度乙酸的方法

说明书

本发明公开了一种从有机固废厌氧发酵液中绿色回收高浓度乙酸新方法，属于环境保护技术领域。本发明主要通过一种萃取剂组合选择性去除有机固废厌氧发酵液中乙酸之外的挥发性脂肪酸，将乙酸保留在水相中，再经过蒸发浓缩得到含有高浓度乙酸的液体化学品。与传统萃取法相比，本发明具有绿色环保、成本低、选择性高等优点。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种从有机固废厌氧发酵液中回收高浓度乙酸产品的方法。

背景技术

人们在生产、生活中会产生厨余垃圾、污水厂污泥等有机固废。它具有有机质含量高、易腐烂等特点，常规的处理方法包括卫生填埋、堆肥、焚烧等。通过厌氧发酵将有机固废转化为液体化学品，例如乙酸，被认为是最有前景的一种途径。但是，从厌氧发酵液中分离纯化得到高浓度乙酸是目前限制生物基乙酸大规模生产和应用的瓶颈问题。

现有分离纯化乙酸的方法多为溶剂萃取法、吸附法和膜工艺。以脂肪胺、膦等溶剂作为反应萃取剂的溶剂萃取法，虽然能够几乎完全将挥发性脂肪酸萃取到有机相，但对乙酸的选择性低，无法将乙酸和发酵过程中产生的丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸分离。以胺官能化树脂作为吸附剂的吸附法，虽然具有一定的选择性，但洗脱、再生过程需要消耗大量的化学试剂，成本较高；膜工艺的选择性高于前两种方法，但较高的膜成本、运行及维护成本限制了其使用范围。

至今为止，尚未见到采用溶剂萃取法实现乙酸和丙酸等挥发性脂肪酸有效分离的相关研究报导。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于溶剂萃取法分离回收厌氧发酵液混合挥发性脂肪酸中乙酸的方法，与一般的溶剂萃取法不同，本发明方法将乙酸保留在水相中而非萃取到有机相中，而是将丙酸等挥发性脂肪酸从水相中萃取去除，从而实现乙酸和丙酸等挥发性脂肪酸的分离，再通过蒸发进行乙酸的浓缩。本方法所使用的天然溶剂具有环境友好、可持续性和低成本的优点，同时混合溶剂萃取过程具有较高的乙酸选择性。

本发明的技术方案如下：

一种从有机固废厌氧发酵液中回收乙酸的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将有机固废厌氧发酵液进行固液分离，收集水相，得到固液分离处理后发酵液；

(2)将步骤(1)得到的固液分离处理后发酵液通过微滤膜分离，去除菌体，得到微滤膜处理后发酵液；

(3)向步骤(2)得到的微滤膜处理后发酵液中投加适量的无机酸调节pH至2.0-3.0；

(4)将步骤(3)中调节pH至酸性的液体与复合萃取剂混合，使挥发性脂肪酸和萃取剂进行萃取反应，得到水相和有机相；

(5)将步骤(4)得到的水相和有机相的混合液进行离心，分离水相与有机相，得到离心处理后水相；

(6)向步骤(5)得到的离心处理后水相中投加适量的无机碱调节pH至8.0-9.0，并通过微滤膜分离，去除蛋白质，得到微滤膜处理后发酵液；

(7)对步骤(6)得到的微滤膜处理后发酵液进行蒸发浓缩，蒸发至一定体积时，投加适量的无机酸离心，收集上清液，得到含有高浓度乙酸的液体化学品。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述有机固废厌氧发酵液包括但不限于餐饮垃圾、厨余垃圾、粪污、动物固废等有机固废厌氧发酵液等。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述有机固废厌氧发酵液含有乙酸等挥发性脂肪酸为主要发酵产物。

在本发明的一种实施方式中，所述的步骤(1)中的有机固废厌氧发酵液中乙酸浓度在6000mg/L～16000mg/L之间。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述固液分离可以是离心分离或压滤、过滤分离的任一种。