專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高濃度味精廢水治理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及味精制造及其廢水治理的技術(shù)領(lǐng)域。是一種高濃度味精廢水的新的治理工藝方法。
我國(guó)味精廢水治理技術(shù)的研究已進(jìn)行了很多年，并出現(xiàn)了不少治理工藝方法。
目前各廠普遍使用用等電廢水或離交廢水培養(yǎng)飼料酵母的工藝來(lái)減輕排水的污染。該方法可將味精廢水的COD下降到13,000mg/L以后排放，但遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。且大多數(shù)工廠飼料酵母生產(chǎn)成本過(guò)高，銷(xiāo)售收入尚不能抵消生產(chǎn)成本消耗。
近幾年來(lái)，出現(xiàn)了幾種用清潔生產(chǎn)工藝和治理技術(shù)相結(jié)合的高濃度味精廢水綜合治理技術(shù)。希望通過(guò)綜合治理，使工廠有可能在解決污水治理問(wèn)題的同時(shí)，產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)效益。其中技術(shù)思路比較完整的方法是用濃縮—載體干燥法生產(chǎn)蛋白飼料及液體肥料的方法。該方法將高濃度味精廢水加熱后用絮凝劑加速菌體的沉降，然后經(jīng)分離得到菌體濃液，加入玉米渣皮作載體進(jìn)行烘干，得到副產(chǎn)品蛋白飼料。除菌后的廢水經(jīng)蒸發(fā)濃縮后再加入化學(xué)藥劑調(diào)到等電點(diǎn)，離心分離后得到味精的中間產(chǎn)品谷氨酸。谷氨酸分離后的母液作為液體肥料出售，從而消除高濃度味精廢水的排放。
該方法存在的主要問(wèn)題是廢水濃縮操作費(fèi)用太大。年產(chǎn)一萬(wàn)噸味精的工廠，產(chǎn)生12萬(wàn)噸/年的高濃度味精廢水，其濃縮蒸發(fā)量至少在10萬(wàn)噸/年以上。僅為濃縮的蒸汽消耗開(kāi)支在400萬(wàn)元/年以上。另外谷氨酸分離后的母液是強(qiáng)酸性的。能不能直接作為液體肥料是一個(gè)大問(wèn)題。即使可以使用，在農(nóng)業(yè)上不需要施肥的時(shí)期，廢水作為液體肥料無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，只有排放。所以用這個(gè)辦法要做到“消除排放”實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)。
另有一種技術(shù)思路上更為完善的方法是谷氨酸提取閉路循環(huán)新工藝技術(shù)。該方法以常溫等電結(jié)晶和晶體分離獲得主產(chǎn)品谷氨酸。谷氨酸結(jié)晶母液用混凝沉淀法除菌體并烘干得到第一個(gè)副產(chǎn)品菌體蛋白粉。除菌后的清母液蒸發(fā)濃縮，并對(duì)濃縮母液冷卻結(jié)晶得到第二個(gè)副產(chǎn)品硫酸銨作為化肥出售。對(duì)硫酸銨結(jié)晶母液進(jìn)行焦谷氨酸開(kāi)環(huán)操作并過(guò)濾，濾渣即為第三個(gè)副產(chǎn)品腐殖酸有機(jī)肥料。最終得到的富含谷氨酸的酸性脫色廢液用于代替硫酸或鹽酸調(diào)節(jié)下一批次發(fā)酵液等電點(diǎn)結(jié)晶，完成高濃度味精廢水的閉路循環(huán)。
該方法存在的主要問(wèn)題也是廢水濃縮的操作費(fèi)用太大。而且由于處理過(guò)程中加入了數(shù)量較大的混凝劑稀溶液，使蒸發(fā)濃縮操作負(fù)荷更為加大。另一個(gè)問(wèn)題是主要副產(chǎn)品硫酸銨的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)銷(xiāo)售的可能性問(wèn)題。即使是正規(guī)化肥廠生產(chǎn)的硫銨，因其對(duì)土壤有板結(jié)作用，含氮量低，生產(chǎn)成本高，所以該化肥在市場(chǎng)上很難銷(xiāo)售。目前已屬于逐漸被淘汰的產(chǎn)品。從味精廢水中回收的硫銨，其質(zhì)量很差，不可能符合硫酸銨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB535-79所規(guī)定的質(zhì)量要求。在當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品能否進(jìn)入市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售還是個(gè)問(wèn)題。即使可以銷(xiāo)售出去，其價(jià)位最多與含氮量與之相當(dāng)?shù)恼?guī)氮肥產(chǎn)品碳酸氫銨相當(dāng)，只能賣(mài)300元/噸左右，不可能按700～800元/噸上市場(chǎng)。所以以蒸發(fā)濃縮和冷凍結(jié)晶等高能耗手段為代價(jià)，從味精廢水中回收硫銨，是否值得這么做也是個(gè)問(wèn)題。最后一個(gè)問(wèn)題是關(guān)于能否長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)的可能性問(wèn)題。廢水能長(zhǎng)期閉路循環(huán)于生產(chǎn)過(guò)程中，必須有兩個(gè)前提一是處理過(guò)程中污染物質(zhì)進(jìn)入體系和離開(kāi)體系在數(shù)量上必須平衡，另一個(gè)是污水中沒(méi)有任何對(duì)生產(chǎn)工藝有礙的因素存在和積累。事實(shí)上要做到所有進(jìn)入或產(chǎn)生的新物質(zhì)全部回收出來(lái)是很難做到的。所以要做到上述兩點(diǎn)，光憑中試結(jié)果或模擬計(jì)算是不足以令人放心的。能不能真正閉路循環(huán)還必須在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中長(zhǎng)時(shí)間的觀察。
本發(fā)明的目的是避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，向味精行業(yè)提供一套適合于我國(guó)國(guó)情的技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，副產(chǎn)品有暢銷(xiāo)市場(chǎng)的高濃度味精廢水綜合治理工藝技術(shù)。將味精廢水作為一種生產(chǎn)原料，通過(guò)幾段清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)優(yōu)化組合的綜合治理過(guò)程，在生產(chǎn)主產(chǎn)品谷氨酸和各種副產(chǎn)品的同時(shí)，逐段消化廢水中的有機(jī)物，削減其COD，直到廢水失去利用價(jià)值之后再用生化法對(duì)其進(jìn)行最后一段處理，做到達(dá)標(biāo)排放，使高濃度味精廢水治理成為一種贏利性的生產(chǎn)事業(yè)。
本發(fā)明的目的是按下面步驟實(shí)現(xiàn)的1.將味精生產(chǎn)過(guò)程中COD為最高峰值的谷氨酸發(fā)酵液(COD為120,000～130,000mg/L)作為本發(fā)明治理工藝的起點(diǎn)。用轉(zhuǎn)速高于5,000轉(zhuǎn)/分的高速離心分離機(jī)，對(duì)谷氨酸發(fā)酵液進(jìn)行除菌處理，經(jīng)三級(jí)濃縮并逆流水洗后的濃菌液經(jīng)加熱溶菌并烘干。
2.對(duì)除菌后的谷氨酸發(fā)酵液用常規(guī)的低溫等電點(diǎn)—離子交換工藝提取谷氨酸晶體，液體成為離交廢水。
3.采用浙江省微生物研究所的YTA-11菌種及其相應(yīng)的發(fā)酵工藝對(duì)離交廢水進(jìn)行發(fā)酵。并用高速離心分離機(jī)從發(fā)酵液中提取酵母后烘干，形成飼料酵母。液體成為酵母廢水。
4.向酵母廢水加入無(wú)毒的有機(jī)混凝劑，通過(guò)混凝沉淀、分離、脫水烘干回收廢水中的殘余酵母，上清液再作進(jìn)一步處理。
5.將淘米廢水和洗布廢水摻入上清液中，采用常用的SBR批序式生化處理工藝對(duì)廢水進(jìn)行最后一段處理，使廢水的COD、NH3-N等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)全面達(dá)到排污標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的工藝流程示于附圖
。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述1.發(fā)酵液由谷氨酸發(fā)酵罐排出。
發(fā)酵液進(jìn)入離心分離機(jī)進(jìn)行除菌。離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為6,600轉(zhuǎn)/分，噴嘴直徑1.0～1.1毫米。分離后，清液由輕相排出口離開(kāi)分離機(jī)，進(jìn)入等電罐。
濃菌液由分離機(jī)噴嘴排出，經(jīng)濃縮水洗后進(jìn)入加熱烘干系統(tǒng)。濃菌液經(jīng)加熱溶菌并烘干，形成第一個(gè)副產(chǎn)品含蛋白量約68％的菌體蛋白粉(飼料蛋白添加劑)。
通過(guò)這一段處理，使谷氨酸發(fā)酵液的COD由其最高峰值130,000mg/L開(kāi)始削減掉10,000mg/L左右。
2.在等電罐中，離心除菌后的谷氨酸發(fā)酵液用低溫等電點(diǎn)工藝結(jié)晶谷氨酸，再用離子交換工藝進(jìn)一步提取谷氨酸晶體，經(jīng)離心過(guò)濾獲得主產(chǎn)品谷氨酸。
通過(guò)這一段處理，使谷氨酸發(fā)酵液變成離交廢水，其COD進(jìn)一步削減到30,000mg/L左右。
3.在飼料酵母發(fā)酵罐中，離交廢水經(jīng)過(guò)約32小時(shí)發(fā)酵，形成酵母菌。發(fā)酵液引入離心機(jī)分離除菌提取酵母菌。濃菌液進(jìn)入加熱烘干系統(tǒng)，形成含蛋白量約55％的酵母蛋白粉(飼料蛋白添加劑)。分離液(即酵母廢水)由分離機(jī)輕相出口進(jìn)入混凝沉淀罐。
通過(guò)這一段處理，使離交廢水變成酵母廢水，其COD則由30,000mg/L再一次削減到10,000mg/L以下。
4.在混凝沉淀罐中，向酵母廢水加入無(wú)毒有機(jī)混凝劑，例如用中船總第718研究所研制的HD718雙組分混凝劑，在PH值為5.5～6條件下，HD718A組分加入量為廢水量的1/1000～1/500，HD718B組分加入量為10-50ppm。絮體形成后沉降一小時(shí)左右，回收廢水中的殘余酵母菌，沉渣經(jīng)脫水形成濃菌液，進(jìn)入加熱烘干系統(tǒng)烘干后形成酵母蛋白粉。
通過(guò)這一段處理，增加了高蛋白飼料酵母粉的產(chǎn)量，同時(shí)使酵母廢水的COD由10,000mg/L下降到6,000～7,000mg/L以下，硫酸根濃度降低20％左右。
5.由混凝沉淀罐排出的上清液和淘米水、洗布水一并進(jìn)入SBR生化處理系統(tǒng)，其處理周期約4.5小時(shí)，出水水質(zhì)全面符合GB8978-96要求達(dá)標(biāo)排放。
用本發(fā)明處理高濃度味精廢水后可以得到如下積極效果(以一萬(wàn)噸/年味精廠為例)1.高濃度味精廢水(120,000噸/年)最終達(dá)標(biāo)排放；2.可以獲得副產(chǎn)品含蛋白量68％左右的菌體蛋白粉700噸/年，扣除生產(chǎn)成本，可獲凈利120萬(wàn)元/年左右。
3.先除菌后等電點(diǎn)—離交提取谷氨酸晶體，其收率可以提高1～3％；每提高1％收率可獲凈利100萬(wàn)元/年左右。
4.可獲得副產(chǎn)品含蛋白量55％左右的飼料酵母蛋白粉1,500噸/年，扣除生產(chǎn)成本，可獲凈利140萬(wàn)元/年。
5.SBR生化處理達(dá)標(biāo)排放，運(yùn)行費(fèi)用不超過(guò)50萬(wàn)元/年。
某味精廠谷氨酸發(fā)酵液COD實(shí)測(cè)值為127,700mg/L。
經(jīng)提取谷氨酸發(fā)酵菌體后COD下降到112,700mg/L。
經(jīng)等電點(diǎn)—離交工藝提取谷氨酸晶體后COD下降到28,700mg/L。
經(jīng)飼料酵母發(fā)酵并用離心機(jī)提取酵母菌后COD下降到8,000mg/L。
對(duì)酵母廢水加入混凝劑HD718A和HD718B進(jìn)行混凝沉淀后，其上清液的COD下降到4,000mg/L。
上清液經(jīng)SBR生化處理，排水周期為4.5小時(shí)，出水COD下降到100mg/L，其他水質(zhì)指標(biāo)符合GB8978-96綜合排放水標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的味精行業(yè)排水水質(zhì)要求。
權(quán)利要求
1.一種高濃度味精廢水治理工藝，其特征在于用如下工序組合而成的處理流程A.用高速離心分離機(jī)對(duì)谷氨酸發(fā)酵液進(jìn)行除菌處理；B.對(duì)除菌后的谷氨酸發(fā)酵液用低溫等電點(diǎn)加離子交換工藝提取谷氨酸晶體；C.用耐酸飼料酵母菌種及其相應(yīng)的發(fā)酵工藝對(duì)離交廢水進(jìn)行發(fā)酵后，采用離心分離和混凝沉淀兩次回收酵母菌，制取飼料酵母蛋白粉同時(shí)酵母廢水的COD降到了生化處理可以接受的范圍；D.用SBR批序式生化處理工藝對(duì)廢水進(jìn)行最終處理，并使其達(dá)標(biāo)后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度味精廢水治理工藝，其特征在于高速離心分離機(jī)可采用轉(zhuǎn)速大于5000轉(zhuǎn)/分的碟片式分離機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度味精廢水治理工藝，其特征在于耐酸飼料酵母可采用YTA-11耐酸菌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度味精廢水治理工藝，其特征在于混凝沉淀可采用無(wú)毒的有機(jī)混凝劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的高濃度味精廢水治理工藝，其特征在于無(wú)毒的有機(jī)混凝劑可采用HD718雙組分混凝劑。
全文摘要
一種高濃度味精廢水治理的工藝。將味精廢水作為一種生產(chǎn)原料,在味精生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)離心分離提取谷氨酸酶母菌體,低溫等電點(diǎn)加離子交換工藝提取谷氨酸晶體,離交廢水培養(yǎng)高蛋白飼料酵母發(fā)酵后用離心分離和混凝沉淀兩次回收飼料酵母把廢水的COD最后削減到6,000～7,000mg/L以下,再用SBR批序式生化處理做最后一段處理,使廢水符合GB8978－96標(biāo)準(zhǔn)后排放。不僅獲得了環(huán)境效益,而且通過(guò)生產(chǎn)副產(chǎn)品獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益,從而使味精廢水治理成為一種生產(chǎn)性的盈利事業(yè)。
文檔編號(hào)A23K1/06GK1187472SQ9712214
公開(kāi)日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1997年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月25日
發(fā)明者周?chē)?guó)忠, 鮑啟鈞, 丁金夫, 孫偉, 江少軍, 張洪昌, 曾華 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶工業(yè)總公司九環(huán)環(huán)保工程集團(tuán)