CN104891679B - 用于处理氨基酸高浓度废水的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氨基酸废水处理领域，公开了用于处理氨基酸高浓度废水的工艺，该工艺包括制备微生物载体，制备微生物制剂，以及生物处理。本发明工艺采用菌类和藻类，配伍合理，能够有效地去除发酵废液中的氨氮、硫化物、磷类物质以及氯化物，完全达到排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及用于处理氨基酸高浓度废水的工艺，属于氨基酸废水处理领域。
背景技术
生物发酵企业在发酵生产各种氨基酸过程中，产生大量的废液，由于发酵氨基酸废水中具有COD、SO4 2-和NH3-N含量高及酸性强等特点，此外，废水中还含有大量的还原糖等营养物质，如果任意排放不仅造成严重的环境污染，而且浪费了宝贵资源。
氨基酸废水处理主要的问题是一次性投资过大，或者日常运行费用过高，多数厂家无法承受，不得不长期维持超标排放的现状。申请人先前的研究是将废水用作制备肥料，其适合具备肥料生产资质和能力的企业，但是对于其他氨基酸生产企业，并不能达到生产肥料的目的。
目前，研究较热的是生物制剂，其具备成本低廉，不会造成二次污染等优点，但是具备微生物配伍不合理，处理效率低下，以及微生物载体存在内部传质差，不易透光，比表面积小，使用寿命短等缺陷；生物制剂需要投放的次数多，增加了成本，而且投放量大，产生的污泥量大，不容易处理。
发明内容
本发明的目的是针对传统工艺的不足，提供了用于处理氨基酸高浓度废水的工艺，该工艺投入量少，处理效果佳，使用寿命长，成本低廉，减轻了企业负担。为了实现本发明目的，采用如下技术方案：
用于处理氨基酸高浓度废水的工艺，包括如下步骤：
步骤1）制备微生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，硅胶粉1-2份，秸秆2-3份，甲壳素2-3份，高岭土3-4份，麸皮4-5份，淀粉醚5-6份，腐植酸7-8份，聚乙烯醇10-12份，水20-22份；优选地，硅胶粉的粒径为200目；
B）将腐植酸粉碎，然后添加高岭土和麸皮，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将秸秆用粉碎机粉碎，然后过50目筛，即得秸秆粉；
D）将硅胶粉，秸秆粉，甲壳素，淀粉醚，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，200转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％（重量份数），即得微生物载体；
步骤2）制备微生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液，嗜酸乳酸杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照5：3：3：2：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的微生物载体按照1：3的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％（重量份数），即得。
步骤3）生物处理：
往氨基酸高浓度废水中添加氨水，调整废水的pH为7-7.5，然后按照5g生物制剂：1立方米废水的添加量添加微生物制剂，再静置六天，排出。
本发明所述菌种和藻类均可以从保藏中心等商业途径购买得到。
本发明所述的菌种和藻类均可通过常规的培养方法得到所需浓度的菌液或藻液，此并非本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。
本发明取得的有益效果主要包括：
本发明处理废水的工艺简单可行，成本低廉，处理效果好；
本发明提供的微生物载体，采用不同粒径的原料，不仅能够扩大载体的比表面积，而且具有抗拉强度大、分布均匀、比表面积大，使用寿命长等特点；
本发明提供的微生物载体能够大大提高微生物的附着量，增加整体附着的生物膜量，反应槽中的微生物浓度得以提高，并且能够减少污泥产生量；
本发明微生物载体提供的厌氧、缺氧和好氧的多样环境的存在可以促进硝化反硝化效果，同时促进污泥的减量化，有利于废水中氨氮等污染物的去除；
本发明的微生物制剂将各种能形成优势菌群的菌种和藻类，配制成高效生物制剂，各微生物之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，生物量大，繁殖快。
本发明生物制剂适于废水液处理，便于运输及保存，使用时更容易激活，运行成本低廉。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
用于处理氨基酸高浓度废水的工艺，包括如下步骤：
步骤1）制备微生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，硅胶粉1份，秸秆2份，甲壳素2份，高岭土3份，麸皮4份，淀粉醚5份，腐植酸7份，聚乙烯醇10份，水20份；
B）将腐植酸粉碎，然后添加高岭土和麸皮，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将秸秆用粉碎机粉碎，然后过50目筛，即得秸秆粉；
D）将硅胶粉，秸秆粉，甲壳素，淀粉醚，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，200转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％（重量份数），即得微生物载体；
步骤2）制备微生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液，嗜酸乳酸杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照5：3：3：2：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的微生物载体按照1：3的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％（重量份数），即得。
步骤3）生物处理：
往氨基酸高浓度废水中添加氨水，调整废水的pH为7.5，然后按照5g生物制剂：1立方米废水的添加量添加微生物制剂，再静置六天，排出。
实施例2
用于处理氨基酸高浓度废水的工艺，包括如下步骤：
步骤1）制备微生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，硅胶粉2份，秸秆3份，甲壳素3份，高岭土4份，麸皮5份，淀粉醚6份，腐植酸8份，聚乙烯醇12份，水22份；其中，硅胶粉的粒径为200目；
B）将腐植酸粉碎，然后添加高岭土和麸皮，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将秸秆用粉碎机粉碎，然后过50目筛，即得秸秆粉；
D）将硅胶粉，秸秆粉，甲壳素，淀粉醚，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，200转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％（重量份数），即得微生物载体；
步骤2）制备微生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液，嗜酸乳酸杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照5：3：3：2：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的微生物载体按照1：3的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％（重量份数），即得；
其中，枯草芽孢杆菌为（Bacillus subtilis）CGMCC NO： 2947(可参见CN101838621A)，嗜酸乳酸杆菌为(Lactobacillus acidophilus) ATCC4356(可参见Appl.
Environ. Microbiol.December 2008 vol. 74,no. 24 7824-7827)，鲍曼不动杆菌为(Acinetobacter baumanii) 为ATCC 19606（可参见Infect Immun. 2012 Mar;80(3):1015-24），鞘氨醇单孢菌为（Sphingomonas
sp．） CGMCC NO.4589（可参见CN102168054A），斜生栅藻为（Scenedesmus obliquus）CGMCC No.8015（可参见CN103484374A），小球藻为（Chlorella sp.）CGMCC NO：3037（CN101565675A）。
步骤3）生物处理：
往氨基酸高浓度废水中添加氨水，调整废水的pH为7，然后按照5g生物制剂：1立方米废水的添加量添加微生物制剂，再静置六天，排出。
实施例3
本发明工艺的效果试验：
以去除发酵菌体、蛋白以及多糖等物质的氨基酸发酵产生的高浓度废水为处理样品进行试验。
对照组1：使用锯末载体；微生物类型和试验组相同；处理方式：连续投加三天后，每天5g/立方米，再静置六天，检测处理结果见表1。
对照组2：载体与实施例2相同，不同之处是，仅添加四种菌，但不添加藻类；处理方式：第一天投加5g/立方米，再静置六天，检测处理结果见表1。
试验组：按照本发明实施例2的工艺。
表1
| 处理前（mg/L） | 处理后（对照组1）（mg/L） | 处理后（对照组2）（mg/L） | 处理后（试验组）（mg/L） | |
| COD | 1587 | 14.3 | 46.8 | 5.7 |
| NH3-N | 196 | 9.1 | 15.3 | 4.4 |
| 硫化物 | 46.8 | 5.5 | 6.2 | 2.1 |
| P2O5 | 11.2 | 1.8 | 2.7 | 0.4 |
| 氯离子 | 8.9 | 2.2 | 3.1 | 0.3 |
结论：本发明工艺简单可行，去除污染物效果好，成本低廉；本发明制备的微生物载体为大空网状结构，微生物附着效果好，而且投入次数和重量均减少，使用寿命长，无需多次投放，节约了成本，降低了污泥的产生量。本发明微生物制剂中菌类和藻类合理配伍，能够有效地去除发酵废液中的氨氮、硫化物、磷类物质以及氯化物，完全达到排放标准。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.用于处理氨基酸高浓度废水的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
步骤1）制备微生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，硅胶粉1-2份，秸秆2-3份，甲壳素2-3份，高岭土3-4份，麸皮4-5份，淀粉醚5-6份，腐植酸7-8份，聚乙烯醇10-12份，水20-22份；
B）将腐植酸粉碎，然后添加高岭土和麸皮，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将秸秆用粉碎机粉碎，然后过50目筛，即得秸秆粉；
D）将硅胶粉，秸秆粉，甲壳素，淀粉醚，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，200转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％（重量份数），即得微生物载体；
步骤2）制备微生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液，嗜酸乳酸杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照5：3：3：2：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的微生物载体按照1：3的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％（重量份数），即得；
步骤3）生物处理：
往氨基酸高浓度废水中添加氨水，调整废水的pH为7-7.5，然后按照5g生物制剂：1立方米废水的添加量添加微生物制剂，再静置六天，排出。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述硅胶粉的粒径为200目。
3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌为CGMCC NO.2947，所述嗜酸乳酸杆菌为ATCC 4356，所述鲍曼不动杆菌为ATCC 19606，所述鞘氨醇单孢菌为CGMCC NO.4589，所述斜生栅藻为CGMCC No.8015，所述小球藻为CGMCC NO.3037。
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