CN106882909A - 治理黄原胶发酵废水的环保工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种治理黄原胶发酵废水的环保工艺，其包括下述步骤：将黄原胶工业废水流经多重格栅，排入沉降池，所述多重格栅的栅隙逐渐减小，然后加入吸附剂，按照每吨污水添加0.5kg的添加量将吸附剂添加到污水中，进行沉降处理，然后经水解酸化厌氧生化处理‑生物修复处理。本申请的生物修复制剂可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。还能减少污泥的产量，有利于废液中COD以及氨氮等污染物的去除，应用前景良好。
Description
技术领域
本发明涉及生物发酵行业废水处理领域，具体公开一种治理黄原胶发酵废水的环保工艺。
背景技术
黄原胶发酵废水来源于黄原胶发酵和提取过程的几道工序。低浓度的废水中无有毒有害物质，主要为精馏塔回收酒精后的外排废水和设备清洗废水，主要污染物为未利用的淀粉、蛋白质等有机物。黄原胶发酵废水的成分比较复杂，主要含有无机盐及一定量的糖类和有机小分子物质。其中大部分为生物胶，生物胶为类纤维素胶类，其结构比较稳定，很难分解，生化处理比较困难，大量发酵废液从工厂排出，造成对环境的严重污染。黄原胶发酵废水的COD浓度非常高，虽经厂内各种废水的稀释，混合废水的COD 浓度也在上千mg/ L 左右，对这种高浓度有机工业废水的处理技术一直是研究的热点和难点。
最近几年，我国氨基酸生产行业的建设发展较快，已经成为外资投资和中国经济增长的热点，阜丰集团是全球生产黄原胶的龙头企业，水资源污染等环境问题已经成为制约氨基酸生产行业可持续发展的关键。用单一的处理方法要求达标排放是很困难的，只有走综合利用和治理相结合的路线，才能实现清洁生产。
目前对黄原胶废水的处理方法各有不同，物理法能够较快速的去除废水中的物质，但其缺点也不容忽视，如设备要经常清洗等，阻止该法在废水处理中的广泛应用。现有技术中还有采用物理吸附用于废水处理，吸附法主要依赖于吸附剂巨大的比表面积，通过物理吸附或化学吸附来除去水中的污染物。活性炭因具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积，且其化学稳定性好，吸附能力强，常被作为一种重要的吸附剂材料被广泛应用，但其成本较高。还有利用凹凸棒土等非金属离子矿物进行吸附，但天然非金属矿物作为吸附剂有以下几点局限性：天然非金属矿物密度较大且比表面积有限，天然非金属矿物表面多带负电，且直接采用天然非金属粉矿如粘土类矿物作为吸附剂，会存在吸附后固液难以分离的问题。
化学法降解过程则简单但无规则。黄原胶在高温状态下，可以与氧化性物质发生热降解，但此法需要大量的热量。而目前的生物处理方法均需要预处理如絮凝、气浮等。与物理法、化学相比，微生处理废水具有经济高效等显著特点并可实现废水处理的资源化、无害，使得微生物法始终在中占有重要位置。
目前，我国相关科研院校、黄原胶生产企业围绕废水的处理工艺和综合利用做了大量的工作， 提出了不少新的处理工艺和资源化利用方案，氨基酸废水的治理正逐步趋向于新的处理工艺与全流程资源化利用相结合的综合。申请人集团公司多年来致力于公关清洁的黄原胶生产方法，曾经公开过有效处理发酵废液的工艺，其中使用了微生物菌剂，处理COD、氨氮、SS效果好，但是存在菌剂中菌株种类过多，增加了菌株污染的可能性，菌剂使用量偏大，每吨污水需要加0.5-1kg物理吸附剂以及15-20g的菌剂，并且菌剂容易沉积到池底，造成絮集，从而产生大量的污泥，清理比较困难。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种治理黄原胶发酵废水的环保工艺，其生产过程操作简便，符合资源综合利用、节能减排的要求，同时减少了废液排放，减轻了污水处理负担，带来了巨大的经济效益和环保效益。为了实现本发明目的，采用如下技术方案：
一种治理黄原胶发酵废水的环保工艺，其特征在于，包括下述步骤：
A、自然沉降
将黄原胶发酵废水流经多重格栅，后排入沉降池，所述多重格栅的栅隙逐渐减小，然后加入吸附剂，按照每吨污水添加0.5kg的添加量将吸附剂添加到污水中，并吹入空气，再进行沉降处理，即得到工业废水的上清液；
所述吸附剂为：按照贝壳粉、花岗岩、聚合硫酸铁质量比为5:4:1的质量比混合制备；
B、水解酸化厌氧生化处理
先将步骤A中所述的工业废水上清液排入酸碱调节池，pH调节至3-7，然后排入水解酸化池进行水解酸化厌氧生化处理，即得到水解酸化后的工业废水；
C、生物修复处理
将步骤B中所述的水解酸化后的工业废水排入沉淀池，调节pH为6.5-7.0，添加生物修复制剂深度处理，按每立方米液体每次投加生物修复制剂2-3克，每天投加1次，连续投加5-7天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。即可得到符合环保标准的排放水。
所述生物修复制剂由复合微生物菌剂和载体按照1:1的重量比混合制备，所述复合微生物菌剂的活性成分包括下列重量份的原料：
地衣芽孢杆菌发酵液7份、粪产碱杆菌发酵液5份、白色假丝酵母3份、纤维单胞菌4份。
所述地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）为CGMCC NO. 4156(CN102367431)；
所述粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）为 ATCC 31555；
所述白色假丝酵母（Candida albicans）为ATCC 10231;
所述纤维单胞菌 (Cellulomonas sp)为 CGMCC No.2788（CN101481673）。
将地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、白色假丝酵母、纤维单胞菌按照常规培养浓度均控制在1×108个/克，所培养的菌液按照质量比例混合得到复合微生物菌剂；
所述载体的制备方法为：
将沸石和高岭石按照2:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照2:2:1的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1-2mm的颗粒；将颗粒于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
按每立方米液体每次投加生物修复制剂2-3克，每天投加1次，连续投加5-7天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。即可得到符合环保标准的排放水。
本发明取得的有益效果：
1吸附剂为按照贝壳粉、花岗岩、聚合硫酸铁质量比为5:4:1的质量比混合制备，其含有一定的硅酸盐类为主体的天然材料，含有有机质及矿物质，存在于含有硅酸盐类为主体的天然中的微量元素，随着时间的推移会在污水中析出，并在溶解氧、酸根离子的作用下使污水中可溶性污染物发生化学反应，生成凝固体，使水质得到净化。而聚合硫酸铁可使得污水中有机物通过发挥其网捕和架桥等特性，加速污染物的凝集、转化，使得水体中微小颗粒和污染物凝集成絮凝体。
2为了减少对单一特定菌剂的依赖性，避免出现菌剂污染造成的损失，申请人开发了多种微生物制剂，相互补充，保证污水处理的正常运转，本申请复合菌剂专门针对本发明黄原胶提取制备过程的废水，将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效微生物制剂，按一定量投加到废水处理系统中，加速微生物对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行。其含有多种对难降解污染物有优良降解能力的微生物，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快，投加在废水处理系统中，对大分子、难降解物质有良好的降解效果，对传统的氨酸过程排放废水有独特的处理效果。适于本申请制备方法产生废水排放处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。
3 传统的载体，容易沉淀，本发明微生物制剂采用载体和菌液造粒而得，比表面积大，菌体附着力强，密度与水体相当，可以悬浮与水体中，避免了制剂密度过大沉淀于池底造成的微生物分布不均而影响除污效果，还能减少污泥的产量，有利于废液中COD以及氨氮等污染物的去除。
具体实施方式：
实施例1：
取阜丰车间的黄原胶发酵废水，采用如下步骤：
A、自然沉降
将黄原胶发酵废水流经多重格栅，所述多重格栅的栅隙逐渐减小，然后排入沉降池，再加入吸附剂，按照每吨污水添加0.5kg的添加量将吸附剂添加到污水中，并吹入空气，再进行沉降处理，即得到工业废水的上清液；
所述吸附剂为：按照贝壳粉、花岗岩、聚合硫酸铁质量比为5:4:1的质量比混合制备；
B、水解酸化厌氧生化处理
先将步骤A中所述的工业废水上清液排入酸碱调节池，pH调节至4，然后排入水解酸化池进行水解酸化厌氧生化处理，即得到水解酸化后的工业废水；
C、生物修复处理
将步骤B中所述的水解酸化后的工业废水排入沉淀池，调节pH为6.5，添加生物修复制剂深度处理，按每立方米液体每次投加生物修复制剂2克，每天投加1次，连续投加7天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。即可得到符合环保标准的排放水。
所述生物修复制剂由复合微生物菌剂和载体按照1:1的重量比混合制备，所述复合微生物菌剂的活性成分包括下列重量份的原料：
地衣芽孢杆菌发酵液7份、粪产碱杆菌发酵液5份、白色假丝酵母3份、纤维单胞菌4份。
所述地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）为CGMCC NO. 4156；
所述粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）为 ATCC 31555；
所述白色假丝酵母（Candida albicans）为ATCC 10231;
所述纤维单胞菌 (Cellulomonas sp)为 CGMCC No.2788。
将地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、白色假丝酵母、纤维单胞菌按照常规培养浓度均控制在1×108个/克，所培养的菌液按照质量比例混合得到复合微生物菌剂；
所述载体的制备方法为：
将沸石和高岭石按照2:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照2:2:1的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1-2mm的颗粒；将颗粒于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
按每立方米液体每次投加生物修复制剂2-3克，每天投加1次，连续投加5-7天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。即可得到符合环保标准的排放水。
实施例2：
取阜丰车间的黄原胶发酵废水，采用如下步骤：
A、自然沉降
将黄原胶发酵废水流经多重格栅，所述多重格栅的栅隙逐渐减小，然后排入沉降池，再加入吸附剂，按照每吨污水添加0.5kg的添加量将吸附剂添加到污水中，并吹入空气，再进行沉降处理，即得到工业废水的上清液；
所述吸附剂为：按照贝壳粉、花岗岩、聚合硫酸铁质量比为5:4:1的质量比混合制备；
B、水解酸化厌氧生化处理
先将步骤A中所述的工业废水上清液排入酸碱调节池，pH调节至6，然后排入水解酸化池进行水解酸化厌氧生化处理，即得到水解酸化后的工业废水；
C、生物修复处理
将步骤B中所述的水解酸化后的工业废水排入沉淀池，调节pH为7.0，添加生物修复制剂深度处理，按每立方米液体每次投加生物修复制剂3克，每天投加1次，连续投加5天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。即可得到符合环保标准的排放水。
所述生物修复制剂由复合微生物菌剂和载体按照1:1的重量比混合制备，所述复合微生物菌剂的活性成分包括下列重量份的原料：
地衣芽孢杆菌发酵液7份、粪产碱杆菌发酵液5份、白色假丝酵母3份、纤维单胞菌4份。
所述地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）为CGMCC NO. 4156；
所述粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）为 ATCC 31555；
所述白色假丝酵母（Candida albicans）为ATCC 10231;
所述纤维单胞菌 (Cellulomonas sp)为 CGMCC No.2788。
将地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、白色假丝酵母、纤维单胞菌按照常规培养浓度均控制在1×108个/克，所培养的菌液按照质量比例混合得到复合微生物菌剂；
所述载体的制备方法为：
将沸石和高岭石按照2:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照2:2:1的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1-2mm的颗粒；将颗粒于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
按每立方米液体每次投加生物修复制剂2-3克，每天投加1次，连续投加5-7天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。即可得到符合环保标准的排放水。
实施例3 处理废水效果实例
取阜丰生产车间的黄原胶发酵废液为例（COD 为4360mg/L、氨氮289.5mg/L、硫化物310mg/L），以实施例1的方法为例，取样测定COD、氨氮、硫化物数据；并且设置对照组，检测菌剂中各菌株的配伍效果：
对照组1：不添加地衣芽孢杆菌，其余同实施例1；
对照组2：不添加粪产碱杆菌，其余同实施例1；
对照组3：不添加白色假丝酵母，其余同实施例1；
对照组4：不添加纤维单胞菌，其余同实施例1；
对照5组：不添加步骤A的吸附剂，其余同实施例1.
具体检测结果见表1：
表1废水处理实例
| 实施例1（mg/L） | 对照组1（mg/L） | 对照组2（mg/L） | 对照组3（mg/L） | 对照组4（mg/L） | 对照组5 mg/L | |
| COD去除率（%） | 97.7% | 50.4% | 43.2% | 74.7% | 62.1% | 62.2% |
| NH3-N去除率（%） | 98.3% | 61.3% | 61.5% | 52.8% | 49.5% | 41.4% |
| 硫化物去除率（%） | 99.2% | 44.7% | 58.7% | 51.5% | 52.3% | 50.7% |
| 澄清度 | 25cm | 16cm | 14cm | 19cm | 16cm | 15cm |
结论，本发明制剂中菌类合理配伍，协同性强，配合物理吸附剂，能够有效地去除废液中的COD、氨氮以及硫化物。
实施例4
试验组：本发明实施例1的方法；
对照组：申请人之前的发明专利技术“黄原胶生产废水的生化制剂及其制备方法”检测了微生物制剂的密度、更换频率以及污泥产生量等指标，具体见表2：
表2 载体研究实验
| 指标 | 密度g/ml | 更换频率d | 第10天污泥产生量g/L | 第20天污泥产生量g/L |
| 试验组 | 1.08 | 60d | 4.7 | 9.8 |
| 对照组 | 1.29 | 20d | 9.4 | 20.3 |
本发明经过对载体改性造粒，使得菌剂分布更加均匀，加速污染物的凝集、转化，使得水体中微小颗粒和污染物凝集成絮凝体，降低了更换使用频率，减少了污泥的产生。
以上列举的仅是本发明的最佳具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种治理黄原胶发酵废水的环保工艺，其特征在于，包括下述步骤：
自然沉降-水解酸化厌氧生化处理-生物修复处理。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述自然沉降，包括如下步骤：
将黄原胶发酵废水流经多重格栅，排入沉降池，然后加入吸附剂，按照每吨污水添加0.5kg的添加量将吸附剂添加到污水中，进行沉降处理；所述多重格栅的栅隙逐渐减小；所述吸附剂由贝壳粉、花岗岩、聚合硫酸铁按照5:4:1的质量比混合制备而得。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述水解酸化厌氧生化处理，包括如下步骤：将经过自然沉降的废水排入酸碱调节池，pH调节至3-7，然后排入水解酸化池进行水解酸化厌氧生化处理。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述生物修复处理，包括如下步骤：
将经水解酸化厌氧生化处理的废水排入沉淀池，调节pH为6.5-7.0，添加生物修复制剂深度处理，按每立方米液体每次投加生物修复制剂2-3克，每天投加1次，连续投加5-7天，再静置3天。
5.根据权利要求1-4所述的工艺，其特征在于，所述生物修复制剂由复合微生物菌剂和载体按照1:1的重量比混合制备，所述复合微生物菌剂包括下列重量份的原料：
地衣芽孢杆菌发酵液7份、粪产碱杆菌发酵液5份、白色假丝酵母3份、纤维单胞菌4份。
6.根据权利要求1-5所述的工艺，其特征在于
所述地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）为CGMCC No. 4156；
所述粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）为 ATCC 31555；
所述白色假丝酵母（Candida albicans）为ATCC 10231；
所述纤维单胞菌 (Cellulomonas sp)为 CGMCC No.2788。
7.根据权利要求1-6所述的工艺，其特征在于，所述复合微生物菌剂的制备方法为：
将地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、白色假丝酵母、纤维单胞菌分别按照常规培养至浓度为1×108个/克，所培养的菌液按照重量比例混合即得。
8.根据权利要求5-7所述的工艺，其特征在于，所述载体的制备方法为：
将沸石和高岭石按照2:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照2:2:1的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，造粒后置于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
9.权利要求1-8所述的工艺用于处理黄原胶发酵废水的用途。
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