发明内容
本发明目的就在于克服上述现有技术的缺陷,提供一种实现维生素B12生产废水回收利用,降低处理成本,减少环境污染的维生素B12生产废水部分替代泰乐菌素发酵生产用水的方法回收利用方法。
为实现上述目的所采取的技术方案为:
一种维生素B12生产废水部分替代泰乐菌素发酵生产用水的方法回收利用方法,其特征是:将经过预处理、吸附处理、陶瓷膜过滤处理和超滤处理后的维生素B12生产废水作为生产用水直接回用到泰乐菌素发酵生产中。
所述处理后的维生素B12生产废水代替泰乐菌素一级种子培养基、二级种子培养基和发酵培养基中的部分用水,替换比例分别为6~10%、21~25%和30~40%。
所述预处理过程为:首先用碱液调整维生素B12生产废水pH至8.5~9.5,然后加热升温至80~100℃,保温20~30min。
所述碱液为碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液,浓度控制在30~50%。
所述吸附处理是指:维持预处理后的维生素B12生产废水温度30~40℃,加入珍珠岩/聚苯胺复合吸附剂,继续搅拌30~60min,然后静置80~100min。
所述珍珠岩/聚苯胺复合吸附剂用量为,复合吸附剂用量kg︰维生素B12废水m3=3~5︰10。
所述珍珠岩/聚苯胺符合吸附剂采用如下方法制备:将粉碎后的珍珠岩加水溶解,质量浓度控制在15~25%,用盐酸调节pH至3~3.5,然后加入氯化铵和聚苯胺,升温至35~45℃,持续搅拌120~150min,过滤,干燥即可;
其中氯化铵用量为,珍珠岩kg︰氯化铵kg=1︰0.04~0.06,
聚苯胺用量为,珍珠岩kg︰聚苯胺L=1︰0.2~0.3。
所述陶瓷膜过滤处理过程中,陶瓷膜材质为氧化钛,孔径为0.5μm。
所述超滤处理是指采用错流模式进行循环过滤,错流流速控制在7~9L/s,压力控制0.1~0.2MPa,滤液温度控制在30~50℃;超滤膜材质是改性丙烯酸聚合物,截留分子量大于6kDa。采用本发明的方法,具有以下技术优势:
1 维生素B12生产废水经处理后,其水质质量情况如下:
维生素B12废水经处理后达到的指标
序号 | 内容 | 结果 |
1 | COD (mg/L) | <6000 |
2 | BOD<sub>5</sub> (mg/L) | <4200 |
3 | SS (mg/L) | 0 |
4 | SO<sub>4</sub><sup>2~</sup> (mg/L) | <200 |
5 | NH<sub>3</sub>~H (mg/L) | <300 |
6 | 铝(mg/L) | <10 |
7 | 钴(mg/L) | <10 |
8 | 钙(mg/L) | <5 |
9 | 锌(mg/L) | <5 |
10 | 色度去除率(%) | >90% |
2采用精处理过维生素B12生产废水替代部分泰乐菌素生产发酵用水,生产成本下降了3%以上,其大生产发酵单位为13000~15000µ/ml,泰乐菌素A组分含量为94~95%、总组分为97~99%。
3 实现了维生素B12废水的零排放。
本发明将经处理的维生素B12生产废水直接回用到泰乐菌素发酵生产中,实现了废水资源化利用工艺同企业现有的泰乐菌素生产工艺相结合,既实现维生素B12废水零排放,降低环境污染指数和环保处理成本,为维生素B12的洁净化工业生产提供可靠的依据,同时又可以减少泰乐菌素发酵生产用水,降低其生产成本,为泰乐菌素的可持续发展提供了保障。本发明中维生素B12废水处理工艺简单,成本低。
具体实施方式
下面用实例予以说明本发明,应该理解的是,实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。
下述实施例中,泰乐菌素发酵工艺采用目前国内常规的以弗氏链霉菌为发酵菌种、三级发酵模式生产。种子培养基的碳源是豆油,氮源是鱼粉、花生饼粉、玉米蛋白粉、玉米浆和甜菜碱。具体工艺可以为:
1)一级种子培养:首先将一级种子培养基灭菌,冷却,并用无菌空气保压,然后在火焰保护下,将已经培养好的弗氏链霉菌母瓶发酵液接入一级种子罐进行培养;
2)二级种子培养:先将二级种子培养基灭菌,冷却,并用无菌空气保压,然后将一级种子液全部移入二级种子罐进行培养;
3)发酵培养:先将发酵培养基灭菌,冷却,并用无菌空气保压,然后将二级种子液全部移入发酵罐进行培养;
一级种子培养条件为:罐压0.01~0.05MPa;罐温28~32℃;空气流量:60~130m3/h;pH6~8;培养时间20~30h。一级种子培养结束,其菌体浓度15~25%;pH值6~8;无其它杂菌污染;
二级种子培养条件为:罐压0.01~0.05MPa;罐温28~33℃;空气流量1000~1100m3/h; pH值6~8;培养时间:30~40h。二级种子培养结束,其菌体浓度30~40%;pH值6~8;周期30~40h;无其它杂菌污染;
发酵培养条件为:
A 培养温度28~32℃、搅拌转速200~220r/min;
b 组分转化开始~发酵结束:温度35~38℃、转速250~260r/min;
c 发酵周期:培养时间160~180h;
d pH控制:发酵过程中pH6.0~8.0;
e 无菌检查:发酵过程中进行菌检,要求无其它杂菌;
发酵培养停止条件为:
A 泰乐菌素A组份>86%;泰乐菌素C组份<1%;
b 发酵单位在13200u/mL以上。
在发酵过程中采用流加法进行补油、补水和补酸或碱。
所述陶瓷膜为双通道陶瓷膜,材质为氧化钛,孔径为0.5μm。
超滤膜材质为改性丙烯酸聚合物,截留分子量大于6kDa。
所述珍珠岩/聚苯胺符合吸附剂采用如下方法制备:将粉碎后的珍珠岩加水溶解,质量浓度控制在15~25%,用盐酸调节pH至3~3.5,然后加入氯化铵和聚苯胺,升温至35~45℃,持续搅拌120~150min,过滤,干燥即可;
所述碱液为碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液,浓度控制在30~50%。
实施例1
预处理:维生素B12废水50m3,用30%的碳酸钠调节pH至8.5,加热升温至80℃,保温20min。
吸附处理:将预处理后的维生素B12废水降温至30℃,加入珍珠岩/聚苯胺复合吸附剂15kg,继续搅拌30min,然后静置80min。
陶瓷膜过滤:将吸附处理后的维生素B12废水经陶瓷膜过滤,得到一次处理水。
超滤处理:一次处理水温度控制在30℃,用错流模式进行循环过滤,错流流速控制在7L/s,压力控制0.1~0.2MPa。超滤结束,得到二次处理水。
将二次处理水代替泰乐菌素发酵生产用水。泰乐菌素一级种子培养基的体积为1m3,二次处理水的用量为60L;泰乐菌素二级种子培养基的体积为10m3,二次处理水的用量为2.1m3;泰乐菌素发酵培养基的体积为100m3,二次处理水的用量为30m3。泰乐菌素发酵结束,大生产发酵单位为13261µ/ml,泰乐菌素A组分含量为94%、总组分为97%。
实施例2
预处理:维生素B12废水50m3,用35%的氢氧化钠调节pH至8.8,加热升温至85℃,保温23min。
吸附处理:将预处理后的维生素B12废水降温至33℃,加入珍珠岩/聚苯胺复合吸附剂18kg,继续搅拌40min,然后静置85min。
陶瓷膜过滤:将吸附处理后的维生素B12废水经陶瓷膜过滤,得到一次处理水。
超滤处理:一次处理水温度控制在35℃,用错流模式进行循环过滤,错流流速控制在7.5L/s,压力控制0.1~0.2MPa。超滤结束,得到二次处理水。
将二次处理水代替泰乐菌素发酵生产用水。泰乐菌素一级种子培养基的体积为1m3,二次处理水的用量为70L;泰乐菌素二级种子培养基的体积为10m3,二次处理水的用量为2.2m3;泰乐菌素发酵培养基的体积为100m3,二次处理水的用量为33m3。泰乐菌素发酵结束,大生产发酵单位为13673µ/ml,泰乐菌素A组分含量为94.2%、总组分为97.6%。
实施例3
预处理:维生素B12废水50m3,用40%的碳酸钠调节pH至9.0,加热升温至90℃,保温25min。
吸附处理:将预处理后的维生素B12废水降温至35℃,加入珍珠岩/聚苯胺复合吸附剂20kg,继续搅拌45min,然后静置90min。
陶瓷膜过滤:将吸附处理后的维生素B12废水经陶瓷膜过滤,得到一次处理水。
超滤处理:一次处理水温度控制在40℃,用错流模式进行循环过滤,错流流速控制在8L/s,压力控制0.1~0.2MPa。超滤结束,得到二次处理水。
将二次处理水代替泰乐菌素发酵生产用水。泰乐菌素一级种子培养基的体积为1m3,二次处理水的用量为80L;泰乐菌素二级种子培养基的体积为10m3,二次处理水的用量为2.3m3;泰乐菌素发酵培养基的体积为100m3,二次处理水的用量为35m3。泰乐菌素发酵结束,大生产发酵单位为14850µ/ml,泰乐菌素A组分含量为94.8%、总组分为98.7%。
实施例4
预处理:维生素B12废水50m3,用45%的氢氧化钠调节pH至9.3,加热升温至95℃,保温28min。
吸附处理:将预处理后的维生素B12废水降温至38℃,加入珍珠岩/聚苯胺复合吸附剂22kg,继续搅拌55min,然后静置95min。
陶瓷膜过滤:将吸附处理后的维生素B12废水经陶瓷膜过滤,得到一次处理水。
超滤处理:一次处理水温度控制在45℃,用错流模式进行循环过滤,错流流速控制在8.5L/s,压力控制0.1~0.2MPa。超滤结束,得到二次处理水。
将二次处理水代替泰乐菌素发酵生产用水。泰乐菌素一级种子培养基的体积为1m3,二次处理水的用量为90L;泰乐菌素二级种子培养基的体积为10m3,二次处理水的用量为2.4m3;泰乐菌素发酵培养基的体积为100m3,二次处理水的用量为38m3。泰乐菌素发酵结束,大生产发酵单位为14407µ/ml,泰乐菌素A组分含量为94.5%、总组分为98.3%。
实施例5
预处理:维生素B12废水50m3,用50%的碳酸钠调节pH至9.5,加热升温至100℃,保温30min。
吸附处理:将预处理后的维生素B12废水降温至40℃,加入珍珠岩/聚苯胺复合吸附剂25kg,继续搅拌60min,然后静置100min。
陶瓷膜过滤:将吸附处理后的维生素B12废水经陶瓷膜过滤,得到一次处理水。
超滤处理:一次处理水温度控制在50℃,用错流模式进行循环过滤,错流流速控制在9L/s,压力控制0.1~0.2MPa。超滤结束,得到二次处理水。
将二次处理水代替泰乐菌素发酵生产用水。泰乐菌素一级种子培养基的体积为1m3,二次处理水的用量为100L;泰乐菌素二级种子培养基的体积为10m3,二次处理水的用量为2.5m3;泰乐菌素发酵培养基的体积为100m3,二次处理水的用量为40m3。泰乐菌素发酵结束,大生产发酵单位为13874µ/ml,泰乐菌素A组分含量为94.3%、总组分为97.9%。