CN110092529B - 利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺 - Google Patents

利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于生物发酵行业废水处理领域，公开了利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺，其使用了微生物制剂，其特征在于，所述微生物制剂包括复合菌液和炉渣改性载体。本发明操作工艺也相对简单，降低运行费用，促进达标排放，具备较好的应用价值。

Description

利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺
技术领域
本发明属于生物发酵行业废水处理领域，具体涉及利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺。
背景技术
氨基酸废水通常具有高的COD，氨氮和TSS，pH值范围为4至8，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。目前国内对于氨基酸废水的处理处置方法通常是经过多步物理化学预处理将污染物浓度降低的同时提高可生化性，随后进行生物处理。一些常用的预处理方法如Fe/C内电解、臭氧氧化、芬顿试剂催化氧化具有良好的处理效果，但是运行费用昂贵，尤其是药剂的采购和运输，增加了工艺的处理成本。生物处理方法具有设备简单，运行费用低，处理效果好等特点，广泛用于各类污水处理领域。开发出成本低廉、性能优异的微生物制剂是我们需要解决的技术问题。
炉渣是在煤在锅炉燃烧室中产生的熔融物，由煤灰组成。氨基酸生产企业会产生大量的炉渣，每炼出1t生铁，约产生300kg炉渣。中国专利“一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法”，其特以炉渣的高比表面积为反应表面，以炉渣的内部孔隙和表面负载氧化钙、硫化钠、聚铁、聚铝、PAM等反应原料，对污水中的重金属进行多级循环处理；其利用了废弃物，成本低廉，能够减少污泥的产生，有效处理污水，但是呈碱性不利用菌株附着，存在菌株附着力力差，而且不抗浸泡容易破碎等缺陷。申请人之前的专利技术“CN201710942678，一种有效处理黄原胶工业废水的环保工艺”，其对对炉渣进行了改性，提高了孔隙率和比表面积，密度和硬度也相应增加，菌株采用四种菌株混合配伍的方式，对氨氮等污染物的降解效果较好，但是无法彻底降解氨氮，水体中含有大量的硝基氮和亚硝基氮。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺。
为了实现本发明目的，采用如下技术方案：
利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺，其使用了微生物制剂，所述微生物制剂包括复合菌液和炉渣改性载体。
具体地，所述工艺包括如下步骤：
将氨基酸发酵废水经过格栅去除块状固形物，然后进入一次沉淀池进行沉淀处理，再进入曝气调节池，调节进出口水量，并且调节pH为6.5；然后进入微生物反应池，按照每立方米液体添加20g的量添加微生物制剂，处理96h，最后进入消毒池，经过消毒后，排出。
进一步地，所述微生物制剂按照如下步骤制备而得：将复合菌液与改性炉渣载体按照1-2:2-3的质量比搅拌混合，然后干燥至含水量为8-10wt％，即得。
进一步地，所述改性炉渣载体按照如下步骤制备而得：将炉渣破碎，过筛，收集粒径在20-50目之间的炉渣颗粒，将炉渣颗粒、淀粉以及磷酸溶液按照3:1:7的质量比添加到反应釜中，200rpm搅拌30min，然后升温至120℃干燥30min进行脱水处理，再置于400℃烧结10min，取出，冷却至室温，即得炉渣改性载体。
优选地，所述磷酸溶液的浓度为0.05mol/L。
优选地，所述淀粉粒径为200目。
进一步地，所述复合菌液照如下步骤制备而得：将脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌按照3:2:2的体积比混合得到复合菌液。
优选地，所述脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌的浓度均为（1-9）×108cfu/ml。
本发明研究的出发点以及取得的有益效果主要包括以下几个方面：
氨基酸生产企业产生大量炉渣，炉渣呈碱性，结构疏松多孔，密度为800-900kg/立方米之间，大多会漂浮在水面上，水浸泡一段时间容易松散破碎，不利用菌株附着以及对污水的处理；申请人对炉渣进行了改性，提高了孔隙率和比表面积，密度和硬度也相应增加，菌株附着力高，可以悬浮于污水中，提高了污水处理效果，而且不容易破碎，可以重复利用。
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，保证废水处理的正常运转；本发明为微生物制剂采用三种菌株，其中脱氮副球菌和产气荚膜梭菌以好氧硝化功能为主，施氏假单胞菌具备好氧反硝化的能力，好氧硝化产生的硝基态氮和亚硝基态氮被反硝化菌利用；上述方式形成短程良性循环，即氨氮－（硝基态氮+亚硝基态氮）－氮气，从而对氨氮污染物进行了彻底降解。
本发明微生物制剂协同性能好，繁殖快，同时采用废弃炉渣作为主要原料进行改性制备载体，大大降低了成本，操作工艺也相对简单，降低运行费用，促进达标排放。
附图说明
图1：微生物配伍对废水中COD和SS的影响；
图2：微生物配伍对废水中氨氮、硝基氮+亚硝基氮的影响。
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。
本发明所述的微生物属于已知产品，均可以从商业途径购买得到。本发明的各菌株的扩大培养为本领域的常规培养方式，不是本发明创新点，并不进行详述。本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。
实施例1
利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺，其包括如下步骤：
将氨基酸发酵废水经过格栅去除块状固形物，所述格栅为网孔结构的进水筛网，网孔的孔径为5mm；然后进入一次沉淀池进行沉淀处理，再进入曝气调节池，调节进出口水量，并且调节pH为6.5（各污染物指标为COD1461mg/L，氨氮132mg/L，SS 79mg/L）；进入微生物反应池，按照每立方米液体添加20g的量添加微生物制剂，处理120h，最后进入消毒池，经过消毒后，排出；
所述微生物制剂按照如下步骤制备而得：
将炉渣破碎，过筛，收集粒径在20-50目之间的炉渣颗粒，将炉渣颗粒、淀粉以及磷酸溶液按照3:1:7的质量比添加到反应釜中，200rpm搅拌30min，然后升温至120℃干燥30min进行脱水处理，再置于400℃烧结10min，取出，冷却至室温，即得改性炉渣载体；所述磷酸溶液的浓度为0.05mol/L；所述淀粉粒径为200目；
将脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌按照3:2:2的体积比混合得到复合菌液，将复合菌液与改性炉渣载体按照2:3的质量比搅拌混合，然后进行干燥至含水量为8wt％，即得；所述脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌的浓度均为1×108cfu/ml。
所述脱氮副球菌为ATCC 13543；所述产气荚膜梭菌为ATCC 10543；所述施氏假单胞菌为ATCC 17588。
实施例2
利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺，其包括如下步骤：
将氨基酸发酵废水经过格栅去除块状固形物，所述格栅为网孔结构的进水筛网，网孔的孔径为5mm；然后进入一次沉淀池进行沉淀处理，再进入曝气调节池，调节进出口水量，并且调节pH为6.7；进入微生物反应池，按照每立方米液体添加20g的量添加微生物制剂，处理96h，最后进入消毒池，经过消毒后，排出；
所述微生物制剂按照如下步骤制备而得：
将炉渣破碎，过筛，收集粒径在20-50目之间的炉渣颗粒，将炉渣颗粒、淀粉以及磷酸溶液按照3:1:7的质量比添加到反应釜中，200rpm搅拌30min，然后升温至120℃干燥30min进行脱水处理，再置于400℃烧结10min，取出，冷却至室温，即得改性炉渣载体；所述磷酸溶液的浓度为0.05mol/L；所述淀粉粒径为200目；
将脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌按照3:2:2的体积比混合得到复合菌液，将复合菌液与改性炉渣载体按照1:2的质量比搅拌混合，然后进行干燥至含水量为10wt％，即得；所述脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌的浓度均为2×108cfu/ml。
所述脱氮副球菌为ATCC 13543；所述产气荚膜梭菌为ATCC 10543；所述施氏假单胞菌为ATCC 17588。
实施例3
本发明工艺处理发酵废水效果实例
取内蒙阜丰生产车间的谷氨酸发酵废水，以实施例1的工艺为例，取样测定COD、氨氮、SS以及硝基氮+亚硝基氮的数据；并且设置对照组，检测微生物制剂中各菌株以及载体的配伍效果：
对照组1：脱氮副球菌+产气荚膜梭菌；
对照组2：产气荚膜梭菌+施氏假单胞菌；
对照组3：脱氮副球菌+施氏假单胞菌；
实验组：脱氮副球菌+产气荚膜梭菌+施氏假单胞菌；
各组别处理后的COD、氨氮SS以及硝基氮+亚硝基氮的检测结果见图1-2所示，
本发明生物制剂中选用的微生物种类为三种，菌株较少，各菌株之间配伍合理，协同性能好；反硝化菌直接还原硝化反应产生的硝酸氮和亚硝酸氮，降低了对氧及有机物的需求；上述方式形成短程良性循环，快速高效地对氨氮污染物进行了彻底降解。
实施例4
本发明实施例1制备的改性炉渣载体性能测试：
炉渣成分测定如下：二氧化硅45.6%，三氧化二铝25.9%，三氧化二铁5.3%，氧化钙3.5%，氧化镁2.3%，其余为其他，pH为8.9。
实验组采用实施例1的工艺制备成载体，验证载体的性能，试验组为实施例1，对照组为未经处理的炉渣；具体见表1：
表1
组别 密度kg/m<sup>3</sup> 气孔率% 比表面积m<sup>2</sup>/g PH
对照组 826 40.1 32.8 8.9
试验组 1039 64.7 89.4 7.5
结论：经过酸和淀粉改性后，降低了炉渣的碱度，增大了比表面积，有利于菌株附着，通过烧结处理，提高了炉渣的气孔率和机械强度，不容易破碎，而且密度和水相近，可以悬浮于废水中，降低了污泥的产生量，减少了企业对污泥处理的负担。
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 (4)

1.利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺，其包括如下步骤：
将氨基酸发酵废水经过格栅去除块状固形物，然后进入一次沉淀池进行沉淀处理，再进入曝气调节池，调节进出口水量，并且调节pH为6.5；然后进入微生物反应池，按照每立方米液体添加20g的量添加微生物制剂，处理120h，最后进入消毒池，经过消毒后，排出；
所述微生物制剂按照如下步骤制备而得：将复合菌液与改性炉渣载体按照1-2:2-3的质量比搅拌混合，然后干燥至含水量为8-10wt％，即得；
所述改性炉渣载体按照如下步骤制备而得：将炉渣破碎，过筛，收集粒径在20-50目之间的炉渣颗粒，将炉渣颗粒、淀粉以及磷酸溶液按照3:1:7的质量比添加到反应釜中，200rpm搅拌30min，然后升温至120℃干燥30min进行脱水处理，再置于400℃烧结10min，取出，冷却至室温，即得；
所述复合菌液照如下步骤制备而得：将脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌按照3:2:2的体积比混合得到复合菌液。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述磷酸溶液的浓度为0.05mol/L。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述淀粉粒径为200目。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述脱氮副球菌、产气荚膜梭菌以及施氏假单胞菌的浓度均为（1-9）×108cfu/ml。
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