CN113371848B - 氨基酸废水的综合处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于氨基酸生产技术领域，公开了一种氨基酸废水的降糖收盐方法，其包括如下步骤：步骤1）制备日本裂殖酵母菌剂；步骤2）制备尼泊尔葡萄球菌菌剂；步骤3）废水处理。本发明仅采用两种微生物进行配伍处理，制备流程和工艺相对简单；并且将两种微生物制成菌剂，便于保存和运输，应用范围更加广阔。

Description

氨基酸废水的综合处理工艺
技术领域
本发明属于氨基酸生产技术领域，具体公开了氨基酸废水的综合处理工艺。
背景技术
氨基酸生产中，会产生的大量的废水，这类废水具有高COD、高糖、高盐等特点，处理技术一直是研究的热点和难点。废水的处理流程一般包括沉淀、吸附、酸碱中和以及生化处理。其中生化处理需要耐受高COD、高糖、高盐环境的微生物，而且单一的微生物很难有效彻底对氨基酸废水进行降糖处理，将不同的菌株进行组合很容易产生拮抗竞争作用，不但起不到配伍共生的目的，还会降低单一菌株的功能，探索研究菌株配伍是我们需要解决的技术问题。
对于菌株配伍组合用于修复氨基酸废水的研究，申请人之前的专利技术也有记载。专利CN104891677A涉及一种修复氨基酸发酵废水的复合菌剂的制备工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备载体，步骤2）制备复合菌液，步骤3）制备复合藻液，步骤4）制备复合菌剂，其中，包括菌液和藻类。专利CN105039228A涉及一种处理味精废水的生物制剂，其由好氧反硝化菌、芽孢杆菌、黑曲霉、红球菌、粪产碱杆菌、砖红链霉菌、白色假丝酵母与吸附剂载体混合制备。上述微生物制剂中包含了多种微生物组分，制备工艺繁琐，一旦出现污染会造成整个工艺无法实施。
筛选合适的微生物制剂是难点。复合微生物制剂作为有机整体，各种菌株之间可能存在互相拮抗或者互相促进的作用，各菌种在功能上具有相互作用，总的技术效果不是各部分效果的简单的总和。同一种复合微生物菌剂在不同的发酵过程中所表现的互相拮抗或者互相促进的作用也无法预期。若只将功能类似或互补菌株进行简单混合，很有可能出现菌株间相互拮抗，影响复合菌剂效果。
发明内容
本发明的目的是针对传统工艺的不足，提供了氨基酸废水的综合处理工艺。
为了实现本发明目的，采用如下技术方案：
氨基酸废水的综合处理工艺，包括如下步骤：
步骤1）制备日本裂殖酵母菌剂；
步骤2）制备尼泊尔葡萄球菌菌剂；
步骤3）废水处理。
进一步地，所述步骤1）制备日本裂殖酵母菌剂，包括：
将日本裂殖酵母种子液按照4-8%的接种量接种到日本裂殖酵母发酵培养基中，在温度33-36℃下，摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=8时，停止发酵，收集日本裂殖酵母发酵液；
将日本裂殖酵母发酵液以5000rpm离心4min，去除上清液，然后添加同等体积的日本裂殖酵母吸附载体，搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到日本裂殖酵母菌剂。
进一步地，所述步骤2）制备尼泊尔葡萄球菌菌剂，包括：将尼泊尔葡萄球菌种子液按照6-12%的接种量接种到发酵培养基中，在温度32-37℃下，摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=12时，停止发酵，收集尼泊尔葡萄球菌发酵液；
将尼泊尔葡萄球菌发酵液以5000rpm离心3min，去除上清液，然后添加同等体积的尼泊尔葡萄球菌吸附载体，搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到尼泊尔葡萄球菌菌剂。
进一步地，所述步骤3）废水处理，包括：
调节发酵废水的pH为6-7，按照0.1-0.5kg：1m3的添加量加入日本裂殖酵母菌剂，培养5h，再按照0.1-0.5kg：1m3的添加量加入尼泊尔葡萄球菌菌剂，继续培养48h，排出用于灌溉。
优选地，所述日本裂殖酵母发酵培养基为：取葡萄糖20g，玉米浆10g，磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，七水硫酸镁0.01g，七水硫酸亚铁2mg，VB10.1mg添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
优选地，所述尼泊尔葡萄球菌发酵培养基为：取葡萄糖12g，酵母粉8g，磷酸二氢钾2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸镁0.02g，七水硫酸亚铁5mg，一水硫酸锰1mg，添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
优选地，所述日本裂殖酵母吸附载体由硅藻土：锯末为1:1的质量比混匀制得。
优选地，所述尼泊尔葡萄球菌吸附载体由硅藻土：锯末、蔗糖为3:2:1的质量比混匀制得。
本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
仅采用两种微生物进行配伍处理，制备流程和工艺相对简单；并且将两种微生物制成菌剂，便于保存和运输，应用范围更加广阔；
与单一的日本裂殖酵母或者尼泊尔葡萄球菌相比较，两种微生物处理，能够快速降低含糖量，并且菌体蛋白也相应大幅提高；
将尼泊尔葡萄球菌与其他酵母进行配伍，较采用单一的尼泊尔葡萄球菌相比较，降糖速率并没有显著改善，甚至还出现了降速，说明，尼泊尔葡萄球菌与其他酵母菌并不适合共生培养，更达不到协同处理的效果。
具体实施方式
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的产品及方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品及方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
氨基酸废水的综合处理工艺，其包括如下步骤：
培养日本裂殖酵母：将日本裂殖酵母种子液（OD600=3）按照5%的接种量接种到发酵培养基中，在温度35℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=8时，停止发酵，收集日本裂殖酵母发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖20g，玉米浆10g，磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，七水硫酸镁0.01g，七水硫酸亚铁2mg，VB10.1mg添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
培养尼泊尔葡萄球菌：将尼泊尔葡萄球菌种子液（OD600=2）按照10%的接种量接种到发酵培养基中，在温度34℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=12时，停止发酵，收集尼泊尔葡萄球菌发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖12g，酵母粉8g，磷酸二氢钾2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸镁0.02g，七水硫酸亚铁5mg，一水硫酸锰1mg，添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
制备菌剂：将日本裂殖酵母发酵液以5000rpm离心4min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末为1:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到日本裂殖酵母菌剂；
将尼泊尔葡萄球菌发酵液以5000rpm离心3min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末、蔗糖为3:2:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到尼泊尔葡萄球菌菌剂；
发酵废水：
COD2.46g/L，含盐18.2％(质量百分比)，含糖量3.62％(质量百分比)。
水处理：调节发酵废水的pH为6-7，按照0.3kg：1m3的添加量加入日本裂殖酵母菌剂，培养5h，再按照0.3kg：1m3的添加量加入尼泊尔葡萄球菌菌剂，继续培养48h，排出用于灌溉。
对比例1
氨基酸废水的综合处理工艺，其包括如下步骤：
培养日本裂殖酵母：将日本裂殖酵母种子液（OD600=3）按照5%的接种量接种到发酵培养基中，在温度35℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=8时，停止发酵，收集日本裂殖酵母发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖20g，玉米浆10g，磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，七水硫酸镁0.01g，七水硫酸亚铁2mg，VB10.1mg添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
制备菌剂：将日本裂殖酵母发酵液以5000rpm离心4min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末为1:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到日本裂殖酵母菌剂；
发酵废水：
COD2.46g/L，含盐18.2％(质量百分比)，含糖量3.62％(质量百分比)。
水处理：调节发酵废水的pH为6-7，按照0.6kg：1m3的添加量加入日本裂殖酵母菌剂，培养53h，排出用于灌溉。
对比例2
一种氨基酸废水的降糖收盐方法，其包括如下步骤：
培养尼泊尔葡萄球菌：将尼泊尔葡萄球菌种子液（OD600=2）按照10%的接种量接种到发酵培养基中，在温度34℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=12时，停止发酵，收集尼泊尔葡萄球菌发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖12g，酵母粉8g，磷酸二氢钾2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸镁0.02g，七水硫酸亚铁5mg，一水硫酸锰1mg，添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
制备菌剂：将尼泊尔葡萄球菌发酵液以5000rpm离心3min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末、蔗糖为3:2:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到尼泊尔葡萄球菌菌剂；
发酵废水：
COD2.46g/L，含盐18.2％(质量百分比)，含糖量3.62％(质量百分比)。
水处理：调节发酵废水的pH为6-7，按照0.6kg：1m3的添加量加入尼泊尔葡萄球菌菌剂，继续培养53h，排出用于灌溉。
对比例3
一种氨基酸废水的降糖收盐方法，其包括如下步骤：
培养酿酒酵母：将酿酒酵母种子液（OD600=3）按照5%的接种量接种到发酵培养基中，在温度35℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=8时，停止发酵，收集酿酒酵母发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖20g，玉米浆10g，磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，七水硫酸镁0.01g，七水硫酸亚铁2mg，VB10.1mg添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
培养尼泊尔葡萄球菌：将尼泊尔葡萄球菌种子液（OD600=2）按照10%的接种量接种到发酵培养基中，在温度34℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=12时，停止发酵，收集尼泊尔葡萄球菌发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖12g，酵母粉8g，磷酸二氢钾2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸镁0.02g，七水硫酸亚铁5mg，一水硫酸锰1mg，添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
制备菌剂：将酿酒酵母发酵液以5000rpm离心4min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末为1:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到酿酒酵母菌剂；
将尼泊尔葡萄球菌发酵液以5000rpm离心3min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末、蔗糖为3:2:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到尼泊尔葡萄球菌菌剂；
发酵废水：
COD2.46g/L，含盐18.2％(质量百分比)，含糖量3.62％(质量百分比)。
水处理：调节发酵废水的pH为6-7，按照0.3kg：1m3的添加量加入酿酒酵母，培养5h，再按照0.3kg：1m3的添加量加入尼泊尔葡萄球菌菌剂，继续培养48h，排出用于灌溉。
对比例4
一种氨基酸废水的降糖收盐方法，其包括如下步骤：
培养沼泽生红冬孢酵母：将沼泽生红冬孢酵母种子液（OD600=3）按照5%的接种量接种到发酵培养基中，在温度35℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=8时，停止发酵，收集沼泽生红冬孢酵母发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖20g，玉米浆10g，磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，七水硫酸镁0.01g，七水硫酸亚铁2mg，VB10.1mg添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
培养尼泊尔葡萄球菌：将尼泊尔葡萄球菌种子液（OD600=2）按照10%的接种量接种到发酵培养基中，在温度34℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=12时，停止发酵，收集尼泊尔葡萄球菌发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖12g，酵母粉8g，磷酸二氢钾2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸镁0.02g，七水硫酸亚铁5mg，一水硫酸锰1mg，添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
制备菌剂：将沼泽生红冬孢酵母发酵液以5000rpm离心4min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末为1:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到沼泽生红冬孢酵母菌剂；
将尼泊尔葡萄球菌发酵液以5000rpm离心3min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末、蔗糖为3:2:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到尼泊尔葡萄球菌菌剂；
发酵废水：
COD2.46g/L，含盐18.2％(质量百分比)，含糖量3.62％(质量百分比)。
水处理：调节发酵废水的pH为6-7，按照0.3kg：1m3的添加量加入沼泽生红冬孢酵母菌剂，培养5h，再按照0.3kg：1m3的添加量加入尼泊尔葡萄球菌菌剂，继续培养48h，排出用于灌溉。
对比例5
一种氨基酸废水的降糖收盐方法，其包括如下步骤：
培养毕赤酵母：将毕赤酵母种子液（OD600=3）按照5%的接种量接种到发酵培养基中，在温度35℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=8时，停止发酵，收集毕赤酵母发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖20g，玉米浆10g，磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，七水硫酸镁0.01g，七水硫酸亚铁2mg，VB10.1mg添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
培养尼泊尔葡萄球菌：将尼泊尔葡萄球菌种子液（OD600=2）按照10%的接种量接种到发酵培养基中，在温度34℃下，180rpm摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=12时，停止发酵，收集尼泊尔葡萄球菌发酵液；发酵培养基组分：取葡萄糖12g，酵母粉8g，磷酸二氢钾2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸镁0.02g，七水硫酸亚铁5mg，一水硫酸锰1mg，添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
制备菌剂：将毕赤酵母发酵液以5000rpm离心4min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末为1:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到毕赤酵母菌剂；
将尼泊尔葡萄球菌发酵液以5000rpm离心3min，去除上清液，然后添加同等体积的吸附载体（硅藻土：锯末、蔗糖为3:2:1的质量比混匀），搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到尼泊尔葡萄球菌菌剂；
发酵废水：
COD2.46g/L，含盐18.2％(质量百分比)，含糖量3.62％(质量百分比)。
水处理：调节发酵废水的pH为6-7，按照0.3kg：1m3的添加量加入毕赤酵母菌剂，培养5h，再按照0.3kg：1m3的添加量加入尼泊尔葡萄球菌菌剂，继续培养48h，排出用于灌溉。
实施例2
发酵废水处理前后对比
表1
组别 COD g/L 含糖量 %
实施例1 0.21 0.17
对比例1 0.94 0.68
对比例2 0.55 0.79
对比例3 0.90 1.13
对比例4 0.61 0.98
对比例5 0.84 1.37
结论：本发明实施例1与其他酵母组合相比较，降糖效果更好，说明日本裂殖酵母和尼泊尔葡萄球菌能够共生协同，而其他酵母和尼泊尔葡萄球菌组合后，COD和降糖效率反而下降明显，说明两种菌株的组合有一定的拮抗。与单一的日本裂殖酵母或者尼泊尔葡萄球菌相比较，日本裂殖酵母和尼泊尔葡萄球菌共同配伍处理，能够快速降低COD和含糖量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.氨基酸废水的综合处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1）制备日本裂殖酵母菌剂；
将日本裂殖酵母种子液按照4-8%的接种量接种到日本裂殖酵母发酵培养基中，在温度33-36℃下，摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=8时，停止发酵，收集日本裂殖酵母发酵液；
将日本裂殖酵母发酵液以5000rpm离心4min，去除上清液，然后添加同等体积的日本裂殖酵母吸附载体，搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到日本裂殖酵母菌剂；
步骤2）制备尼泊尔葡萄球菌菌剂；
将尼泊尔葡萄球菌种子液按照6-12%的接种量接种到发酵培养基中，在温度32-37℃下，摇床震荡培养，监测发酵液中菌体的浓度，待菌体浓度达到OD600=12时，停止发酵，收集尼泊尔葡萄球菌发酵液；
将尼泊尔葡萄球菌发酵液以5000rpm离心3min，去除上清液，然后添加同等体积的尼泊尔葡萄球菌吸附载体，搅拌均匀，低温干燥至水分含量低于5%，得到尼泊尔葡萄球菌菌剂；
步骤3）废水处理：
调节发酵废水的pH为6-7，按照0.1-0.5kg：1m3的添加量加入日本裂殖酵母菌剂，培养5h，再按照0.1-0.5kg：1m3的添加量加入尼泊尔葡萄球菌菌剂，继续培养48h，排出用于灌溉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尼泊尔葡萄球菌发酵培养基为：取葡萄糖12g，酵母粉8g，磷酸二氢钾2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸镁0.02g，七水硫酸亚铁5mg，一水硫酸锰1mg，添加到发酵废水中，搅拌均匀，调pH至6.5，定容至1L，即得。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述日本裂殖酵母吸附载体由硅藻土：锯末按照1:1的质量比混匀制得。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尼泊尔葡萄球菌吸附载体由硅藻土：锯末、蔗糖按照3:2:1的质量比混匀制得。
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