CN114180693A - 一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用 - Google Patents

一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发酵废水处理领域,具体涉及一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用。本发明以生物酶法生产氨基酸产生的后提取废水作为氮源补充剂,将其与生物发酵废水按适量比例混合,调节混合废水pH,向混合废水中加入沉淀补充剂,并且通过固液分离技术分离上清液与沉淀,得到鸟粪石,预处理废水可直接达标排放或通过常规生化系统处理后达标排放。本发明可以实现生物酶法氨基酸生产发酵废水和后提取废水的同时处理,有效降低废水中氨氮、总磷等污染指标,同时还可以获得副产品鸟粪石。整个处理过程无需使用蒸发浓缩等高投入、高能耗设备便可实现对生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理,显著降低了废水处理成本。

Description

一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备 鸟粪石中的应用
技术领域
本发明涉及发酵废水处理领域。具体地,本发明涉及一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用。
背景技术
氨基酸是生物学上重要的有机化合物,是构成蛋白质的基本单位。它赋予蛋白质特定的分子结构形态,使蛋白质分子具有生化活性,其在药品、食品添加剂、饲料添加剂、化工原料、化妆品添加剂等多方面都具有广泛用途。当前氨基酸生产工艺主要有蛋白质水解法、化学合成法、生物发酵法以及生物酶法等。生物酶法因其反应条件温和,立体选择性好,产品质量好,对环境友好等诸多优点而日益受到重视,成为现今研究的热点,也是未来氨基酸生产绿色环保的新工艺方向。
生物酶法生产氨基酸生产工艺路线中,至少存在两类废水,即生物发酵废水与后提取废水。发酵废水是发酵培养提供酶源后产生的,由于使用高浓度的磷酸源与氮源的培养基,致该废水中污染物指标氨氮、总磷相当高,且总磷含量远远高于氨氮及常规废水中总磷,通常该废水中氨氮在500-3500mg/L水平,总磷在1000-7500mg/L水平;后提取废水是氨基酸后提取步骤产生的废水,由于该工序使用了大量酸、碱等物质,致使该废水氨氮指标特别高,通常在1000-7500mg/L水平。由于生物酶法主要的载体是水,上述两类生产废水水量大,污染指标高,因此对于生物酶法生产氨基酸过程中产生的废水的处理一直是氨基酸行业的巨大难题。如果直接混合排入污水处理厂,不仅难以处理,还由于高浓度的氨氮和高磷负荷对污水处理厂自身的生化系统造成严重影响,使其难以正常运行;而直接排放会造成严重的污染,容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖,造成水体富营养化,对农业、渔业、旅游业,以及饮水卫生和食品安全等诸多行业产生严重危害。因此,高氨氮、高磷废水需预先进行除磷和除氨氮处理。
由于这两类废水水质相差较大,很难对此进行统一的处理并达标排放。通常很多企业都会根据两种废水特点针对性采取处理措施。对发酵废水的处理一般使用生物堆肥法,该方法是将发酵废水喷洒在破碎后的农业废弃物料上混合均匀,控制适宜条件进行微生物发酵,发酵周期一般为5-15天,最后制成生物有机肥或堆肥。然而该方法需要大量农业废弃物作为辅料,其在部分地区不易获得,且处理周期长,导致废水处理总量小,同时堆肥发酵过程存在腐臭异味,对周边环境有较大的影响;也有一些企业采用MVR等浓缩设备对发酵废水进行处理,但是设备投入大,能耗高,运行成本居高不下。对后提取废水的处理通常采用MVR蒸发器、三效蒸发器等浓缩蒸发方法,然而这类方法气味大、能量消耗高、设备投入大;并且由于废水中还含有少量蛋白及悬浮物等物质,一般物理过滤难以去除,浓缩过程容易在浓缩设备腔体内附着,导致设备传热性能下降,从而导致蒸发浓缩效率急剧降低,能耗显著增加。此外,物料集聚过多还会造成堵塞设备的风险,存在较高的安全隐患。如果两类水分别处理必须同时建造这两套处理系统,设备投资大,运行成本高,给企业带来巨大的经济负担,因此对于酶法氨基酸生产废水的综合处理已经成为了一个行业性的难题,严重制约了国内生物酶法生产氨基酸企业的发展步伐。
因此,亟需开发一种能够同时将生物酶法生产氨基酸产生废水中的氨氮和高磷以及后提取废水中的高氨氮同时去除的污水处理方法。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。本发明的目的之一是提供一种生物酶法生产氨基酸产生废水的处理方法,以后提取废水作为氮源补充剂,将其与发酵废水进行混合,向混合废水中加入沉淀补充剂,并且通过固液分离技术分离上清液与沉淀,以便将废水中的磷和氨氮去除。本发明可以实现生物酶法氨基酸生产发酵废水和后提取废水的同时处理,有效降低废水中氨氮、总磷等污染指标,同时还可以获得副产品鸟粪石。
本发明第一方面提供一种废水处理方法,所述废水源自生物酶法生产氨基酸产生的废水,所述废水包括生物发酵废水与后提取废水。根据本发明的实施方案,所述方法包括:
(1)将后提取废水作为氮源补充剂,与所述生物发酵废水混合,以便获得混合废水;
(2)调节所述混合废水的pH至8-10;
(3)向调节pH后的混合废水中加入沉淀补充剂,以便获得待沉淀混合废水,进行结晶并沉淀;
(4)分离步骤(3)中的上清和沉淀,以便获得沉淀物和上清液,所述上清液为经处理后的去除氨氮和磷的废水,
其中,所述沉淀补充剂为镁盐。
在生物酶法生产氨基酸过程中会产生生物发酵废水与后提取废水,由于这两类废水水质相差较大,很难对此进行统一的处理并达标排放。通常一些企业会利用两套处理系统分别进行处理,但设备投资大,运行成本高,给企业带来巨大的经济负担。发明人发现,大部分的生物酶法生产氨基酸产生的废水中,生物发酵废水含有较高的磷水平,而后提取废水具有较高的氨氮水平,而鸟粪石结晶沉淀法中有NH4 +、Mg2+、PO4 3-等参与反应,因此发明人尝试利用鸟粪石结晶沉淀法来同时处理生物发酵废水与后提取废水。然而,由于生物酶法生产氨基酸时,所用的培养基组成复杂,也可能会影响鸟粪石结晶沉淀法反应的顺利进行。
磷酸铵镁(MAP,鸟粪石)结晶沉淀法,又称鸟粪石结晶沉淀法,是化学沉淀法的一种。MAP法是根据废水中Mg2+、NH4 +、PO4 3-的浓度,选择性投入一定量的一种或多种的含Mg2+、NH4 +、PO4 3-盐,使其在最佳比例下生成复盐MgNH4PO4·6H2O沉淀,从而最大限度的实现废水的脱氮除磷。
该化学反应方程式如下:
NH4 ++Mg2++PO4 3-+6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓
鸟粪石作为缓释肥具有重要的应用价值,可实现良好的经济效益和环境效益,实现氮磷废水资源化。经过进一步的探索,发明人发现,以生物酶法氨基酸生产中的后提取废水作为氮源补充剂,将其与发酵废水进行混合,调节混合废水pH,向混合废水中加入沉淀补充剂,进行MAP反应,并且通过固液分离技术分离上清液与沉淀,以便将废水中的磷和氨氮去除。本发明可以实现生物酶法氨基酸生产发酵废水和后提取废水的同时处理,有效降低废水中氨氮、总磷等污染指标,同时还可以获得副产品鸟粪石。本发明利用后提取废水作为氮源补充剂,可同时实现生物酶法氨基酸生产中产生的所有废水的综合处理,整个处理过程无需使用蒸发浓缩等高投入、高能耗设备便可实现对生物酶法氨基酸生产废水的综合处理,显著降低了废水处理成本。
根据本发明的实施方案,所述废水处理方法还包括以下特征中的至少之一:
根据本发明的实施方案,所述混合废水中NH4 +与PO4 3-的摩尔比为(0.4-1):1,例如可以是0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1。
根据本发明的实施方案,所述混合废水中NH4 +与PO4 3-的摩尔比为(0.6-1):1。
根据本发明的实施方案,步骤(2)中,调节所述混合废水的pH至8-10,优选为8.3-8.8。
根据本发明的实施方案,步骤(3)中,所述待沉淀混合废水中Mg2+与PO4 3-的摩尔比为(0.5-2):1,例如可以是0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.5:1、2:1。
根据本发明的实施方案,步骤(3)中,所述待沉淀混合废水中Mg2+与PO4 3-的摩尔比为(1-1.4):1。
根据本发明的实施方案,所述镁盐选自MgCl2、Mg(OH)2、MgNO3、MgSO4、MgCO3中的至少之一。
根据本发明的实施方案,所述生物发酵废水通过以下方法获取:
对生物酶法生产氨基酸产生的发酵液进行菌液分离,去除微生物菌体和目标产物,获得分离后发酵液,所述分离后发酵液作为所述生物发酵废水,
任选地,所述氨基酸包括选自半胱氨酸、胱氨酸、丝氨酸、酪氨酸、瓜氨酸、精氨酸。
根据本发明的实施方案,生物酶法生产氨基酸所用的培养基满足以下条件:
a.用磷酸或者磷酸盐作为缓冲剂或者磷元素来源;
b.含有游离态铵离子作为pH调节剂,或者微生物的氮源,或者是发酵过程中微生物分解有机态氮源的产物;
c.含有金属离子,任选地,所述金属离子选自Mg2+、Ca2+
根据本发明的实施方案,所述培养基进一步含有玉米浆、蛋白胨、酵母膏、酵母抽提物或其等同的营养物中的至少之一。
本发明中所述的等同的营养物是指与玉米浆、蛋白胨、酵母膏、酵母抽提物等含有的营养成分类似或相当的营养物。
根据本发明的实施方案,所述生物发酵废水中氨氮浓度为500-3500mg/L,总磷浓度为1000-7500mg/L。
根据本发明的实施方案,所述后提取废水为生物酶法生产氨基酸的氨基酸后提取过程中产生的废水,所述后提取废水中氨氮浓度1000-7500mg/L。
根据本发明的实施方案,在步骤(4)中,对所述经处理后的去除氨氮和磷的废水进行厌氧处理。
本发明中固液分离方法分离所产生的沉淀,可使用离心机、压滤机、压缩过滤器、旋转真空过滤器、膜分离器等设备,且不限于此。
本发明第二方面提供一种制备鸟粪石的方法。根据本发明的实施方案,所述方法包括:
将第一方面所述的废水处理方法中产生的沉淀物进行固液分离处理,以便获得鸟粪石。
利用本发明的废水处理方法制备获得的鸟粪石纯度高,用于缓释肥料,实现销售,可创造额外的经济价值。
本发明第三方面提供第一方面所述的废水处理方法在制备鸟粪石中的用途。
本发明具有以下有益技术效果:
(1)和现有技术相比,本发明能实现对生物酶法氨基酸生产多种废水的综合高效处理;显著降低废水中氨氮、总磷等指标,预处理废水可以直接或者通过一般生化处理达标排放。
(2)废水处理过程无需使用高投入和高能耗蒸发浓缩设备,运行成本明显降低。
(3)本发明能实现生物酶法氨基酸生产废水主要成分的再利用,获得副产品鸟粪石。
(4)以后提取废水作为氮源补充剂,避免添加其他铵盐等作为氮源补充剂,只需补充少量的镁盐就能制备MAP,既节约了物料成本,同时又将高氨氮指标的后提取废水进行了有效处理。
(5)制备的鸟粪石纯度高,用于缓释肥料,实现销售,创造额外的经济价值。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为生物酶法生产氨基酸的工艺路线及废水综合处理流程图;
图2为不同pH条件下废水的处理效果对比图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解,下面的实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
根据本发明的一个具体的实施方案,本发明提供生物酶法生产氨基酸的工艺路线及废水综合处理流程的一个实例,如图1所示,工艺流程包括:
(1)配制发酵培养基进行目标产物发酵培养,得到发酵液;
(2)分离发酵液菌体和目标产物后得到发酵废水和酶源湿菌体,将发酵废水集中于沉淀池;
(3)将酶源湿菌体与底物混合,获得酶促反应液,进行酶促反应生产氨基酸,经精制纯化,得到氨基酸产品和后提取废水;
(4)将(2)中获得的发酵废水和(3)中获得的后提取废水混合,以便获得混合废水;
(5)调节混合废水pH,检测混合废水中NH4 +、Mg2+、Ca2+、PO4 3-等浓度;
(6)向混合废水中加入适量的沉淀补充剂,再次调节溶液pH,不断搅拌使其充分反应,获得MAP混合废水;
(7)静置沉淀,分离上清液与鸟粪石(MAP)沉淀备用;其中上清液进入厌氧配水池,进行常规废水处理,达标排放;鸟粪石沉淀进入物化污泥储罐,进行固液分离处理,以便获得鸟粪石。
根据本发明的一个具体的实施方案,利用本发明的废水处理方法获得鸟粪石,可以通过板框压滤,烘干干燥得到鸟粪石,检测其纯度,用作缓释肥料。
根据本发明的一个具体的实施方案,本发明提供一种废水的处理方法,所述废水源自生物酶法生产氨基酸产生的废水,所述废水包括生物发酵废水与后提取废水,所述方法包括:
(1)将后提取废水作为氮源补充剂与所述生物发酵废水混合,以便获得混合废水;
(2)调节所述混合废水的pH至8-10;
(3)向调节pH后的混合废水中加入沉淀补充剂,以便获得待沉淀混合废水,进行结晶并沉淀;
(4)分离步骤(3)中的上清和沉淀,以便获得沉淀物和上清液,所述上清液为经处理后的去除氨氮和磷的废水。
其中,所述沉淀补充剂为镁盐。
根据本发明的一个具体的实施方案,调节所述混合废水的pH值时所用的碱为NaOH、氨水中的一种或多种,优选通过使用氨水来调节pH值。
根据本发明的一个具体的实施方案,所述pH值控制在8-10之间,优选的8-9之间;更优选的8.3-8.8之间。
根据本发明的一个具体的实施方案,所述沉淀补充剂为镁盐。
根据本发明的一个具体的实施方案,所述镁盐选自MgCl2
根据本发明的一个具体的实施方案,生物酶法生产氨基酸所用的培养基满足以下条件:
a.用磷酸或者磷酸盐作为缓冲剂或者磷元素来源;
b.含有游离态铵离子作为pH调节剂,或者微生物的氮源,或者是发酵过程中微生物分解有机态氮源的产物;
c.含有金属离子,任选地,所述金属离子选自Mg2+、Ca2+
根据本发明的一个具体的实施方案,所述培养基进一步含有玉米浆、蛋白胨、酵母膏、酵母抽提物中的至少之一。
根据本发明的一个具体的实施方案,所述培养基为M9培养基或其补充培养基,包括但不限于在M9培养基的基础上添加胰蛋白胨或酵母粉或玉米浆至少之一。
本发明中提及的“后提取过程”是指生物酶法生产氨基酸后,对氨基酸产物结晶后的固液分离过程和/或氨基酸粗品精制过程。“后提取废水”是指对氨基酸产物结晶后的固液分离过程产生的废水和/或氨基酸粗品精制过程产生的废水,优选为包含使用氨水调节溶液pH至氨基酸等电点步骤的氨基酸产物结晶后固液分离过程产生的废水和氨基酸粗品精制过程产生的废水的混合物。
本发明所述发酵废水相关污染物指标检测方法参照《GB21903-2008发酵类制药工业水污染物排放标准》相关指引;所述鸟粪石纯度检测方法参照本领域一般方法,具体为:由于可能的沉淀物中含有氮元素的仅有鸟粪石,可用含氮量来表征鸟粪石的纯度,纯度计算式为鸟粪石的纯度=nM/m×100%;式中n为鸟粪石中氮的物质的量,以N计,为14mol;M为鸟粪石的摩尔质量,g/mol;m为沉淀物的质量,g。
生物酶法生产氨基酸的发酵工艺有多种,以下实施例仅示出了生物酶法生产L-胱氨酸产生的废水的的处理过程(与附图1中工艺相同),但本发明提供的废水处理方法适用的生物酶法生产氨基酸的种类并不限于此,也可以适用生物酶法生产其他的氨基酸过程中产生的发酵废水的处理。
实施例1生物酶法生产L-胱氨酸发酵废水与后提取废水的获得
进行产L-胱氨酸酶系的发酵培养获得发酵液,所用发酵培养基成分(g/L):葡萄糖12.0,磷酸二氢钾13.5,磷酸氢二铵4.0,柠檬酸1.7,硫酸镁1.68,微量元素10mL。其中微量元素(g/100mL):七水硫酸亚铁1.0,七水硫酸锌0.525,五水硫酸铜0.3,四水硫酸锰0.05,硼砂0.023,氯化钙0.2,钼酸铵0.01。将发酵酶液离心或过滤,分离酶源湿菌体后得到发酵废水。将酶源湿菌体与底物进行酶促反应,经氧化分离工序后得到L-胱氨酸粗品,将L-胱氨酸粗品用浓盐酸和RO水溶解,加入活性炭脱色,过滤得到脱色液;向脱色液中滴加氨水至L-胱氨酸等电点5.0,使L-胱氨酸结晶沉淀,分离L-胱氨酸后得到后提取废水。测量发酵废水与后提取废水氨氮、磷各自的浓度,结果如下:发酵废水氨氮为1724mg/L、总磷为4628mg/L;后提取废水氨氮为4500mg/L。
实施例2生物酶法生产L-胱氨酸产生的废水的综合处理
分别取适量实施例1中生物酶法生产L-胱氨酸产生的发酵废水与后提取废水进行混合,使混合废水中n(NH4+):n(PO4 3-)=0.8:1,加入片碱调节混合废水pH至8.5;向混合废水中加入适量的MgCl2,使混合废水中n(Mg2+):n(PO4 3-)=1.2:1;待充分结晶沉淀后,过滤分离上清液与沉淀;对分离后的沉淀进一步干燥,测量生成鸟粪石纯度并检测上清液中氨氮、总磷等指标。结果显示,经处理后的混合废水氨氮去除率为93.6%,磷去除率96.8%,鸟粪石纯度为78.6%。
实施例3L-胱氨酸发酵废水与后提取废水不同配比及不同镁盐加入量处理情况
分别取适量实施例1中酶法L-胱氨酸发酵废水与后提取废水进行混合,使混合废水中n(NH4 +):n(PO4 3-)(摩尔比)为0.6:1、0.8:1、1:1;分别加入片碱调节混合废水pH至8.5;向混合废水中加入适量的MgCl2,使混合废水中n(Mg2+):n(PO4 3-)=1:1、1.2:1、1.4:1(摩尔比);待充分结晶沉淀后,过滤分离上清液与沉淀,检测上清液中氨氮、磷等指标;对分离后的沉淀进一步烘干干燥,分别测量生成鸟粪石纯度。结果如表1所示:
表1
Figure BDA0003393799410000081
表1结果说明,在混合废水反应体系中n(NH4 +):n(Mg2+):n(PO4 3-)=0.8:1.2:1时,发酵废水氨氮去除率为93.6%,磷去除率96.8%,生成鸟粪石纯度为78.6%,效果最佳。
实施例4不同pH条件下酶法生产L-胱氨酸产生的废水处理情况
分别取适量实施例1中酶法生产L-胱氨酸产生的发酵废水与后提取废水进行混合,使混合废水中n(NH4 +):n(PO4 3-)=0.8:1,加入片碱分别调节混合废水pH至为7.5、8.0、8.3、8.8、9.5;向混合废水中加入适量的MgCl2,使混合废水中n(Mg2+):n(PO4 3-)=1.2:1;待充分结晶沉淀后,过滤分离上清液与沉淀;检测上清液中氨氮、磷等指标。对分离后的沉淀进一步烘干干燥,分别测量生成鸟粪石纯度。L-胱氨酸生产废水处理情况结果情况如图2所示,表明在pH值8.3-8.8范围内,氨氮、磷去除率及鸟粪石纯度能达到一个最佳的效果。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种废水处理方法,所述废水源自生物酶法生产氨基酸产生的废水,所述废水包括生物发酵废水与后提取废水,其特征在于,所述方法包括:
(1)将后提取废水作为氮源补充剂,与所述生物发酵废水混合,以便获得混合废水;
(2)调节所述混合废水的pH至8-10;
(3)向调节pH后的混合废水中加入沉淀补充剂,以便获得待沉淀混合废水,进行结晶并沉淀;
(4)分离步骤(3)中的上清和沉淀,以便获得沉淀物和上清液,所述上清液为经处理后的去除氨氮和磷的废水,
其中,所述沉淀补充剂为镁盐。
2.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,所述混合废水中NH4 +与PO4 3-的摩尔比为(0.4-1):1,优选地为(0.6-1):1。
3.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,步骤(2)中,调节所述混合废水的pH至8-9,优选为8.3-8.8。
4.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,步骤(3)中,所述待沉淀混合废水中Mg2+与PO4 3-的摩尔比为(0.5-2):1,优选为(1-1.4):1。
5.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,所述镁盐选自MgCl2、Mg(OH)2、MgNO3、MgSO4、MgCO3中的至少之一。
6.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,所述生物发酵废水通过以下方法获取:
对生物酶法生产氨基酸产生的发酵液进行菌液分离,去除微生物菌体和目标产物,获得分离后发酵液,所述分离后发酵液作为所述生物发酵废水,
任选地,所述氨基酸包括选自半胱氨酸、胱氨酸、丝氨酸、酪氨酸、瓜氨酸、精氨酸。
7.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,生物酶法生产氨基酸所用的培养基满足以下条件:
a.用磷酸或者磷酸盐作为缓冲剂或者磷元素来源;
b.含有游离态铵离子作为pH调节剂,或者微生物的氮源,或者是发酵过程中微生物分解有机态氮源的产物;
c.含有金属离子,任选地,所述金属离子选自Mg2+、Ca2+
8.根据权利要求7所述的废水处理方法,其特征在于,所述培养基进一步含有玉米浆、蛋白胨、酵母膏、酵母抽提物中的至少之一。
9.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,所述生物发酵废水中氨氮浓度为500-3500mg/L,总磷浓度为1000-7500mg/L。
10.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,所述后提取废水为生物酶法生产氨基酸的氨基酸后提取过程中产生的废水,所述后提取废水中氨氮浓度1000-7500mg/L。
11.根据权利要求1所述的废水处理方法,其特征在于,在步骤(4)中,对所述经处理后的去除氨氮和磷的废水进行厌氧处理。
12.一种制备鸟粪石的方法,其特征在于,所述方法包括:
将权利要求1-11中任一项所述的废水处理方法中产生的沉淀物进行固液分离处理,以便获得鸟粪石。
13.权利要求1-11中任一项所述的废水处理方法在制备鸟粪石中的用途。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005049511A1 (ja) * 2003-11-21 2005-06-02 Ebara Corporation リン酸マグネシウムアンモニウムの生成・回収方法及び装置
CN101970360A (zh) * 2008-02-01 2011-02-09 清洁水务公司 废弃活性污泥磷和镁脱除方法和鸟粪石生产系统
CN110028215A (zh) * 2019-04-26 2019-07-19 广东益诺欧环保股份有限公司 同步处理铵盐废水和磷酸盐废水的净化装置及应用
CN113582498A (zh) * 2021-07-12 2021-11-02 同济大学 一种利用高蛋白生物质废弃物从富含化学磷沉淀的污泥中回收磷的方法
CN113717998A (zh) * 2021-09-01 2021-11-30 珠海瑞德林生物有限公司 重组枯草芽孢杆菌的应用和利用酶法合成肌肽的废水生产四氢嘧啶的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005049511A1 (ja) * 2003-11-21 2005-06-02 Ebara Corporation リン酸マグネシウムアンモニウムの生成・回収方法及び装置
CN101970360A (zh) * 2008-02-01 2011-02-09 清洁水务公司 废弃活性污泥磷和镁脱除方法和鸟粪石生产系统
CN110028215A (zh) * 2019-04-26 2019-07-19 广东益诺欧环保股份有限公司 同步处理铵盐废水和磷酸盐废水的净化装置及应用
CN113582498A (zh) * 2021-07-12 2021-11-02 同济大学 一种利用高蛋白生物质废弃物从富含化学磷沉淀的污泥中回收磷的方法
CN113717998A (zh) * 2021-09-01 2021-11-30 珠海瑞德林生物有限公司 重组枯草芽孢杆菌的应用和利用酶法合成肌肽的废水生产四氢嘧啶的方法

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