酵母菌处理赖氨酸生产废水的研究与应用

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酵母菌处理赖氨酸生产废水的研究与应用

　　某赖氨酸有限公司赖氨酸生产废水处理工程原由某设计单位设计，其工艺为厌氧— 好氧接触氧化法。运行中发现厌氧对浓废水处理全无效果，致使整个废水处理工艺失败，出水无法达标，造成巨大的浪费，为此，又委托我所对该污水处理设施进行改造。在对其失败的原因进行充分的调查、分析和研究后认为，导致厌氧处理失败的主要原因是由于污水中含有高浓度的硫酸盐(高达15000mg/L)，在厌氧过程中产生出大量H2S，抑制了厌氧菌的生长。为此，选择耐硫酸盐的酵母菌作为生化处理的微生物，探索研究其生化处理工艺。 1 废水水质、水量情况 　　赖氨酸生产过程中正常排放的生产废水可进行浓、稀分流，其中浓废水排放量约占总排放量的30%，经浓、稀分流后的水质水量情况见表1。 表1 赖氨酸生产废水水质水量情况 项目 浓废水 稀废水 合并后 水量(m3/d) 300 700 1000 CODcr(mg/L) 25600 3600 10200 BOD5(mg/L） 16800 21600 6552 SS（mg/L） 5220 134 1660 硫酸盐（mg/L） 15000 866 5106 pH 4 8.5 　 2 酵母菌生化试验 2.1 装置与材料 　　主要试验装置：摇瓶机，3000mL三角瓶，超净台，无菌室，恒温室，菌种操作器材等。? 　　主要试验材料：酵母菌种，浓废水，盐酸。? 　　化验器材：CODCr测定装置，酸度计，离心沉降机，分析天平，化学药品等。? 2.2 试验方法? 　　在16个三角瓶中分别加入1000mL浓废水，按试验要求调节pH值，然后按要求比例加入预先制备好的酵母种子液，置于摇瓶机上进行恒温摇瓶，发酵一定时间后取出化验。 　　控制参数为温度、pH值、接种量和发酵时间。? 2.3 试验结果讨论 2.3.1 pH值的影响 　　pH值对CODCr去除率的影响见表2。 表2 pH值对处理效果的影响 pH 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 进水CODcr（mg/L） 26800 26800 26800 26800 26800 出水CODcr（mg/L） 9582 8102 8683 10876 15430 去除率（%） 64.2 69.8 6704 59.4 43.4 注 温度32℃，时间20h；接种量10%。 　 表2的数据表明：pH对处理效果的影响非常明显，最佳发酵的pH值为4.0左右。当pH值＞5.0时，处理效果明显下降。? 2.3.2 温度的影响? 　　温度对CODCr去除率的影响见表3。 表3 温度对处理效果的影响 温度（℃） 28 30 32 34 进水CODcr(mg/L) 25680 27560 26800 26342 出水CODcr（mg/L） 13650 10845 8102 9254 去除率 47.8 60.6 69.8 64.9 注 pH4.0L；时间20h；接种量10% 　　表3的数据表明：温度对处理效果的影响较为明显，最佳发酵温度为32℃左右。当温度＜30℃时，处理效果明显下降。? 2.3.3 发酵时间的影响 　　发酵时间对CODCｒ去除率的影响见表4。 表4 发酵时间对处理效果的影响 发酵时间(h） 16 18 20 22 24 进水CODcr(mg/L） 26800 26800 26800 26800 26800 出水CODcr（mg/L） 14256 11340 8102 8064 7988 去除率（%） 46.2 57.7 69.8 70.0 70.2 注 温度32℃；pH4.0；接种量10%。 　　表4的数据表明：发酵时间越长，处理效果越好，20h时已达到较好的处理效果，20h后去除率增加不明显。 2.3.4 接种量的影响 　　接种量对CODCr去除率的影响见表5。 表5 接种量对处理效果的影响 接种量（%） 5 10 15 进水CODcr（mg/L） 25680 25680 25680 出水COD(mg/L） 15827 8032 7805 去除率（%） 39.4 68.7 70.6 注 pH值4.0；温度32℃；时间20h。 　　表5的数据表明：接种量越大，处理效果越好，接种量为10%时已达到较好的处理效果，＞10%后去除率增加不明显。? 2.4 试验结论? 　　①最佳工艺控制参数为：pH值4.0；发酵温度32℃；发酵时间20h；接种量10%。? 　　②研究结果表明，在最佳工艺条件下，酵母菌处理工艺对CODCr的去除率可达到70%，同时还具有很强的耐硫酸盐抑制作用性能。 3 工程应用情况 3.1 工艺流程 　　将该技术应用于300m3/d规模的赖氨酸生产废水处理工程，其流程如图1。

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3.2 工艺控制条件 　　根据试验研究的筛选结果，各工艺参数确定为：发酵温度32℃；发酵时间20h；pH值4.0；接种量10%；接种周期7d。? 3.3 运行结果分析 ? 工程调试正常后，前10d的运行结果见表6。? 　　表6数据表明，CODCr的去除率在62.8%～68.8%，基本达到试验研究的水平，为后续进一步处理达标排放提供了基础，同时还可回收酵母蛋白约950kg/d，其市场售价为3000元/t，即酵母蛋白的回收价值约为2850元/d。 表6 工程运行结果 序号 水量（m3/d） 进水CODcr(mg/L） 出水CODcr（mg/L） 去除率（%） 酵母产生量（kg/d） 1 321 27383 9032 67.0 1100 2 295 26540 8521 67.9 960 3 313 24326 8673 64.4 930 4 274 25679 8023 68.8 970 5 282 25730 8417 67.3 940 6 326 26542 8568 67.7 1020 7 275 24986 8542 65.8 980 8 288 27732 10316 62.8 980 9 330 23642 8649 63.4 880 10 323 25630 9329 63.6 930 注 酵母产生量数据为折干量。 3.4 经验体会? 　　①pH值对处理效果的影响很大，在调试过程中曾因生产车间浓、稀废水没有分流清楚，导致pH值较高的稀废水混入，使酵母菌生化池的pH值达到6.0，结果该天的处理效果明显下降，因此对生产管理的要求应十分严格。? 　　②温度的控制对运行效果明显，温度过低酵母菌生产缓慢，影响处理效果；温度过 高则菌体生长迅速，菌种容易老化，必须频繁换种。 　　③由于酵母菌生长的最佳pH值为4.0，在此pH值下其他细菌难以生存，因此无须对废水进行消毒杀菌，大大降低了运行成本。?　　④该工艺具有较好的经济效益，回收的酵母蛋白的价值扣除运行成本后，还有约850元/d 的经济效益，可达到以废养废的目的。?　　 　　⑤本技术需与好氧处理工艺结合，才能使赖氨酸生产废水处理至达标排放。单一的酵母菌处理不能直接使处理出水达标排放，因此本技术适用于高浓度有机废水的前处理，以降低整个废水处理过程的运行成本。? 4 结论 　　①试验研究的结果表明，酵母菌具有很强的耐高浓度硫酸盐的特性，可用于处理含有高浓度硫酸盐的有机废水，这是厌氧处理工艺无法做到的。? 　　②由试验筛选出的最佳工艺控制参数为：pH值4.0；发酵温度32℃；发酵时间20 h；接种量10%。? 　　③将最佳工艺参数应用于实际处理工程中，可取得与试验结果相当的处理效果。? 　　④该处理技术可回收有价值的酵母蛋白，不仅达到了“以废养废”的目的，而且还有一定的经济效益。? 　　⑤必须加强生产管理，方可保证酵母菌处理工艺的正常运行。?