一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝的製作方法

2023-05-25 17:02:31 1

一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝，其穀氨酸發酵液經高速碟片分離機將菌體蛋白分離，收集除菌液，以及沉澱菌體蛋白，將菌體蛋白添加複合種子液發酵製備益生菌製劑，將除菌液提取穀氨酸產生的廢水排入進入汙水處理系統，添加複合微生物菌劑深度處理後達標排放，本發明工藝經濟環保，其有廣闊的應用前景。
【專利說明】-種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝

【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物發酵行業穀氨酸提取工藝領域，具體提供一種處理穀氨酸發酵 廢水的環保工藝。
[000引【背景技術】 隨著經濟的飛速發展和技術的不斷進步，我國已經成為味精的生產和消費大國，但 是味精生產過程中所排放的廢水量大，味精發酵液經等電提取穀氨酸後排放的母液具有 COD化高、B0D5高、菌體含量高、硫酸根（改用硫酸調抑前為氯離子）含量高、氨氮含量高 及抑值（1.5-3. 2)低"五高一低"的特點，是一種治理難度很大的工業廢水。由於不能有 效地治理味精廢水，不少味精廠被列入全國重點汙染源單位之列，味精廢水的治理已經成 為制約味精生產企業發展的重大難題。
[0003] -方面；味精的提取通常採用等電-離交法，通過加入濃硫酸調節等電點使穀氨 酸結晶出來，而生產過程中產生的硫酸饋廢液，給廢液處理帶來了極大地困難，對環境、水 源造成了直接的危害。
[0004] 另一方面；味精工業也是我國發酵工業中的最大汙染源，據統計，每噸味精產品產 生高濃度廢水15噸左右。味精行業高濃度有機廢水汙染嚴重，是行業突出的共性問題。發 酵廢母液或離交尾液是味精生產行業的主要汙染源。
[0005] 穀氨酸提取廢水中含有的大量菌體，它是一種單細胞蛋白，含有豐富的蛋白質，對 乾燥後菌體蛋白的化學成分進行分析發現穀氨酸廢棄菌體中蛋白質的含量高達85. 8%總 胺基酸含量為78. 77 %，高於目前蛋白酶解物常用的原料豆稍、酵母等。其胺基酸種類和配 比都比較齊全，並且含有豐富的維生素、核酸、多糖等其他營養物質。且穀氨酸發酵過程中 所加入糖類物質與穀氨酸一起經過發酵後會生成低聚異麥芽糖。穀氨酸發酵產生高濃度廢 水經過超濾膜過濾後進行雙極性膜電滲析進行脫鹽處理，脫鹽後的廢水可用於製取服料， 得到的脫鹽後的清液含有大量的低聚異麥芽糖。該些有用物質白白排放，每年造成大量的 損失浪費。
[0006] 據報導，每生產It味精，大約要排出10-15噸提取穀氨酸後的母液，全國每年要排 放1000萬噸該種高濃度有機廢水。不僅嚴重汙染了自然環境，而且制約了味精行業的發 展。雖然味精生產企業、科研機構及有關的大專院校都對治理進行了大量的研究。但是，目 前國內外都還沒有成熟的成套技術應用於生產實踐。主要的問題是一次性投資過大，或者 日常運行費用過高，多數味精廠無法承受，不得不長期維持超標排放的現狀。
[0007] 因此，研究一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝，W減少廢水汙染、變廢為寶，是 本領域亟需解決的技術問題。


【發明內容】

[0008] 本發明的目的是針對傳統工藝的不足，提供了一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工 藝，其大幅降低了生產成本，生產過程操作簡便，產品質量穩定可靠。符合資源綜合利用、節 能減排的要求，同時減少了廢液排放，減輕了汙水處理負擔，帶來了巨大的經濟效益和環保 效益。為了實現本發明目的，採用如下技術方案： 一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝，其特徵在於包括如下步驟： (1) 穀氨酸發酵液經高速碟片分離機將菌體蛋白分離，高速碟片機分離菌體蛋白的轉 速為4000?5000r/min，收集除菌液，W及沉澱菌體蛋白； (2) 步驟（1)製備的菌體蛋白加入適量溫水調勻，調整固含量15% (w/w)，投入發酵裝 置內，用石灰乳調節抑為6. 0-7. 0,接入1/10 (V/V，體積是加水調勻後菌體蛋白水溶液的 1/10)複合種子液，攬拌均勻，控制溫度32 - 34C，培養過程中間歇通氣並緩慢攬拌，培養 2化，獲得成熟發酵液益生菌劑； 所述複合種子液為釀酒酵母和植物乳桿菌按照體積比3 ;1製備而得，所述釀酒酵母優 選為；CCTCC N0:M208110(參見CN101434911),所述植物乳桿菌優選為；CCTCC M20815U參 見CN101748082),將釀酒酵母和植物乳桿菌按照常規培養濃度均控制在IXlO8個/ml,所 培養的菌液按照體積比例3 ;1混合得到複合種子液； (3) 步驟（1)製備的除菌液粟入脫色罐進行脫色處理，脫色罐中添加除菌液質量1. 5% 的粉狀活性炭，控制脫色罐內的溫度為45-5CTC，脫色30分後濃縮、所述濃縮參數為；溫度 60 - 7(TC，真空度為-0. Ikpa, -次結晶獲得粗晶體；將粗晶體分離純化，脫色、離子交換， 二次結晶，分離，乾燥，篩分精製； (4) 取上述步驟（3)提取步驟產生的生產廢水，自然沉降固液分離，獲得沉降物與上清 液，將上清液排入進入汙水處理系統，添加複合微生物菌劑深度處理後達標排放。
[0009] 所述複合微生物菌劑的活性成分包括下列重量份的原料： 酵母菌10份、枯草芽抱桿菌7份、巨大芽抱桿菌6份、反硝化菌5份、銅綠假單抱菌5 份、紅球菌4份、黃抱原毛平革菌3份。
[0010] 所述酵母菌為酵母菌（Candida santamariae) CGMCC NO 2959 (CN101629144A); 所述枯草芽抱桿菌為枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis) CGMCC NO 2947(CN101838621A) 所述巨大芽抱桿菌為巨大芽抱桿菌（Bacillus megatherium) CGMCC No : 1487(CN101074421A); 所述反硝化菌為反硝化菌（Paracoccus pantotrophus) ATCC 35512; 所述銅綠假單抱菌為銅綠假單抱菌（Pseudomonas aeruginosa) ATCC15442; 所述紅球菌為紅球菌(化ot/ococcus rAot/ocAro化0 ATCC 15906;(參見文獻Cloning and Characterization of Benzoate Catabolic Genes in the Gram-Positive Polychlorinated Biphenyl DegraderRhodococcus sp. Strain RHAI, J. Bacteriol. November 2001)； 所述黃抱原毛平革菌為黃抱原毛平革菌（Phanerochaete C虹ysosporium)ATCC 24725 (參見文獻 AP化IED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY,化bl994, P709-714) 2011)； 將W上酵母菌、枯草芽抱桿菌、巨大芽抱桿菌、反硝化菌、銅綠假單抱菌、紅球菌、黃抱 原毛平革菌按照常規培養濃度均控制在2 X IO8個/克，所培養的菌液按照質量比例混合得 到液體菌劑； 取上述液體菌劑與載體攬拌混合，優選W殼聚糖為載體，按照菌劑：載體為2 ;1的重量 比混合。乾燥：將混合好物料進行乾燥，乾燥溫度為20-5(TC，乾燥後含水量為20-30% ;檢 驗、包裝：按質量標準檢驗，成品按重量進行包裝，即得固體菌劑。
[0011] 按每立方米每次投加微生物固體菌劑20 - 30克，每天投加1次，連續投加一周， 最後靜置3天，將液體排出。
[0012] 本發明取得的有益效果： 1 W廢棄菌體蛋白為原料，微生物發酵製備益生菌劑，變廢為寶，解決環境汙染問題， 製備的菌劑促進動物生長，提高動物抗病能力，還創造客觀的經濟效益。
[0013] 2複合菌劑專口針對本發明穀氨酸提取製備過程的廢水，將各種能形成優勢菌群 的菌種，配製成高效微生物製劑，按一定量投加到廢水處理系統中，加速微生物對汙染物的 降解，W提高系統的生物處理效率，保證系統穩定運行。其含有多種對難降解汙染物有優良 降解能力的微生物，各菌種之間合理配伍，共生協調，互不枯抗，活性高，生物量大，繁殖快， 投加在廢水處理系統中，對大分子、難降解物質有良好的降解效果，對傳統的氨酸過程排放 廢水有獨特的處理效果。適於本申請製備方法產生廢水排放處理，可提高處理水量和處理 水質，降低運行費用，促進達標排放。
[0014]

【具體實施方式】： 實施例1; 一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝，其特徵在於包括如下步驟： (1) 穀氨酸發酵液經高速碟片分離機將菌體蛋白分離，高速碟片機分離菌體的轉速為 4000?5000r/min，收集除菌液，W及沉澱菌體蛋白； (2) 步驟（1)製備的菌體蛋白加入適量溫水調勻，調整固含量15%，投入發酵裝置內， 用石灰乳調節抑為6. 0-7.0,接入1/10 (V/V，體積是加水調勻後菌體蛋白水溶液的1/10) 複合種子液，攬拌均勻，控制溫度32 - 34C，培養過程中間歇通氣並緩慢攬拌，培養2化，獲 得成熟發酵液益生菌劑； 所述複合種子液為釀酒酵母和植物乳桿菌按照體積比3:1製備而得，所述釀 酒酵母優選為；CCTCC NO:M208110 (CNlO 1434911)，所述植物乳桿菌優選為；CCTCC M208151 (CN101748082)，將釀酒酵母和植物乳桿菌按照常規培養濃度均控制在1 X IO8個/ ml,所培養的菌液按照體積比例3 ;1混合得到複合種子液； (3) 步驟（1)製備的除菌液粟入脫色罐進行脫色處理，脫色罐中添加除菌液質量1. 5% 的粉狀活性炭，控制脫色罐內的溫度為45-5CTC，脫色30分後濃縮、所述濃縮參數為；溫度 60 - 7(TC，真空度為-0. Ikpa, -次結晶獲得粗晶體；將粗晶體分離純化，脫色、離子交換， 二次結晶，分離，乾燥，篩分精製； (4) 取上述步驟（3)提取步驟產生的生產廢水，自然沉降固液分離，獲得沉降物與上清 液，將上清液排入進入汙水處理系統，添加複合微生物菌劑深度處理後達標排放。
[0015] 所述複合微生物菌劑的活性成分包括下列重量份的原料： 酵母菌10份、枯草芽抱桿菌7份、巨大芽抱桿菌6份、反硝化菌5份、銅綠假單抱菌5 份、紅球菌4份、黃抱原毛平革菌3份。
[0016] 所述酵母菌為酵母菌（Candida Santa mariae) CGMCC NO 2959 (CN101629144A); 所述枯草芽抱桿菌為枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis) CGMCC NO 2947(CN101838621A) 所述巨大芽抱桿菌為巨大芽抱桿菌（Bacillus megatherium) CGMCC No : 1487(CN101074421A); 所述反硝化菌為反硝化菌（Paracoccus pantotrophus) ATCC 35512; 所述銅綠假單抱菌為銅綠假單抱菌（Pseudomonas aeruginosa) ATCC15442; 所述紅球菌為紅球菌(化ot/ococcus rAot/ocAro化0 ATCC 15906;(參見文獻Cloning and Characterization of Benzoate Catabolic Genes in the Gram-Positive Polychlorinated Biphenyl DegraderRhodococcus sp. Strain RHAl, J. Bacteriol. November 2001)； 所述黃抱原毛平革菌為黃抱原毛平革菌（Phanerochaete C虹ysosporium)ATCC 24725 (參見文獻 AP化IED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY,化bl994, P709-714) 2011); 將W上酵母菌、枯草芽抱桿菌、巨大芽抱桿菌、反硝化菌、銅綠假單抱菌、紅球菌、黃抱 原毛平革菌按照常規培養濃度均控制在2 X IO8個/克，所培養的菌液按照質量比例混合得 到液體菌劑； 取上述液體菌劑與載體攬拌混合，優選W殼聚糖為載體，按照菌劑：載體為2 ;1的重量 比混合。乾燥：將混合好物料進行乾燥，乾燥溫度為20-5(TC，乾燥後含水量為20-30% ;檢 驗、包裝：按質量標準檢驗，成品按重量進行包裝，即得固體菌劑。
[0017] 按每立方米每次投加微生物固體菌劑20 - 30克，每天投加1次，連續投加一周， 最後靜置3天，將液體排出。
[0018] 實施例2 ;實施例1製備的益生菌劑效果試驗： 試驗用豬為杜洛克； 對照組飲用自來水；試驗組飲用1%益生菌劑水溶液(重量比)，平均始重24. 2kg， 試驗組和對照組用豬各20頭，隨機分組，同樣條件飼養98d，生長情況如表1所示： 表1 ;益生菌劑對豬的體重增長比較

【權利要求】
1. 一種處理穀氨酸發酵廢水的環保工藝，其特徵在於，所述工藝包括如下步驟： (1) 穀氨酸發酵液經高速碟片分離機將菌體蛋白分離，高速碟片機分離菌體的轉速為 4000?5000r/min，收集除菌液和菌體蛋白； (2) 步驟（1)製備的菌體蛋白加水調勻，調整固含量15%，投入發酵裝置內，調節pH為 6. 0-7. 0,接入1/10體積的複合種子液，攪拌均勻，控制溫度32-34°C，培養過程中間歇通氣 並緩慢攪拌，培養24h，獲得成熟發酵液益生菌劑； (3) 步驟（1)製備的除菌液泵入脫色罐進行脫色處理，脫色罐中添加除菌液質量1. 5% 的粉狀活性炭，控制脫色罐內的溫度為45-50°C，脫色30分後濃縮，然後一次結晶，脫色，離 子交換，二次結晶； (4) 取所述步驟（3)產生的廢水，自然沉降固液分離，獲得沉降物與上清液，將上清液排 入進入汙水處理系統，添加複合微生物菌劑處理後達標排放； 所述複合微生物菌劑的活性成分包括下列重量份的原料： 酵母菌10份、枯草芽孢桿菌7份、巨大芽孢桿菌6份、反硝化菌5份、銅綠假單孢菌5 份、紅球菌4份、黃孢原毛平革菌3份。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述複合種子液按照如下方法製備而得： 將釀酒酵母和植物乳桿菌分別按照常規培養至濃度為1X 1〇8個/ml，所培養的菌液按照體 積比例3 :1混合得到複合種子液；所述釀酒酵母為CCTCC N0:M208110,所述植物乳桿菌為 CCTCC NO :M208151。
3. 根據權利要求1 一 2所述的方法，其特徵在於，所述步驟（4)中， 所述酵母菌為酵母菌（Candida santamariae)CGMCC No :2959 ; 所述枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis)CGMCC No :2947 所述巨大芽抱桿菌為巨大芽抱桿菌（Bacillus megatherium)CGMCC No :1487; 所述反硝化菌為反硝化菌（Paracoccus pantotrophus)ATCC 35512; 所述銅綠假單孢菌為銅綠假單孢菌（Pseudomonas aeruginosa) ATCC 15442; 所述紅球菌為紅球菌（Rhodococcus rhodochrous) ATCC 15906; 所述黃抱原毛平革菌為黃抱原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium) ATCC 24725〇
【文檔編號】C02F9/14GK104261631SQ201410540735
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】張傳森, 王均成, 宋海波, 盧松, 李曉永, 張春宇, 王言偉 申請人:內蒙古阜豐生物科技有限公司