蛋氨酸發(fā)酵廢水生化處理的工藝研究及工藝設計

金利軍 毛威

摘 要：生物制藥的過程當中會產生氨基酸發(fā)酵的廢水，廢水所含有的物質比較復雜，有機物的濃度很高同時還有高濃度不能夠被降解的化合物，如果不進行及時的處理會造成嚴重的污染。而對這樣的廢水進行處理的時候需要面臨投資過大，或者是平時運行的成本過高，直接影響了企業(yè)的效益。本文通過研究傳統(tǒng)的厭氧和好氧的生物處理工藝，對廢水開發(fā)了一套生化處理工藝，處理的成本比較低而且適合處理高濃度的發(fā)酵廢水，并對工藝流程和設備都進行了工藝設計。

關鍵詞：蛋氨酸發(fā)酵廢水;生化處理;工藝的研究和設計

蛋氨酸是一種重要的氨基酸，主要在飼料添加劑，在醫(yī)藥上也有應用。工業(yè)上大范圍的生產蛋氨酸主要是采用丙烯氧化制作成丙烯醛的原料。一些發(fā)達的國家全都有大規(guī)模的生產裝置。我國現(xiàn)在一些藥廠生產蛋氨酸使用甘油脫水的方式制作丙烯醇的原料，生產的規(guī)模比較小。本文針對蛋氨酸發(fā)酵的廢水生化處理工藝進行研究，使廢水符合排放的標準。

1 蛋氨酸發(fā)酵廢水生化處理的工藝研究

1.1 混凝沉淀法

混凝沉淀是氨基酸醫(yī)藥廢水進行預處理經常使用的一種方法，主要是除去廢水中難以生化降解的固體成分、膠體還有蛋白質等等，可以改善廢水的生物降解性，降低水被污染的情況。在對蛋氨酸廢水處理是經常把氣浮法作為預處理的工序和后續(xù)的工序，主要是處理比較高沸點的溶劑和有懸浮物廢水。

1.2 氧化絮凝處理

氧化絮凝是一種處理高濃度工業(yè)有機廢水的新技術，通過電解進行催化和氧化的反應機制，具有強大的氧化性的羥基自由基，使得大部分微生物中難以降解的有機物迅速變?yōu)槿菀妆环纸獾挠袡C物，然后再進一步放入絮凝劑，將形成的有機物去除，該方法特別適合于高濃度，難以被降解的工業(yè)廢水中的預處理過程，或者是對處理后達不到排放標準的廢水進行深度的處理。

1.3 生物處理的方法

生物處理廢水在各個領域都有了廣泛的應用，積累了豐富的經驗。大多的時候廢水處理經常使用好氧的方法，但是隨著有機廢水的增加，尤其是高濃度的廢水增加，厭氧處理的方法也被更多人使用，并且取得了不少的成功經驗。

1.3.1 好氧

好氧生物的處理大多不直接對發(fā)酵的廢液進行處理，只作為整個處理過程當中的后續(xù)處理方式，讓廢水最終達到排放的標準?，F(xiàn)在經常使用的有SBR方法，也有人使用藻菌共生系統(tǒng)進行處理。SBR是一種間歇方式的生化處理方法，通過將離子交換柱沖洗水、對廢水進行精制、濃縮蒸發(fā)冷凝水以及稀釋一部分液體組合的方式進行好氧處理，使用SBR的工藝流程，達到廢水排放的標準。它本身具有造價低廉、運行方式比較靈活、耐沖擊負荷和處理效果良好的優(yōu)點。藻菌共生系統(tǒng)經常對預處理后的蛋氨酸廢水進行生物處理，效果比較好，但是這個系統(tǒng)處理的效果受到預處理的影響很大，進入COD濃度高的時候，處理的效果就會比較差。

1.3.2 厭氧

由于蛋氨酸發(fā)酵的廢水有機物濃度高，使用好氧生物進行處理的時候，必須把原來的水稀釋到10倍以上，反應器設備占據的地方也比較大，所需要的成本很高。采用厭氧生物處理，可以直接對高濃度的蛋氨酸廢水進行處理，并且可以降低耗電量和回收沼氣，同時去除污染物的時候污泥量比較小，所以具有比較高的有機物負荷的能力。但是不足的是廢水被處理后COD的數值比較高，在水里面停留的時間比較長，容易產生惡臭的氣味。

2 蛋氨酸發(fā)酵廢水生化處理的工藝設計

根據氨基酸廢水的組成分為濃水和洗液兩個部分，廢水之中主要含有氨氮和COD，通過工程進行總結，可使用分別收集然后再綜合治理的方式。氨基酸母液當中水量比較小，廢水中的銨鹽是氨基酸生產工藝過程產生的副產物，沒有金屬和其他的有害物質。母液的銨鹽濃度比較高，具有一定回收利用的價值，而蛋氨酸發(fā)酵廢水生化處理的工藝設主要過程是：先把廢水的pH調到2-4形成固液混合物，然后進行減壓和抽濾的過程，把沉淀物收集然后烘干，N—乙?！狣L—蛋氨酸回收的工藝：把烘干后的沉淀物和無水的乙醇進行混合形成固液混合的狀態(tài)，然后對混合體系減壓抽濾得到濾液和濾渣，濾液經過旋轉和蒸發(fā)，在烘干后的得到N—乙?！狣L—蛋氨酸的回收工藝，在將上面的濾渣和95%的乙醇形成渾濁液體，對這個液體進行減壓抽濾然后手機綠葉，最后將濾液蒸發(fā)和烘干得到L—蛋氨酸。經過這個過程實現(xiàn)了蛋氨酸的回收再利用的過程，回收利用的硫酸銨或者氯化銨一般可以作為化工原料。而廢水中的銨鹽含量不高，氨氮和COD受到生產過程影響，水質變化特別大，廢水直接使用回收利用的方式，一般需要的成本都比較高，所以大多的時候采用生化處理的方式去處理廢水。

3 結語

氨基酸是生物重要組成部分，具有十分重要的生理功能，無論是在醫(yī)學上還是生活中，它都有很重要的作用，但是目前還有許多企業(yè)排放的廢水之中含有大量的氨基酸。由于廢水中含有蛋氨酸，常常會讓廢水中BOD、COD的含量都大大的超過標準，形成了耗氧性的污染，并且造成了嚴重的富營養(yǎng)化。在蛋氨酸生產的酸性廢水中，如果直接排放會造成大量的浪費，所以我們對發(fā)酵的廢水進行生化處理。

參考文獻：

[1]王宇陽.蛋氨酸發(fā)酵廢水生化處理的工藝研究及工藝設計[D].北京：北京化工大學，2017.