味精工业废水

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味精工业也是我国发酵工业中的最大污染源之一,每吨味精产品产生高浓度废水15吨左右。

味精工业废水的处理方法主要有物理-化学法和生物法。
(1) 物理-化学法    
物化方法包括高速离心、絮凝沉降、膜分离(超滤、反渗透)等方法。在以前,物化处理方法一般局限于味精废水的预处理,如提取谷氨酸菌体。

① 高速离心法
高速离心法是以离心机为主要设备,通过离心机的高速运转,使离心加速度超过重力加速度的成百上千倍,而使沉降速度增加,以加速药液中杂质沉淀并除去的一种方法。离心主要用于分离谷氨酸菌体。目前通常采用进口蝶片离心机进行高速离心分离菌体。该法多与蒸发浓缩法一起使用,以回收味精废水中的蛋白饲料。即通过离心分离把废液分离成滤液和滤渣,再通过多效负压蒸发器把滤液浓缩到含水率为45%左右,蒸发器的二次蒸气通过压缩后再作为蒸发器的热源。冷凝水用于进料的预热并回用于生产,将滤渣和滤液浓缩后的固体经造粒、烘干、筛选,最终做成成品肥料。高速离心机尚依赖进口,面临的主要问题是投资较大,运行能耗高。

② 絮凝沉降法
絮凝是一种广泛使用的水处理技术,在给水、废水处理中均发挥着十分重要的作用。影响絮凝效果的因素有絮凝剂(种类和用量)、操作条件(pH值,温度等)以及反应器设计等。味精废水COD含量很高,絮凝沉淀一般作为整个处理流程的前处理单元,用来除去一部分COD,为后续处理(如膜分离、生物处理)减轻负荷。常用的絮凝剂分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类,无机絮凝剂包括常见的铁盐、铝盐絮凝剂,在味精废水处理过程中,无机絮凝剂很少单独使用,一般均作为助凝剂,与有机絮凝剂配合使用;pH对于有机絮凝剂影响较大,选择絮凝剂时应重点考虑。

③ 膜分离法
膜分离方法有常温操作、能耗低、占地少和操作方便等优点,也符合味精废水资源再生的要求,已逐步在味精废水处理中发挥着越来越重要的作用。超滤是一种压力推动的膜分离方法,利用超滤从味精发酵液中分离菌体。超滤法处理味精废液有如下优点:可在常温下处理,减少热对发酵产品的影响;能耗低;操作工艺简单,设备占地面积小。但一次投资大,超滤膜的材料、性能、堵塞、清洗、处理量等问题尚不能很好解决,在大生产中推广应用有一定困难。反渗透用于去除大小与溶媒同一数量级的颗粒物,分子量在10—1000范围内。反渗透开始是大规模用于海水脱盐、高纯水的生产,目前,在废水处理中的应用也日趋普遍,只要选择好合适的预处理方法,解决好膜污染的问题,还是有较好的应用前景的。

(2) 常规生物处理工艺
常规生物处理工艺包括好氧生物处理工艺、厌氧生物处理工艺和厌氧-好氧生物处理工艺。

①好氧生物处理工艺    
好氧生物处理工艺因其具有出水水质稳定,能达标排放等优点,在国内味精废水的治理中占据着一定的比例。SBR法处理中浓度人工配制味精废,水当废水浓度在2000~4000mg/L,温度为25℃左右,连续曝气6 h,污泥浓度在4000~7000mg/L的条件下对废水中的COD具有较好的降解能力。另外与其它生化处理方法相比,SBR法具有操作简单,耗时短,可以节约工程基建投资,降低处理费用,同时易于实现自动控制,方便维护管理等优点,适合中浓度味精废水的处理。
 
②厌氧生物处理工艺
水的厌氧生物处理是在断绝供氧的情况下,利用厌氧微生物的生命活动过程,使废水中的有机物转化成较简单的有机物和无机物的处理过程,在工程上称为废水的厌氧生物处理。由于味精废水的有机物浓度高,

采用好氧生物处理时需将原水稀释10倍至百倍,反应器体积与占地面积均较大,处理成本较高。采用厌氧生物处理可对高浓度味精废水进行直接处理,并可降低电耗和回收沼气。虽然采用厌氧生物技术处理高浓度味精废水可有效削减有机污染物负荷并可大幅降低运行费用,但出水不能达标,对NH3-N的去除十分有限。因此一般不单独采用此工艺。

③厌氧-好氧生物处理工艺
厌氧生物处理可以去除味精废水中大部分,并能回收生物质能沼气,但出水不能达标排放,而好氧生物处理虽然运行成本高,基建投资大,但出水水质稳定,能达标排放。很显然两项工艺单独使用效果都不好,如果把两项工艺结合厌氧作为前置处理,好氧作为后置处理的话,那么无论是从处理效果还是经济投资方面都是很有效益的,这就是厌氧-好氧处理工艺。处理后出水的各项指标均达到并优于GB8978-1996《污水综合排放标准》,NH3-N、COD、BOD5去除率分别达到94.6%、95.3%、96.4%以上,处理效果非常理想。

(3) 新型生物处理
① 酵母处理技术
酵母处理技术醉母细胞富含核糖核酸、细胞色素、辅酶等,对高糖、高氮、高渗透压等具有较强的适应性。在氮氮超过的味精废水处理中,酵母处理技术可取得很高的容积负荷率,为普通活性污泥法的8~10倍以上,所产生的酵母菌体是优质的饲料蛋,可实现废物资源化。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。

② 短程硝化-厌厌氧氨氧化工艺    
短程硝化是将硝化产物控制在亚硝酸盐阶段,阻止亚硝酸盐进一步

氧化成硝酸盐的过程。将其与反硝化或厌氧氨氧化结合,即集成完整的生物脱氮工艺。短程硝化可以克服传统生物脱氮法存在的问题,其关键是通过对溶解氧浓度、pH值、温度、泥龄和基质浓度等工艺条件的控制,实现亚硝酸盐的积累。厌氧氨氧化工艺的关键是获得足够的厌氧氨氧化菌,并将其有效持留在反应器内。这就需要良好的营养条件和环境条件(包括溶解氧浓度、pH值、温度、泥龄和基质浓度等),以促进厌氧氨氧化菌的生长,同时改进反应器的结构以有效持留菌体。 将这两个结合起来就生成了短程硝化-厌氧氨氧化技术。这种技术是近年来开发的一种新型生物脱氮工艺,与传统生物脱氮工艺相比,具有不需外加反硝化电子供体、供氧能耗低、外加中和药剂少等优势。具体参见http://www.ryzekj.com更多相关技术文档。
 
③蒸发浓缩-生化处理工艺    
浙江某味精生产企业的生产能力4万t/d,产生大量高、中、低浓度的味精废水。该企业将高浓度离交废水全部用于发酵制取酵母;提取酵母后的废水全部用于高效蒸发浓缩-结晶制取硫酸铵,制取硫酸按后的尾液用作氨基酸肥料,硫酸铵的总回收率达99%,中、低浓度的废水采用A/O工艺治理,经过二段A/O联合处理后CODCr和NH3-N平均去除率分别为94%和89%。该工艺运行情况良好,出水指标全面达到GB19431《味精工业污染物排放标准》。高浓度废水和中低浓度味精废水的处理工艺分别如图所示。

某味精生产企业高浓度离交废水处理工艺

 

某味精生产企业中、低浓度废水处理工艺

 

采用蒸发浓缩工艺不仅去除了废水中的SO42-和NH3-N,而且从废水中回收了菌体蛋白硫酸按和氨基酸,实现了对高浓度味精废水的综合利用,同时解除了高浓度SO42-和NH3-N对生物处理的抑制,并大大降低了后续生化处理的负荷和工艺的处理成本。

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