黃啟成 (福建省環(huán)境保護科學研究所,福建福州350013) 摘 要:對酵母菌處理賴氨酸生產(chǎn)廢水的技術(shù)工藝條件進行了研究,結(jié)果表明其最佳工藝條件為:pH值4.0、溫度32℃、時間20h、接種量10%。該技術(shù)作為預處理 應用于實際工程中取得了較好的效果,并可回收一定的酵母蛋白,具有一定的經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞:賴氨酸廢水;酵母菌;預處理 中圖分類號:X703 文獻標識碼:C 文章編號:1000-4602(1999)10-0047-03 某賴氨酸有限公司賴氨酸生產(chǎn)廢水處理工程原由某設計單位設計,其工藝為厭氧— 好氧接觸氧化法。運行中發(fā)現(xiàn)厭氧對濃廢水處理全無效果,致使整個廢水處理工藝失敗,出水無法達標,造成巨大的浪費,為此,又委托我所對該污水處理設施進行改造。在對其失敗的原因進行充分的調(diào)查、分析和研究后認為,導致厭氧處理失敗的主要原因是由于污水中含有高濃度的硫酸鹽(高達15000mg/L),在厭氧過程中產(chǎn)生出大量H2S,抑制了厭氧菌的生長。為此,選擇耐硫酸鹽的酵母菌作為生化處理的微生物,探索研究其生化處理工藝。 1 廢水水質(zhì)、水量情況 賴氨酸生產(chǎn)過程中正常排放的生產(chǎn)廢水可進行濃、稀分流,其中濃廢水排放量約占總排放量的30%,經(jīng)濃、稀分流后的水質(zhì)水量情況見表1。 表1 賴氨酸生產(chǎn)廢水水質(zhì)水量情況項目 | 濃廢水 | 稀廢水 | 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 | 硫酸鹽(mg/L) | 15000 | 866 | 5106 | pH | 4 | 8.5 | | 2 酵母菌生化試驗 2.1 裝置與材料 主要試驗裝置:搖瓶機,3000mL三角瓶,超凈臺,無菌室,恒溫室,菌種操作器材等。? 主要試驗材料:酵母菌種,濃廢水,鹽酸。? 化驗器材:CODCr測定裝置,酸度計,離心沉降機,分析天平,化學藥品等。? 2.2 試驗方法? 在16個三角瓶中分別加入1000mL濃廢水,按試驗要求調(diào)節(jié)pH值,然后按要求比例加入預先制備好的酵母種子液,置于搖瓶機上進行恒溫搖瓶,發(fā)酵一定時間后取出化驗。 控制參數(shù)為溫度、pH值、接種量和發(fā)酵時間。? 2.3 試驗結(jié)果討論 2.3.1 pH值的影響 pH值對CODCr去除率的影響見表2。 表2 pH值對處理效果的影響 pH | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 進水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 溫度32℃,時間20h;接種量10%。 | 表2的數(shù)據(jù)表明:pH對處理效果的影響非常明顯,最佳發(fā)酵的pH值為4.0左右。當pH值>5.0時,處理效果明顯下降。? 2.3.2 溫度的影響? 溫度對CODCr去除率的影響見表3。 表3 溫度對處理效果的影響溫度(℃) | 28 | 30 | 32 | 34 | 進水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;時間20h;接種量10% | 表3的數(shù)據(jù)表明:溫度對處理效果的影響較為明顯,最佳發(fā)酵溫度為32℃左右。當溫度<30℃時,處理效果明顯下降。? 2.3.3 發(fā)酵時間的影響 發(fā)酵時間對CODCr去除率的影響見表4。 表4 發(fā)酵時間對處理效果的影響 發(fā)酵時間(h) | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 進水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 溫度32℃;pH4.0;接種量10%。 | 表4的數(shù)據(jù)表明:發(fā)酵時間越長,處理效果越好,20h時已達到較好的處理效果,20h后去除率增加不明顯。 2.3.4 接種量的影響 接種量對CODCr去除率的影響見表5。 表5 接種量對處理效果的影響接種量(%) | 5 | 10 | 15 | 進水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;溫度32℃;時間20h。 | 表5的數(shù)據(jù)表明:接種量越大,處理效果越好,接種量為10%時已達到較好的處理效果,>10%后去除率增加不明顯。? 2.4 試驗結(jié)論? ①最佳工藝控制參數(shù)為:pH值4.0;發(fā)酵溫度32℃;發(fā)酵時間20h;接種量10%。? ②研究結(jié)果表明,在最佳工藝條件下,酵母菌處理工藝對CODCr的去除率可達到70%,同時還具有很強的耐硫酸鹽抑制作用性能。 3 工程應用情況 3.1 工藝流程 將該技術(shù)應用于300m3/d規(guī)模的賴氨酸生產(chǎn)廢水處理工程,其流程如圖1。 ? 3.2 工藝控制條件 根據(jù)試驗研究的篩選結(jié)果,各工藝參數(shù)確定為:發(fā)酵溫度32℃;發(fā)酵時間20h;pH值4.0;接種量10%;接種周期7d。? 3.3 運行結(jié)果分析 ? 工程調(diào)試正常后,前10d的運行結(jié)果見表6。? 表6數(shù)據(jù)表明,CODCr的去除率在62.8%~68.8%,基本達到試驗研究的水平,為后續(xù)進一步處理達標排放提供了基礎,同時還可回收酵母蛋白約950kg/d,其市場售價為3000元/t,即酵母蛋白的回收價值約為2850元/d。 表6 工程運行結(jié)果 序號 | 水量(m3/d) | 進水CODcr(mg/L) | 出水CODcr(mg/L) | 去除率(%) | 酵母產(chǎn)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 酵母產(chǎn)生量數(shù)據(jù)為折干量。 | 3.4 經(jīng)驗體會? ①pH值對處理效果的影響很大,在調(diào)試過程中曾因生產(chǎn)車間濃、稀廢水沒有分流清楚,導致pH值較高的稀廢水混入,使酵母菌生化池的pH值達到6.0,結(jié)果該天的處理效果明顯下降,因此對生產(chǎn)管理的要求應十分嚴格。? ②溫度的控制對運行效果明顯,溫度過低酵母菌生產(chǎn)緩慢,影響處理效果;溫度過 高則菌體生長迅速,菌種容易老化,必須頻繁換種。 ③由于酵母菌生長的最佳pH值為4.0,在此pH值下其他細菌難以生存,因此無須對廢水進行消毒殺菌,大大降低了運行成本。? ④該工藝具有較好的經(jīng)濟效益,回收的酵母蛋白的價值扣除運行成本后,還有約850元/d 的經(jīng)濟效益,可達到以廢養(yǎng)廢的目的。? ⑤本技術(shù)需與好氧處理工藝結(jié)合,才能使賴氨酸生產(chǎn)廢水處理至達標排放。單一的酵母菌處理不能直接使處理出水達標排放,因此本技術(shù)適用于高濃度有機廢水的前處理,以降低整個廢水處理過程的運行成本。? 4 結(jié)論 ①試驗研究的結(jié)果表明,酵母菌具有很強的耐高濃度硫酸鹽的特性,可用于處理含有高濃度硫酸鹽的有機廢水,這是厭氧處理工藝無法做到的。? ②由試驗篩選出的最佳工藝控制參數(shù)為:pH值4.0;發(fā)酵溫度32℃;發(fā)酵時間20 h;接種量10%。? ③將最佳工藝參數(shù)應用于實際處理工程中,可取得與試驗結(jié)果相當?shù)奶幚硇Ч? ④該處理技術(shù)可回收有價值的酵母蛋白,不僅達到了“以廢養(yǎng)廢”的目的,而且還有一定的經(jīng)濟效益。? ⑤必須加強生產(chǎn)管理,方可保證酵母菌處理工藝的正常運行。?? 參考文獻: [1]張明友等.味精廢水連續(xù)發(fā)酵處理工藝研究[J].上海環(huán)境科學,1992,(8) :8-10.? [2]祖若夫等.微生物學實驗教程[M].上海:復旦大學出版社,1993. ? [3]胡家駿等.環(huán)境工程微生物學[M].北京:高等教育出版社,1987.
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