一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用技术

本发明专利技术涉及发酵废水处理领域，具体涉及一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用。本发明专利技术以生物酶法生产氨基酸产生的后提取废水作为氮源补充剂，将其与生物发酵废水按适量比例混合，调节混合废水pH，向混合废水中加入沉淀补充剂，并且通过固液分离技术分离上清液与沉淀，得到鸟粪石，预处理废水可直接达标排放或通过常规生化系统处理后达标排放。本发明专利技术可以实现生物酶法氨基酸生产发酵废水和后提取废水的同时处理，有效降低废水中氨氮、总磷等污染指标，同时还可以获得副产品鸟粪石。整个处理过程无需使用蒸发浓缩等高投入、高能耗设备便可实现对生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理，显著降低了废水处理成本。了废水处理成本。了废水处理成本。

【技术实现步骤摘要】
一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用


[0001]本专利技术涉及发酵废水处理领域。具体地，本专利技术涉及一种生物酶法生产氨基酸产生废水的综合处理方法及在制备鸟粪石中的应用。

技术介绍

[0002]氨基酸是生物学上重要的有机化合物，是构成蛋白质的基本单位。它赋予蛋白质特定的分子结构形态，使蛋白质分子具有生化活性，其在药品、食品添加剂、饲料添加剂、化工原料、化妆品添加剂等多方面都具有广泛用途。当前氨基酸生产工艺主要有蛋白质水解法、化学合成法、生物发酵法以及生物酶法等。生物酶法因其反应条件温和，立体选择性好，产品质量好，对环境友好等诸多优点而日益受到重视，成为现今研究的热点，也是未来氨基酸生产绿色环保的新工艺方向。
[0003]生物酶法生产氨基酸生产工艺路线中，至少存在两类废水，即生物发酵废水与后提取废水。发酵废水是发酵培养提供酶源后产生的，由于使用高浓度的磷酸源与氮源的培养基，致该废水中污染物指标氨氮、总磷相当高，且总磷含量远远高于氨氮及常规废水中总磷，通常该废水中氨氮在500
‑
3500mg/L水平，总磷在1000
‑
7500mg/L水平；后提取废水是氨基酸后提取步骤产生的废水，由于该工序使用了大量酸、碱等物质，致使该废水氨氮指标特别高，通常在1000
‑
7500mg/L水平。由于生物酶法主要的载体是水，上述两类生产废水水量大，污染指标高，因此对于生物酶法生产氨基酸过程中产生的废水的处理一直是氨基酸行业的巨大难题。如果直接混合排入污水处理厂，不仅难以处理，还由于高浓度的氨氮和高磷负荷对污水处理厂自身的生化系统造成严重影响，使其难以正常运行；而直接排放会造成严重的污染，容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，造成水体富营养化，对农业、渔业、旅游业，以及饮水卫生和食品安全等诸多行业产生严重危害。因此，高氨氮、高磷废水需预先进行除磷和除氨氮处理。
[0004]由于这两类废水水质相差较大，很难对此进行统一的处理并达标排放。通常很多企业都会根据两种废水特点针对性采取处理措施。对发酵废水的处理一般使用生物堆肥法，该方法是将发酵废水喷洒在破碎后的农业废弃物料上混合均匀，控制适宜条件进行微生物发酵，发酵周期一般为5
‑
15天，最后制成生物有机肥或堆肥。然而该方法需要大量农业废弃物作为辅料，其在部分地区不易获得，且处理周期长，导致废水处理总量小，同时堆肥发酵过程存在腐臭异味，对周边环境有较大的影响；也有一些企业采用MVR等浓缩设备对发酵废水进行处理，但是设备投入大，能耗高，运行成本居高不下。对后提取废水的处理通常采用MVR蒸发器、三效蒸发器等浓缩蒸发方法，然而这类方法气味大、能量消耗高、设备投入大；并且由于废水中还含有少量蛋白及悬浮物等物质，一般物理过滤难以去除，浓缩过程容易在浓缩设备腔体内附着，导致设备传热性能下降，从而导致蒸发浓缩效率急剧降低，能耗显著增加。此外，物料集聚过多还会造成堵塞设备的风险，存在较高的安全隐患。如果两类水分别处理必须同时建造这两套处理系统，设备投资大，运行成本高，给企业带来巨大的经
济负担，因此对于酶法氨基酸生产废水的综合处理已经成为了一个行业性的难题，严重制约了国内生物酶法生产氨基酸企业的发展步伐。
[0005]因此，亟需开发一种能够同时将生物酶法生产氨基酸产生废水中的氨氮和高磷以及后提取废水中的高氨氮同时去除的污水处理方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。本专利技术的目的之一是提供一种生物酶法生产氨基酸产生废水的处理方法，以后提取废水作为氮源补充剂，将其与发酵废水进行混合，向混合废水中加入沉淀补充剂，并且通过固液分离技术分离上清液与沉淀，以便将废水中的磷和氨氮去除。本专利技术可以实现生物酶法氨基酸生产发酵废水和后提取废水的同时处理，有效降低废水中氨氮、总磷等污染指标，同时还可以获得副产品鸟粪石。
[0007]本专利技术第一方面提供一种废水处理方法，所述废水源自生物酶法生产氨基酸产生的废水，所述废水包括生物发酵废水与后提取废水。根据本专利技术的实施方案，所述方法包括：
[0008](1)将后提取废水作为氮源补充剂，与所述生物发酵废水混合，以便获得混合废水；
[0009](2)调节所述混合废水的pH至8
‑
10；
[0010](3)向调节pH后的混合废水中加入沉淀补充剂，以便获得待沉淀混合废水，进行结晶并沉淀；
[0011](4)分离步骤(3)中的上清和沉淀，以便获得沉淀物和上清液，所述上清液为经处理后的去除氨氮和磷的废水，
[0012]其中，所述沉淀补充剂为镁盐。
[0013]在生物酶法生产氨基酸过程中会产生生物发酵废水与后提取废水，由于这两类废水水质相差较大，很难对此进行统一的处理并达标排放。通常一些企业会利用两套处理系统分别进行处理，但设备投资大，运行成本高，给企业带来巨大的经济负担。专利技术人发现，大部分的生物酶法生产氨基酸产生的废水中，生物发酵废水含有较高的磷水平，而后提取废水具有较高的氨氮水平，而鸟粪石结晶沉淀法中有NH
4+
、Mg
2+
、PO
43
‑
等参与反应，因此专利技术人尝试利用鸟粪石结晶沉淀法来同时处理生物发酵废水与后提取废水。然而，由于生物酶法生产氨基酸时，所用的培养基组成复杂，也可能会影响鸟粪石结晶沉淀法反应的顺利进行。
[0014]磷酸铵镁(MAP，鸟粪石)结晶沉淀法，又称鸟粪石结晶沉淀法，是化学沉淀法的一种。MAP法是根据废水中Mg
2+
、NH
4+
、PO
43
‑
的浓度，选择性投入一定量的一种或多种的含Mg
2+
、NH
4+
、PO
43
‑
盐，使其在最佳比例下生成复盐MgNH4PO4·
6H2O沉淀，从而最大限度的实现废水的脱氮除磷。
[0015]该化学反应方程式如下：
[0016]NH
4+
+Mg
2+
+PO
43
‑
+6H2O
→
MgNH4PO4·
6H2O
↓
[0017]鸟粪石作为缓释肥具有重要的应用价值，可实现良好的经济效益和环境效益，实现氮磷废水资源化。经过进一步的探索，专利技术人发现，以生物酶法氨基酸生产中的后提取废水作为氮源补充剂，将其与发酵废水进行混合，调节混合废水pH，向混合废水中加入沉淀补
充剂，进行MAP反应，并且通过固液分离技术分离上清液与沉淀，以便将废水中的磷和氨氮去除。本专利技术可以实现生物酶法氨基酸生产发酵废水和后提取废水的同时处理，有效降低废水中氨氮、总磷等污染指标，同时还可以获得副产品鸟粪石。本专利技术利用后提取废水作为氮源补充剂，可同时实现生物酶法氨基酸生产中产生的所有废水的综合处理，整个处理过程无需使用蒸发浓缩等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废水处理方法，所述废水源自生物酶法生产氨基酸产生的废水，所述废水包括生物发酵废水与后提取废水，其特征在于，所述方法包括：(1)将后提取废水作为氮源补充剂，与所述生物发酵废水混合，以便获得混合废水；(2)调节所述混合废水的pH至8
‑
10；(3)向调节pH后的混合废水中加入沉淀补充剂，以便获得待沉淀混合废水，进行结晶并沉淀；(4)分离步骤(3)中的上清和沉淀，以便获得沉淀物和上清液，所述上清液为经处理后的去除氨氮和磷的废水，其中，所述沉淀补充剂为镁盐。2.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述混合废水中NH
4+
与PO
43
‑
的摩尔比为(0.4
‑
1):1，优选地为(0.6
‑
1):1。3.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(2)中，调节所述混合废水的pH至8
‑
9，优选为8.3
‑
8.8。4.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述待沉淀混合废水中Mg
2+
与PO
43
‑
的摩尔比为(0.5
‑
2):1，优选为(1
‑
1.4):1。5.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述镁盐选自MgCl2、Mg(OH)2、MgNO3、MgSO4、MgCO3中的至少之一。6.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述生物发酵废水通过以下方法获取：对生物酶法生产氨基酸产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东明，万磊，欧阳晖，彭小亮，胡俊，蒋金伟，邱杰，林添雄，陈超，
申请(专利权)人：湖北远大生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：