蛋氨酸发酵废水生化处理的工艺研究及工艺设计

作者:未知

  摘 要:生物制药的过程当中会产生氨基酸发酵的废水,废水所含有的物质比较复杂,有机物的浓度很高同时还有高浓度不能够被降解的化合物,如果不进行及时的处理会造成严重的污染。而对这样的废水进行处理的时候需要面临投资过大,或者是平时运行的成本过高,直接影响了企业的效益。本文通过研究传统的厌氧和好氧的生物处理工艺,对废水开发了一套生化处理工艺,处理的成本比较低而且适合处理高浓度的发酵废水,并对工艺流程和设备都进行了工艺设计。
  关键词:蛋氨酸发酵废水;生化处理;工艺的研究和设计
  蛋氨酸是一种重要的氨基酸,主要在饲料添加剂,在医药上也有应用。工业上大范围的生产蛋氨酸主要是采用丙烯氧化制作成丙烯醛的原料。一些发达的国家全都有大规模的生产装置。我国现在一些药厂生产蛋氨酸使用甘油脱水的方式制作丙烯醇的原料,生产的规模比较小。本文针对蛋氨酸发酵的废水生化处理工艺进行研究,使废水符合排放的标准。
  1 蛋氨酸发酵废水生化处理的工艺研究
  1.1 混凝沉淀法
  混凝沉淀是氨基酸医药废水进行预处理经常使用的一種方法,主要是除去废水中难以生化降解的固体成分、胶体还有蛋白质等等,可以改善废水的生物降解性,降低水被污染的情况。在对蛋氨酸废水处理是经常把气浮法作为预处理的工序和后续的工序,主要是处理比较高沸点的溶剂和有悬浮物废水。
  1.2 氧化絮凝处理
  氧化絮凝是一种处理高浓度工业有机废水的新技术,通过电解进行催化和氧化的反应机制,具有强大的氧化性的羟基自由基,使得大部分微生物中难以降解的有机物迅速变为容易被分解的有机物,然后再进一步放入絮凝剂,将形成的有机物去除,该方法特别适合于高浓度,难以被降解的工业废水中的预处理过程,或者是对处理后达不到排放标准的废水进行深度的处理。
  1.3 生物处理的方法
  生物处理废水在各个领域都有了广泛的应用,积累了丰富的经验。大多的时候废水处理经常使用好氧的方法,但是随着有机废水的增加,尤其是高浓度的废水增加,厌氧处理的方法也被更多人使用,并且取得了不少的成功经验。
  1.3.1 好氧
  好氧生物的处理大多不直接对发酵的废液进行处理,只作为整个处理过程当中的后续处理方式,让废水最终达到排放的标准。现在经常使用的有SBR方法,也有人使用藻菌共生系统进行处理。SBR是一种间歇方式的生化处理方法,通过将离子交换柱冲洗水、对废水进行精制、浓缩蒸发冷凝水以及稀释一部分液体组合的方式进行好氧处理,使用SBR的工艺流程,达到废水排放的标准。它本身具有造价低廉、运行方式比较灵活、耐冲击负荷和处理效果良好的优点。藻菌共生系统经常对预处理后的蛋氨酸废水进行生物处理,效果比较好,但是这个系统处理的效果受到预处理的影响很大,进入COD浓度高的时候,处理的效果就会比较差。
  1.3.2 厌氧
  由于蛋氨酸发酵的废水有机物浓度高,使用好氧生物进行处理的时候,必须把原来的水稀释到10倍以上,反应器设备占据的地方也比较大,所需要的成本很高。采用厌氧生物处理,可以直接对高浓度的蛋氨酸废水进行处理,并且可以降低耗电量和回收沼气,同时去除污染物的时候污泥量比较小,所以具有比较高的有机物负荷的能力。但是不足的是废水被处理后COD的数值比较高,在水里面停留的时间比较长,容易产生恶臭的气味。
  2 蛋氨酸发酵废水生化处理的工艺设计
  根据氨基酸废水的组成分为浓水和洗液两个部分,废水之中主要含有氨氮和COD,通过工程进行总结,可使用分别收集然后再综合治理的方式。氨基酸母液当中水量比较小,废水中的铵盐是氨基酸生产工艺过程产生的副产物,没有金属和其他的有害物质。母液的铵盐浓度比较高,具有一定回收利用的价值,而蛋氨酸发酵废水生化处理的工艺设主要过程是:先把废水的pH调到2-4形成固液混合物,然后进行减压和抽滤的过程,把沉淀物收集然后烘干,N—乙酰—DL—蛋氨酸回收的工艺:把烘干后的沉淀物和无水的乙醇进行混合形成固液混合的状态,然后对混合体系减压抽滤得到滤液和滤渣,滤液经过旋转和蒸发,在烘干后的得到N—乙酰—DL—蛋氨酸的回收工艺,在将上面的滤渣和95%的乙醇形成浑浊液体,对这个液体进行减压抽滤然后手机绿叶,最后将滤液蒸发和烘干得到L—蛋氨酸。经过这个过程实现了蛋氨酸的回收再利用的过程,回收利用的硫酸铵或者氯化铵一般可以作为化工原料。而废水中的铵盐含量不高,氨氮和COD受到生产过程影响,水质变化特别大,废水直接使用回收利用的方式,一般需要的成本都比较高,所以大多的时候采用生化处理的方式去处理废水。
  3 结语
  氨基酸是生物重要组成部分,具有十分重要的生理功能,无论是在医学上还是生活中,它都有很重要的作用,但是目前还有许多企业排放的废水之中含有大量的氨基酸。由于废水中含有蛋氨酸,常常会让废水中BOD、COD的含量都大大的超过标准,形成了耗氧性的污染,并且造成了严重的富营养化。在蛋氨酸生产的酸性废水中,如果直接排放会造成大量的浪费,所以我们对发酵的废水进行生化处理。
  参考文献:
  [1]王宇阳.蛋氨酸发酵废水生化处理的工艺研究及工艺设计[D].北京:北京化工大学,2017.
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