蛋氨酸發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，直接影響了企業的效益。本文通過研究傳統的厭氧和好氧的生物處理工藝，對廢水開發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，在醫藥上也有應用。工業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。一些發達的國家全都有大規模的生產裝置。我國現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，生產的規模比較小。本文針對蛋氨酸發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為容易被分解的有機物，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酵的廢液進行處理，只作為整個處理過程當中的后續處理方式，讓廢水最終達到排放的標準。現在經常使用的有SBR方法，也有人使用藻菌共生系統進行處理。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點。藻菌共生系統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—乙酰—DL—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，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，在烘干后的得到N—乙酰—DL—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，最后將濾液蒸發和烘干得到L—蛋氨酸。經過這個過程實現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，所以我們對發酵的廢水進行生化處理。

參考文獻：

[1]王宇陽.蛋氨酸發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.