味精是我國發(fā)酵工業(yè)的主要行業(yè)之一。味精的生產(chǎn)工藝大致可分為水解法和發(fā)酵法兩大類,一般以含淀粉(如大米,玉米等)的糧食為原料通過生物發(fā)酵方式生產(chǎn),近幾年,隨著國內(nèi)味精產(chǎn)量的不斷擴(kuò)張,環(huán)境污染問題也被更多關(guān)注。味精產(chǎn)業(yè)鏈的不斷延伸勢必帶來生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，使該行業(yè)對周圍環(huán)境的污染也不斷加劇。而生產(chǎn)過程排放物對環(huán)境的污染反過來又嚴(yán)重制約著味精行業(yè)的健康發(fā)展。在試圖利用高科技的膜材料和*的工藝技術(shù)對味精廢水進(jìn)行減量化和無害化的治理,使其達(dá)到相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn),為該行業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造條件。
味精生產(chǎn)廢水主要來源于提取*后的發(fā)酵廢液,濃縮結(jié)晶遺棄的結(jié)晶母液,以及各種洗滌、消毒廢水,一般每生產(chǎn)1t味精約有25t發(fā)酵廢液排出,廢液中含有2%-5%的濕菌體及蛋白質(zhì)等固形物,含有無機鹽,消泡劑,色素,尿素,各種有機酸,小于1%的其它氨基酸,6%-8%的nh4+,殘?zhí)?小于1%）,以及1%-5%的味精此外還含有0.05%-0.1%左右的核苷酸類降解產(chǎn)物。一般情況下,廢液codc60000-80000mg/l.bod5有31000-50000mg/l，*1%-1.5%,懸浮物17000-18000mg/l。味精廢水作為一種難處理的高濃度有機廢水,含有大量有機物和多種營養(yǎng)鹽,直接排放嚴(yán)重污染環(huán)境,一直是困擾我國味精生產(chǎn)企業(yè)的一大難題，廢水資源化是味精企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。我國的科研人員圍繞味精廢水的處理工藝和綜合利用做了大量的工作。其中，利用膜技術(shù)對高濃度味精廢水進(jìn)行分離試驗，取得了重大突破，以及結(jié)合sbr生化處理工藝，使味精廢水穩(wěn)定達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。
一、超濾和納濾系統(tǒng)相結(jié)合作為生化前的預(yù)處理
味精生產(chǎn)過程中，使用的淀粉、硫酸等原料是廢水中codcr、so42-的主要來源，如果這部分廢水未經(jīng)處理直接進(jìn)入生化池，則codcr和so42-會對活性污泥產(chǎn)生沖擊和毒害作用，因此，只有降低廢水的codcr和so42--，才能保證廢水安全的進(jìn)入生化池進(jìn)行處理，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。工藝流程圖如下：蛋白提取車間高濃度廢水，經(jīng)膜分離后，可進(jìn)入生化池進(jìn)行生化處理，其他廢水直接進(jìn)入生化池進(jìn)行生化處理冷卻水因已達(dá)標(biāo)，除部分進(jìn)入生化池用于調(diào)節(jié)池中水質(zhì)外，其余部分可直接外排。
二、用超濾膜技術(shù)去除味精廢水中的菌體
通常味精廢水處理時并不將廢水中懸浮的菌體除去，而菌體蛋白占廢水中有機成分的30%-40%，同時菌體蛋白還是可以回收利用的物質(zhì)，可以用來制成飼料、單細(xì)胞等有再利用價值的產(chǎn)品。所以味精廢水中菌體的去除就成為人們關(guān)注的問題之一。味精生產(chǎn)中的菌體在0.7μm-3μm，并帶有很強的親水性,菌體分離比其他發(fā)酵產(chǎn)品困難。在*發(fā)酵液中含有約4%的濕菌體，提取干燥后可生產(chǎn)蛋白質(zhì)含量超過70%的高質(zhì)量蛋白，按全年生產(chǎn)52萬t味精計算,可生產(chǎn)10萬t菌體蛋白,這在很大程度上可以降低味精廢水的處理成本。國內(nèi)有些企業(yè)采用或正在試用高速離心機或絮凝沉降法去除菌體,但因投資大或過濾困難，效果不理想。超濾膜分離技術(shù)作為一種新興的分離單元技術(shù)具有操作簡單、分離效果好、能耗較低等優(yōu)點。因此我們考慮采用超濾技術(shù)去除味精廢水中的菌體。
試驗采用超濾膜,對某味精廠排放的廢水進(jìn)行除菌體處理試驗中針對不同濃縮倍數(shù),不同溫度,不同運行壓力進(jìn)行了對比試驗,從中找到超濾去除菌體的操作條件。經(jīng)超濾去除菌體的廢水中，ss基本*去除，codcr的去除率大于30%,這表明廢水中菌體所反映的有機污染已基本去除。
超濾膜技術(shù)用于味精生產(chǎn)工藝中的間接冷凝水除菌體在味精生產(chǎn)過程中,不同工藝段產(chǎn)生不同的廢水,*種是高濃度有機廢水,主要為離子交換尾液,第二種是中高濃度有機廢水,為淀粉廢水和制糖廢水及其它廢水的綜合廢水,第三種是不需處理直接外排的冷卻水。
高濃度有機廢水采用離心,絮凝等物理濃縮或沉降法制有機肥,中高濃度廢水采用物理與生化相結(jié)合的辦法,如厭氧好氧、sbr等生化技術(shù)處理后排放,由于味精廢水含有較高的氨氮,處理后較難達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)給環(huán)境帶來污染。某大型味精集團(tuán)本著節(jié)約水資源,減排降耗的理念,采用清濁分流的方式,改造傳統(tǒng)直接冷凝排放方式為間接冷凝凈化回用。該法的優(yōu)點是冷凝水經(jīng)膜分離除菌凈化后可以回用,節(jié)約水資源:味精結(jié)晶過程中因負(fù)壓而進(jìn)入冷凝水的少量*鈉可以回收,濃度約0.02%;廢水排放量減少,單位產(chǎn)品耗水量降低,經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益明顯。由于冷凝水中含有氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)并且水溫較高,致使水中出現(xiàn)微生物污染,如不經(jīng)處理,回用后將影響味精質(zhì)量,間接冷凝水通過超濾膜處理后,能*去除水中各種菌類和其它雜質(zhì),使水質(zhì)大大提高,達(dá)到回用指標(biāo),同時能回收*鈉,對企業(yè)來說具有較大的綜合效益。
三、超濾+反滲透為核心的雙膜法用于生化池出水的深度處理與回用某味精廠生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的廢稀液、清洗水、部分冷卻水通過厭氧-好氧-接觸氧化處理后。
絮凝沉淀、uf裝置、保安過濾器作為反滲透裝置的預(yù)處理系統(tǒng)，能夠去除水中的懸浮物和部分codcr。ro裝置去除大部分離子和codcr，使出水達(dá)到鍋爐補水或工藝用水標(biāo)準(zhǔn)。