一種氨基酸生產廢水的再生利用方法與流程

本發明屬于廢水處理
技術領域：
，具體涉及一種氨基酸生產廢水的再生利用方法。
背景技術：
：目前，生物發酵企業在發酵生產各種氨基酸過程中，產生大量的廢水，由于發酵氨基酸廢水中具有cod、ss和nh3-n含量高及酸性強等特點，此外，廢水中還含有大量的菌體蛋白、還原糖等，如果任意排放不僅造成嚴重的環境污染，而且浪費了寶貴資源。如果將廢水進行處理，投資巨大，也不符合循環經濟發展要求。將發酵生產氨基酸廢水綜合利用起來，對于生物發酵氨基酸企業可持續發展，具有重要的戰略意義。申請人先前的研究是將廢水用作制備肥料，例如專利技術“利用氨基酸生產廢液制備肥料的方法”，該技術適合具備肥料生產資質和能力的企業，但是對于其他氨基酸生產企業，并不能達到生產肥料的目的；而且為了滿足企業產品多元化的需求，我們還需要研究賴氨酸發酵廢水的其他用途。中國專利技術“利用高含鹽氨基酸廢水發酵生產飼用漢遜德巴利酵母的方法”公開了一種回收利用氨基酸廢水進行發酵生產菌體蛋白的方法，該方法利用廢水制備了培養基，培養基組分為，高含鹽氨基酸污水：125g/l-330g/l，碳源：30-100g/l，磷酸二氫鉀（kh2po4）：5-15g/l，酵母粉：0-10g/l，硫酸鎂（mgso4）：3-9g/l，碳酸鈣（caco3）：0.75-2g/l，硫酸亞鐵（feso4）：1.5-4g/l，培養基ph為3.5-7.5，該方法有效處理了廢水，并且制備了菌體蛋白；但是該方法也存在一些缺陷：培養基原料成本較高、廢水使用量有限等缺陷。為了降低企業成本，同時提高廢液處理量，需要對上述工藝進行改進。技術實現要素：為了克服現有技術存在的缺陷，本發明提供了一種氨基酸生產廢水的再生利用方法。本發明利用廢水進行微生物處理，在獲得微生物蛋白的同時凈化了水質，一舉兩得。本發明是采用如下技術方案實現的：一種氨基酸生產廢水的再生利用方法，其包括如下步驟：步驟1）調節酸解度，步驟2）制備馴化培養基，步驟3）微生物馴化，步驟4）制備微生物培養基，步驟5）培養、過濾以及再生。進一步地，所述方法包括如下步驟：步驟1）調節酸解度：首先將氨基酸生產廢水排入到酸堿調節池中，調整廢水ph為6.8；步驟2）制備馴化培養基：取葡萄糖60g，糖蜜40g，酵母粉40g，mgso410g，k2hpo45g，kh2po45g，mnso41g，feso41g以及caco31g，添加到步驟1）所得廢水中，調ph為6.8，定容至1l；步驟3）微生物馴化：將小球藻按照10%的接種量轉到馴化培養基中，30℃培養12h；然后將枯草芽孢桿菌種子液和地衣芽孢桿菌種子液混合，再按照6%的接種量轉到馴化培養基中，30℃培養12h，得到馴化的微生物；步驟4）制備微生物培養基：將稻草粉、花生殼粉以及豆粕投入到步驟1）所得廢水中，300rpm攪拌60min，得到微生物培養基；步驟5）培養、過濾以及再生：將步驟3）所得馴化的微生物按照10%的接種量轉到微生物培養基中，控制在30℃，培養72小時，板框過濾收集菌體和藻體，過濾后的液體通過微濾系統、超濾系統和反滲透系統后，可再次循環使用。進一步地，所述步驟3）中，枯草芽孢桿菌種子液和地衣芽孢桿菌種子液按照3-4:1的體積比混合。進一步地，所述步驟4）中，稻草粉、花生殼粉、豆粕與步驟1）所得廢水的比例為30-40g：10-20g：20-30g：1l。進一步地，所述枯草芽孢桿菌為atcc6633；所述地衣芽孢桿菌atcc為14580；所述小球藻為cgmccno：3037。本發明研究的出發點以及取得的有益效果主要包括以下幾個方面：申請人在研究中發現，單獨利用酵母、芽孢桿菌以及乳桿菌等單一菌株發酵原料生產菌體蛋白時，所產生的酶不能完全滿足原料對酶的需求量，利用外加酶對原料進行協同發酵在一定程度上能夠彌補單獨利用微生物進行發酵的不足，但是該方法需要消耗大量的酶制劑，增加了企業負擔；混合菌種發酵中，很難找到適合共生協同功能的菌種，而且菌種數目過多時容易造成雜菌污染，發酵工藝過程較難控制，因此一般菌種組合數目相對較少會減少污染的可能性。研究表明，芽孢桿菌的淀粉酶、纖維素酶和蛋白酶活力較高，能降解原料中的纖維素、多糖、蛋白質，使之變成易于菌體利用的低分子糖類、肽類及氨基酸，故對原料的利用率高，粗蛋白含量也相對較高。本發明采用枯草芽孢桿菌-地衣芽孢桿菌混合發酵，纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶以及中性蛋白酶較采用單一菌株發酵的酶活力大大提高，明顯優于單一菌株發酵水平，說明兩種菌株可以發揮協同作用，改善產酶水平，有助于提高廢水中污染物和農業廢棄物的降解；本發明采用小球藻與菌株共生培養，可協同芽孢桿菌增殖，其作用主要為在光合作用下提供產生的氧氣或代謝產物，以增加培養基中的含氧量或營養分成，促使有菌株的活性或繁殖率提高，從而產生較多的酶蛋白，提高廢液利用效率；本發明菌株和藻類首先經過馴化培養，能夠更快速適應發酵廢液，有效利用發酵廢液中的養料，在獲得菌體蛋白的同時凈化了水質，減輕污水處理裝置負荷，生態與經濟效益顯著。附圖說明圖1：枯草芽孢桿菌-地衣芽孢桿菌協同發酵產酶試驗。具體實施方式為了使本
技術領域：
的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請具體實施例，對本申請的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。本發明所述的菌種和藻類屬于已知菌株，均可以從atcc、cgmcc等商業途徑購買得到。本發明的各菌種和藻類的斜面培養、搖瓶種子培養和擴大培養為本領域的常規培養方式，不是本發明創新點，此處不詳述。本發明所用的原料或試劑除特別說明之外，均市售可得。實施例1一種氨基酸生產廢水的再生利用方法，其包括如下步驟：步驟1）調節酸解度：首先將氨基酸生產廢水排入到酸堿調節池中，調整廢水ph為6.8；步驟2）制備馴化培養基：取葡萄糖60g，糖蜜40g，酵母粉40g，mgso410g，k2hpo45g，kh2po45g，mnso41g，feso41g以及caco31g，添加到步驟1）所得廢水中，調ph為6.8，定容至1l；步驟3）微生物馴化：將小球藻（1×105個/ml）按照10%（體積比）接種量轉到馴化培養基中，30℃培養12h；然后將枯草芽孢桿菌種子液（1×108個/ml）和地衣芽孢桿菌種子液（1×108個/ml）按照3:1的體積比混合，再按照6%（體積比）的接種量轉到馴化培養基中，30℃培養12h，得到馴化的微生物；所述枯草芽孢桿菌為atcc6633；所述地衣芽孢桿菌atcc為14580；所述小球藻為cgmccno：3037；步驟4）制備微生物培養基：將稻草粉、花生殼粉以及豆粕投入到步驟1）所得廢水中，300rpm攪拌60min，得到微生物培養基；所述稻草粉、花生殼粉、豆粕與步驟1）所得廢水的比例為30g：10g：20g：1l；步驟5）培養、過濾以及再生：將步驟3）所得馴化的微生物按照10%（體積比）的接種量轉到微生物培養基中，控制在30℃，培養72小時，板框過濾收集菌體和藻體，過濾后的液體通過微濾系統、超濾系統和反滲透系統后，由各車間循環再用。實施例2一種氨基酸生產廢水的再生利用方法，其包括如下步驟：步驟1）調節酸解度：首先將氨基酸生產廢水排入到酸堿調節池中，調整廢水ph為6.8；步驟2）制備馴化培養基：取葡萄糖60g，糖蜜40g，酵母粉40g，mgso410g，k2hpo45g，kh2po45g，mnso41g，feso41g以及caco31g，添加到步驟1）所得廢水中，調ph為6.8，定容至1l；步驟3）微生物馴化：將小球藻（1×105個/ml）按照10%（體積比）接種量轉到馴化培養基中，30℃培養12h；然后將枯草芽孢桿菌種子液（1×108個/ml）和地衣芽孢桿菌種子液（1×108個/ml）按照4:1的體積比混合，再按照6%（體積比）的接種量轉到馴化培養基中，30℃培養12h，得到馴化的微生物；所述枯草芽孢桿菌為atcc6633；所述地衣芽孢桿菌atcc為14580；所述小球藻為cgmccno：3037；步驟4）制備微生物培養基：將稻草粉、花生殼粉以及豆粕投入到步驟1）所得廢水中，300rpm攪拌60min，得到微生物培養基；所述稻草粉、花生殼粉、豆粕與步驟1）所得廢水的比例為40g：20g：30g：1l；步驟5）培養、過濾以及再生：將步驟3）所得馴化的微生物按照10%（體積比）的接種量轉到微生物培養基中，控制在30℃，培養72小時，板框過濾收集菌體和藻體，過濾后的液體通過微濾系統、超濾系統和反滲透系統后，得到的水可由各車間循環再用。實施例3本發明采用的氨基酸生產廢水的主要組分含量為：糖類18g/l、脂肪類物質3g/l、粗蛋白15g/l、cod1600mg/l、氨氮264mg/l以及ss139mg/l。以實施例1為例，收集菌體和藻體之后的水中各組分為：cod為23.4mg/l、氨氮為19.1mg/l以及ss為8.6mg/l。實施例4各微生物種類之間協同效果檢測：1、枯草芽孢桿菌-地衣芽孢桿菌協同發酵產酶效果見圖1，圖1中，通過設定1:1,2:1,3:1,4:1,5:1以及枯草芽孢桿菌單一發酵共六個組別，通過圖1可見，在3:1或者4:1時，產纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶以及中性蛋白酶酶的活力較高，優于其他比例組和單一發酵組；可見，本發明選擇的枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌之間具備較好的協同作用，大大提高了纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶以及中性蛋白酶酶活力，有助于發酵廢液中糖類、蛋白質、各類污染物以及農作物纖維素的降解。2、小球藻與菌株共生培養對微生物產量以及廢液中各污染物水平的影響。以實施例2為例，對照組為只采用菌株進行發酵處理，不添加小球藻，具體結果見表1：表1組別微生物產量g/l微生物中粗蛋白含量%（干重計）cod去除率%氨氮去除率%ss去除率%實施例2組123.146.799.194.393.6對照組80.743.284.677.882.8結論：本發明采用小球藻、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌共生培養，可協同促進芽孢桿菌增殖，可能是因為藻類在光合作用下提供產生的氧氣或代謝產物，以增加培養基中的含氧量或營養分成，促使有菌株的活性或繁殖率提高，從而產生較多的酶蛋白，提高菌株對廢水中各類污染物的降解能力，同時使得微生物蛋白的產量大大提高，提高了企業利潤。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。當前第1頁12