申请日2016.06.22
公开(公告)日2016.11.09
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及用于处理苏氨酸发酵废水的生化制剂的制备方法，其包括制备物理吸附剂和复合菌剂;所述复合菌剂包括下列体积比的原料：酵母菌6‑7份、节杆菌5‑6份、假单胞菌5‑6份、红球菌4‑5份、解淀粉芽孢杆菌4‑5份、溶纸梭菌4‑5份、斜生栅藻3‑4份，其含有多种对难降解污染物有优良降解能力的微生物，各菌种之间合理配伍，有良好的降解效果，其有广阔的应用前景。
权利要求书
1.用于处理苏氨酸发酵废水的生化制剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括制备物理吸附剂和复合菌剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理吸附剂的制备方法为：按照镁橄榄石粉、贝壳粉、高岭土、造孔剂质量比为2:2:4:5的质量比混合，搅拌均匀后置于造粒机中，加入混合料22-25%的水，造粒，得到粒径为3～5mm的生坯;然后95℃条件下干燥20h，最后在1050℃条件下煅烧1h，得到物理吸附剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合菌剂由微生物菌剂、藻类菌剂制备而成。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述复合菌剂包括下列体积比的原料：
酵母菌6-7份、节杆菌5-6份、假单胞菌5-6份、红球菌4-5份、解淀粉芽孢杆菌4-5份、溶纸梭菌4-5份、斜生栅藻3-4份。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述酵母菌为(Candida santamariae)CGMCC NO. 2959;
所述节杆菌为(arthrobacter sp)CGMCC NO.7779;
所述假单胞菌为(Pseudomonas stutzeri)CCTCC NO.2012281;
所述红球菌为(Rhodococcus sp.)CGMCC NO.6924;
所述解淀粉芽孢杆菌为(Bacillus amyloliquefaciens)ATCC 23843;
所述溶纸梭菌为(Clostridium papyrosolvens)ATCC 700395;
所述斜生栅藻为(Scenedesmus obliquus)CGMCC No.8015。
6.根据权利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述复合菌剂的制备方法为：将酵母菌、节杆菌、假单胞菌、红球菌、解淀粉芽孢杆菌、溶纸梭菌分别培养至浓度为1×108个/克的菌液，将斜生栅藻培养至浓度为1×105个/ml的藻液，然后按照体积比混合，静置6小时，得到混合液体，将混合液体和载体按照重量比为2:3混合即得复合菌剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述载体由下述重量配比的原料组成：凹凸棒土 4份、蒙脱土3份、秸秆粉3份、高岭土2份。
8.权利要求1-7所述方法制备的制剂用于苏氨酸发酵污水处理。
说明书
用于处理苏氨酸发酵废水的生化制剂的制备方法
技术领域
本发明涉及生物发酵行业苏氨酸清洁生产领域，具体提供一种用于处理苏氨酸发酵废水的生化制剂的制备方法。
背景技术
苏氨酸(Threonine，简写为Thr)，学名2-氨基-3-羟基丁酸，属于脂肪族氨基酸，微甜，因结构与苏糖相似而得名，是构成人和动植物蛋白质的一种必需氨基酸，主要用于医药、化学试剂、营养强化剂，可以强化乳制品，具有恢复人体疲劳，促进生长发育的效果。近年来，随着经济的发展，市场对苏氨酸需求持续稳定增长，是需求增长最快的氨基酸品种之一，特别是在化学及生化、食品添加剂、饲料添加剂等方面的用量增长迅速，大有取代色氨酸而成为除赖氨酸、蛋氨酸以外的发展最迅速的第三大氨基酸。
目前，苏氨酸的生产方法主要有发酵法、蛋白质水解法和化学合成法三种，其中微生物发酵法已经成为生产苏氨酸的主流方法。发酵法生产苏氨酸需经过发酵、膜过滤、浓缩结晶、离心分离、离子交换、干燥、筛分、包装等工艺操作，浓缩液离心分离后将产生大量的杂质氨基酸、蛋白质、残糖、无机盐等物质。
苏氨酸的分离纯化通常采用离子交换法，离子交换树脂加膜过滤提取解决了产品纯度、收率低、污水难处理等问题，也是氨基酸提取常用的一种方法。离子交换法加膜滤提取法是将陶瓷膜除菌后的滤清液下调PH值至2～4.5，用强酸树脂将氨基酸和阳离子吸附，废液排出至污水处理，最后用氨水将吸附的氨基酸洗脱下来，整个过程产生大量母液，其含有菌体蛋白、氨基酸、维生素、核酸、多糖等其他营养物质。整个生产苏氨酸的环节所产生的废水含有高浓度的工业COD、氨氮等污染物，处理成本较高，制约了苏氨酸行业的发展。虽然生产企业、科研机构及有关的大专院校都对治理进行了大量的研究。但是，目前国内外都还没有成熟的成套技术应用于生产实践。主要的问题是一次性投资过大，或者日常运行费用过高，多数厂家无法承受，不得不长期维持超标排放的现状。申请人先前的研究是将废水用作制备肥料，其适合具备肥料生产资质和能力的企业，但是对于其他氨基酸生产企业，并不能达到生产肥料的目的。
现有技术中还有采用物理吸附用于废水处理，吸附法主要依赖于吸附剂巨大的比表面积，通过物理吸附或化学吸附来除去水中的污染物。活性炭因具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积，且其化学稳定性好，吸附能力强，常被作为一种重要的吸附剂材料被广泛应用，但其成本较高。还有利用凹凸棒土等非金属离子矿物进行吸附，但天然非金属矿物作为吸附剂有以下几点局限性：天然非金属矿物密度较大且比表面积有限，天然非金属矿物表面多带负电，且直接采用天然非金属粉矿如粘土类矿物作为吸附剂，会存在吸附后固液难以分离的问题。
本发明介绍了一种用于治理苏氨酸发酵污水的生化制剂，以减少废水污染、变废为宝，降低污水处理负担，从而增加企业的经济效益，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对传统工艺的不足，提供了一种用于处理苏氨酸发酵废水的生化制剂的制备方法，其大幅降低了生产成本，生产过程操作简便，产品质量稳定可靠。符合资源综合利用、节能减排的要求，同时减少了废液排放，减轻了污水处理负担，带来了巨大的经济效益和环保效益。为了实现本发明目的，采用如下技术方案：
用于处理苏氨酸发酵废水的生化制剂的制备方法，所述制剂包括物理吸附剂和复合菌剂。
使用上述制剂治理氨发酵污水的方法，
(1)将苏氨酸废水经过格栅后，进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，通过初沉池，促进废水中油脂的浮升，降低悬浮物的含量;
(2)制备物理吸附剂
按照镁橄榄石粉、贝壳粉、高岭土、造孔剂质量比为2:2:4:5的质量比混合，搅拌均匀后置于造粒机中，加入混合料22-25%(重量)的水，造粒，得到粒径为3～5mm的球形生坯;95℃条件下干燥20h，在1050℃条件下煅烧1h，得到物理吸附剂。
(3)经过初沉池处理的废水进入曝气池，曝气池内按照每吨污水添加0.4kg的添加量将物理吸附剂添加到污水中;
经过物理吸附剂处理后，部分NH3-N、硫酸根被去除;
(4)经过曝气处理的废水进入沉淀池，调节pH为6.5-7.0，每吨废水每次投加复合菌剂10克，污水在沉淀池中停留的时间控制为24小时后排出。
所述复合菌剂由微生物菌剂、藻类菌剂制备而成;
优选地，所述复合菌剂的活性成分包括下列体积比的原料：
酵母菌6-7份、节杆菌5-6份、假单胞菌5-6份、红球菌4-5份、解淀粉芽孢杆菌4-5份、溶纸梭菌4-5份、斜生栅藻3-4份;
所述酵母菌为酵母菌(Candida santamariae)CGMCC NO 2959(CN101629144A);
所述节杆菌为(arthrobacter sp)CGMCC NO.7779(CN103333837);
所述假单胞菌为(Pseudomonas stutzeri)CCTCC NO.2012281;
所述红球菌为红球菌(Rhodococcus sp.)CGMCC NO.6924;
所述解淀粉芽孢杆菌为(Bacillus amyloliquefaciens)ATCC 23843;
所述溶纸梭菌为(Clostridium papyrosolvens)ATCC 700395;
所述斜生栅藻为(Scenedesmus obliquus)CGMCC No.8015(CN103484374A)
将以上酵母菌、节杆菌、假单胞菌、红球菌、解淀粉芽孢杆菌、溶纸梭菌按照常规培养浓度均控制在1×108个/克，将斜生栅藻培养至浓度为1×105个/ml的藻液，将上述酵母菌、节杆菌、假单胞菌、红球菌、解淀粉芽孢杆菌、溶纸梭菌、斜生栅藻菌液按照的体积比混合，静置6小时，得到混合液体;
将混合液体和载体按照重量比为2:3混合即得复合菌剂
所述吸附剂载体由下述重量配比的原料组成：凹凸棒土 4份、蒙脱土3份、秸秆粉3份、高岭土2份，上述凹凸棒土、蒙脱土、秸秆粉、高岭土均为100目。
将混合液体和载体按重量比混合后，将混合物料进行干燥，干燥温度为20-50℃，干燥后含水量为20-30%;检验、包装：按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得复合菌剂。
本发明提供的载体，不仅能够扩大载体的比表面积，而且具有抗拉强度大、分布均匀、比表面积大，使用寿命长等特点;
本发明提供的载体能够大大提高微生物的附着量，增加整体附着的生物膜量，反应槽中的微生物浓度得以提高，并且能够减少污泥产生量;
本发明取得的有益效果：
1镁橄榄石常用作耐火材料：制做镁橄榄石砖，用于钢包，玻璃熔窑中作为电炉出钢口填充料主要原料等，但对其开发应用比较单一，且镁橄榄石的上述耐火材料用途对粒度要求严格，仅需要粗粒度和中粒度，使得细粉没有用途，再加上镁橄榄石易脆造成在开发中产生大量细粉，上述镁橄榄石细粉用于填沟，造成了资源浪费。而湿法生产线产生的细粉部分随河水漂走，造成严重的环境污染。
本发明采用物理吸附后，不仅废物利用了镁橄榄石细粉，而且经过物理吸附，部分NH3-N、硫酸根被去除，大大降低了后续生物处理的时间和生物处理菌剂的投加量，也降低了处理费用。
2复合菌剂专门针对经过物理吸附，除去大部分氨氮硫酸根后的污水进行设计，将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效微生物制剂，按一定量投加到废水处理系统中，加速微生物对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行。其含有多种对难降解污染物有优良降解能力的微生物，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快，投加在废水处理系统中，对大分子、难降解物质有良好的降解效果，对传统的氨酸过程排放废水有独特的处理效果。适于本申请制备方法产生废水排放处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。
3 吸附剂为含有凹凸棒土为主体的天然材料，含有一定数量的黏粒，使其在水溶液中有不同程度的电负性，这种电负性的变化与原废水中呈现相对稳定的悬浮颗粒发生电中和、吸附等过程，破坏原废水的电位平衡，加剧悬浮颗粒之间的碰撞，使得絮凝下降的效果增强。且上述凹凸棒土、蒙脱土、秸秆、高岭土载体中含有一定量的矿物质，有效分散于废水时，其自身具有的阳离子交换量在絮凝过程中发挥积极辅助作用，高岭土为高分子阳离子絮凝剂，在废水处理中发挥其网捕和架桥功能，吸附效果获得提高。
