【文章內(nèi)容簡介】 氟化物 氰化物砷 硒 汞 鎘鉻(六價)鉛銀硝酸鹽(以氮計)氯仿*四氯化碳*苯并(a)芘滴滴涕六六六20mg/L60g/L3g/L1g/L5g/L細菌學(xué)指標(biāo)細菌總數(shù) 總細菌總數(shù)游離余氟100個/mL3個/L mg/L。集中式給水除出廠水應(yīng)符合上述要求外, mg/L。放射性指標(biāo)總α放射性總β放射性1Bq/L 主要工藝技術(shù)參數(shù)主要工藝技術(shù)參數(shù)見表212表212 主要工藝技術(shù)參數(shù)[12] 序號生產(chǎn)工序參數(shù)名稱指標(biāo)1制糖（雙酶法）淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 %992發(fā)酵產(chǎn)酸率 g/dl3發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率 %564谷氨酸提取提取收率 %955精制GluMSG收率 %936發(fā)酵操作周期 h44～48 生產(chǎn)工作制度全年生產(chǎn)日320天連續(xù)生產(chǎn)。 廢水處理味精廢水作為一種難處理的高濃度有機廢水，直接排放嚴(yán)重污染環(huán)境，如何對其進行經(jīng)濟有效的處理，是眾多味精生產(chǎn)廠家所面臨的重要問題。有關(guān)科研單位、高校和味精生產(chǎn)企業(yè)圍繞味精廢水的處理工藝和綜合利用方法，做了大量的工作，提出了不少處理技術(shù)。目前，眾多味精廢水處理技術(shù)大致分為兩步，一是提取廢水中的谷氨酸菌體單細胞蛋白，通過此步分離菌體，約可除去30%左右的COD，常用物化方法進行處理(如絮凝、離心等方法)；二是提取菌體后廢液的處理，使其達到排放標(biāo)準(zhǔn)或處理后用于工廠回用，這也是眾多味精廢水處理技術(shù)所面臨的關(guān)鍵問題，常采用生物處理方法(如厭氧發(fā)酵、生物膜法等)。下面對味精廢水處理技術(shù)進行綜述?！∥锘幚矸椒ㄎ锘椒òㄐ跄恋?、膜分離、離心等方法。在以前，物化處理方法一般局限于味精廢水的預(yù)處理，如提取谷氨酸菌體。隨著水處理技術(shù)的進一步發(fā)展和工程實踐經(jīng)驗的增加，物化處理方法完全可以對味精廢水進行徹底的分離處理，并完成資源化的目標(biāo)。（1）絮凝沉淀絮凝是一種廣泛使用的水處理技術(shù)，在給水、廢水處理中均發(fā)揮著十分重要的作用。影響絮凝效果的因素有絮凝劑(種類和用量)、操作條件(pH值，溫度等)以及反應(yīng)器設(shè)計等。味精廢水COD含量很高，絮凝沉淀一般作為整個處理流程的前處理單元，用來除去一部分COD，為后續(xù)處理(如膜分離、生物處理)減輕負荷。中國輕工業(yè)武漢設(shè)計院采用絮凝方法對武漢某味精高濃度有機廢水進行預(yù)處理，在合適的絮凝劑和反應(yīng)條件下提取菌體蛋白，%%的SS，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了有利的條件。常用的絮凝劑分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩大類，有關(guān)科研人員對它們的處理效果進行了較為深入的研究。① 無機絮凝劑無機絮凝劑包括常見的鐵鹽、鋁鹽絮凝劑。深圳大學(xué)化學(xué)系采用堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵和氫氧化鈣等無機絮凝劑對谷氨酸發(fā)酵液的絮凝情況進行了研究，結(jié)果表明，單純的無機絮凝劑，即使配合助凝劑，絮凝效果也不理想，難以滿足實際應(yīng)用的要求。因此，在味精廢水處理過程中，無機絮凝劑很少單獨使用，一般均作為助凝劑，與有機絮凝劑配合使用。但堿式氯化鋁是一種無機大分子，不僅具有高價金屬離子的作用，也具有部分有機絮凝劑的立體結(jié)構(gòu)和網(wǎng)捕作用，絮凝效果較好。② 有機絮凝劑相關(guān)科研部門對有機絮凝劑處理味精廢水做了大量工作，一般認為有機絮凝劑對味精廢水的絮凝效果較好，但不同種類的絮凝劑對操作條件的要求不同，絮凝效果也有所差別。味精廢水屬于酸性廢水(～)，pH值對有機絮凝劑的絮凝性能影響較大，這也是選擇絮凝劑時應(yīng)該考慮的問題。上海大學(xué)環(huán)境系采用羧甲基纖維素鈉、木質(zhì)素和聚丙烯酸鈉進行絮凝試驗，三種絮凝劑在酸性條件下絮凝效果相對較好，但單獨使用羧甲基纖維素鈉或木質(zhì)素作為絮凝劑時預(yù)處理效果不佳(%%)，在生產(chǎn)實際中幾乎沒有使用的可能。聚丙烯酸鈉的處理效果較好，%。味精廢水的酸性在于其中含有的高濃度的SO42(8000～9000mg/L)，采用堿中和或電滲析等方法去除SO42，均可使味精廢水pH值接近中性或偏堿性，從而為某些有機絮凝劑的使用提供合適的pH值。[13]目前，眾多有機絮凝劑中較活躍的是殼聚糖。殼聚糖作為絮凝劑已經(jīng)在許多廢水處理領(lǐng)域中得到應(yīng)用，如漁業(yè)廢水處理、印染廢水脫色以及絡(luò)合吸附重金屬離子等。殼聚糖是甲殼素通過β(1，4)糖苷鍵連接而成的一種線性高分子多糖的脫乙?；a(chǎn)物，無毒無害且不造成二次污染，適合味精廢水資源化的要求。殼聚糖在過酸的條件下，主鏈容易發(fā)生水解，生成葡萄糖胺、葡胺糖的衍生物或各種低分子量的多聚糖，球絮體結(jié)構(gòu)松散，很難再吸附絡(luò)合廢水中的有機大分子物質(zhì)；在過堿的條件下，其氨基電中性，吸附絡(luò)合能力大大下降。因此，殼聚糖絮凝合適的pH值條件是中性或偏堿性。③ 絮凝劑的配合使用將有機絮凝劑與無機絮凝劑配合使用，對味精廢水的絮凝效果要優(yōu)于單獨使用有機絮凝劑。上海大學(xué)環(huán)境系的研究表明，聚丙烯酸鈉中加入木質(zhì)素作助凝劑，%，比單獨使用聚丙烯酸鈉提高約10%。而在殼聚糖中加入CaCl2，可明顯提高殼聚糖的絮凝活性，在合適的條件下，對味精廢水COD去除率可穩(wěn)定在70%左右。毛美洲等人通過正交試驗確定了殼聚糖和其他助凝劑的合適配比，采用合適的反應(yīng)條件，%。在實際處理中，應(yīng)該充分發(fā)揮助凝劑的作用，節(jié)約主要絮凝劑的用量，這樣既提高了處理效果，又節(jié)省了處理費用?？傊?，絮凝作為一種有效的水處理技術(shù)，無論在谷氨酸菌體分離，還是除菌后的進一步處理中，都應(yīng)該發(fā)揮重要的作用。應(yīng)該認識到，試驗室的工作應(yīng)該指導(dǎo)實際工程實踐，因此，絮凝反應(yīng)器的設(shè)計也很重要。由絮凝理論可知，在同樣的水質(zhì)、絮凝劑投加量和水流條件下，絮凝結(jié)果只與速度梯度G和攪拌時間T有關(guān)，只要在試驗和生產(chǎn)過程中保持G、GT相同，就必然會在試驗和生產(chǎn)中產(chǎn)生同樣大小粒度的絮體。因此，反應(yīng)器的設(shè)計與試驗條件的控制應(yīng)該引起足夠的重視。（2）膜分離方法 膜分離作為一種新型的水處理技術(shù)，近幾年來在廢水處理中發(fā)展也很快。超濾、反滲透和電滲析等方法已在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用。膜分離方法有常溫操作、能耗低、占地少和操作方便等優(yōu)點，也符合味精廢水資源再生的要求，已逐步在味精廢水處理中發(fā)揮著越來越重要的作用。① 超濾超濾是一種壓力推動的膜分離方法，利用超濾從味精發(fā)酵液中分離菌體，在國外已有報道。在國內(nèi)，有關(guān)科研人員也進行了研究。韓式荊等人利用超濾法分離味精廢水中的菌體，廢水中菌體去除率達99%以上；將超濾和萃取工藝相結(jié)合，可使廢水中COD降低34%，BOD5降低20%。該工藝對日處理25t味精廢水進行了長期運行試驗，效果良好。南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)系將超濾技術(shù)和生物處理結(jié)合起來，利用超濾來處理生物處理后的廢液，截留藻和菌體，避免排放后的二次污染。廣州味精廠擬引進國外的超濾處理技術(shù)，發(fā)酵液經(jīng)超濾處理，可有利于提高谷氨酸提取率(可達90%以上)，而味精廢水經(jīng)超濾后，菌體去除率達99%以上。鄭宗坤等人將超濾和絮凝技術(shù)結(jié)合起來，利用超濾處理絮凝后的上清液。味精廢水經(jīng)絮凝離心后，COD去除率為83%，再經(jīng)截留分子量低于104的DDS膜超濾處理，可得到COD為123mg/L、BOD5為42mg/L的清液，[14]接近第二類污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，超濾技術(shù)在處理味精廢水中也存在膜污染嚴(yán)重的問題，尤其在分離谷氨酸菌體時[15]。同時，一次投資大等問題也要在生產(chǎn)實際中予以解決。② 反滲透反滲透用于去除大小與溶媒同一數(shù)量級的顆粒物，分子量在10～1000范圍內(nèi)。反滲透開始是大規(guī)模用于海水脫鹽、高純水的生產(chǎn)，目前，在廢水處理中的應(yīng)用也日趨普遍。也有人采用反滲透膜來處理高濃度廢水。但在味精廢水處理中，尚無成熟的技術(shù)推出。雖然味精廢水COD含量較高，但其COD組成有其自身的特點，采用反滲透技術(shù)處理，只要選擇好合適的預(yù)處理方法，解決好膜污染的問題，還是有較好的應(yīng)用前景的。（3）其它相關(guān)處理技術(shù)離心分離、吸附方法也常用于味精廢水的處理，與其他方法聯(lián)合使用，提高處理效率。 生物處理方法生物處理在廢水處理的各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。一般來說，廢水的處理常用好氧法來進行，但隨著有機廢水的大量增加，尤其是高濃度廢水的增加，厭氧處理方法也更多地被使用，并取得了不少成功的經(jīng)驗。對于味精廢水，由于COD含量太高，開始常用厭氧處理，排放前再使用好氧處理，從而達到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，從味精廢水資源化的目的出發(fā)，人們也探討了一些綜合利用方法(生產(chǎn)飼料酵母)，下面分別加以討論。（1）發(fā)酵廢母液生產(chǎn)飼料酵母利用谷氨酸發(fā)酵廢母液生產(chǎn)飼料酵母，早在20世紀(jì)80年代由輕工部食品發(fā)酵工業(yè)研究所完成實驗研究，并應(yīng)用于生產(chǎn)。該工藝特別適合于味精生產(chǎn)中采用冷凍提取工藝的谷氨酸發(fā)酵廢母液。隨著味精生產(chǎn)的不斷改進，特別是“冷凍等電點離交提取工藝”的普遍使用，原飼料酵母生產(chǎn)工藝的應(yīng)用受到一定的限制。但采用新菌種、新設(shè)備和新工藝生產(chǎn)飼料酵母，仍得到了較好的效益。利用味精廢液生產(chǎn)飼料酵母工藝已經(jīng)成熟，設(shè)備定型，由初期的間歇發(fā)酵變?yōu)檫B續(xù)發(fā)酵，大大提高了生產(chǎn)效率，且節(jié)約了能耗，有許多研究所和味精生產(chǎn)企業(yè)掌握了該項技術(shù)。飼料酵母法目前存在的問題是相應(yīng)設(shè)備投資、運行費用和生產(chǎn)成本居高不下，影響了該技術(shù)的推廣。同時，生產(chǎn)酵母后的二次廢水COD較原母液降低40%左右，但仍然有較高的COD含量，如何進一步處理，也是該工藝需要解決的問題。（2）厭氧生物處理厭氧生物處理的優(yōu)點在于：能耗低；可回收生物能源(沼氣)；每去除單位重量底物產(chǎn)生的微生物(污泥)量少；具有較高的有機物負荷的潛力。缺點是處理后出水的COD值較高，水力停留時間較長，并產(chǎn)生惡臭。厭氧反應(yīng)器是厭氧處理中發(fā)生生物氧化反應(yīng)的主體設(shè)備，國內(nèi)外進行了廣泛的研究，設(shè)計了不少新的厭氧工藝和厭氧反應(yīng)器。在味精廢水處理中，提取菌體蛋白后的廢水先進入?yún)捬醴磻?yīng)器(如UBF裝置)，出水可再進一步厭氧處理(如UASB)，也可以直接進行好氧處理(如SBR)。上流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器在味精廢水處理中，一般用于處理淀粉廢水或經(jīng)過預(yù)處理的發(fā)酵廢液(或離交廢液)。它的特點在于上部設(shè)置三相分離器，可使厭氧生物污泥自動回沉到下部反應(yīng)區(qū)，因而反應(yīng)器可維持較高的生物量和較長的污泥停留時間；同時由于三相分離器的作用，反應(yīng)器中形成粒狀污泥，進一步延長了污泥的停留時間。周口味精廠1992年與河南省能源研究所合作建成了117m3UASB厭氧水處理中型示范工程，經(jīng)過2年多的運行，厭氧污泥充分顆?；?，COD去除率達90%左右，處理淀粉、制糖混合廢水出水水質(zhì)基本達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。之后，他們又繼續(xù)與河南能源研究所、省能源環(huán)?？傉竞献?，于1994年建成了1700m3(4425 m3)UASB厭氧沼氣工程。1997年又有兩套厭氧處理工程投入運行，厭氧處理廢水工程的總?cè)莘e已達5500m3，取得了很好的運行效果[16]。郝曉剛等人采用屠宰廢水中培養(yǎng)的顆粒污泥接種啟動中溫UASB反應(yīng)器，處理味精卡那霉素混合廢水，將進水COD濃度控制在1000～6000mg/L之間，BOD5∶COD=～，調(diào)節(jié)進水pH值為7～，反應(yīng)器能承受較高濃度的硫酸鹽、氨氮和氯化物。當(dāng)HRT為2～3h，容積負荷率可達35～40kgCOD/(m2?d)， COD去除率為75%～80%。（3）好氧生物處理好氧生物處理一般不直接處理發(fā)酵廢液，只是作為整個處理流程的后續(xù)處理手段，使廢水最終達到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前較常用的有SBR法，有人也采用藻菌共生系統(tǒng)來處理。SBR工藝SBR工藝是一種間歇式的生化處理方法，具有造價低、運行方式靈活、耐沖擊負荷和處理效果好等優(yōu)點。味精廢水經(jīng)厭氧UBF后，COD降至2850 mg/L。出水再進行SBR處理，工況的運行次序為：進水(2L)，攪拌()，然后依次曝氣(30h)厭氧(25h)曝氣(35h)厭氧(30h)排水()。經(jīng)過SBR的好氧、厭氧、再好氧、再厭氧的運行，出水COD濃度達到了行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)350 mg/L以下。周口味精廠在味精廢水處理工藝中也采用了SBR工藝。將離子交換柱沖洗水、精制廢水、厭氧消化液、濃縮蒸發(fā)冷凝水及部分離交尾液經(jīng)稀釋合并進行好氧處理，采用SBR工藝，最終達標(biāo)排放。蓮花集團污水處理廠采用8個SBR池，處理污水量為7450t/d，尺寸為LBH=25m21m5m。以12h為一個運行周期，其中進水、攪拌1h，沉淀1h，排水1h。藻菌共生系統(tǒng)劉慶余等人對預(yù)處理后的味精廢水采用藻菌共生系統(tǒng)進行生物處理，效果較好。但此系統(tǒng)的處理效果受預(yù)處理的影響較大，進水COD濃度越高，處理效果越差。他們進一步將超濾技術(shù)用于截留藻菌共生系統(tǒng)處理液中的藻和菌體，從而避免了二次污染。味精廢水綜合處理技術(shù)探討對于味精廠發(fā)酵廢液，如何選擇合適的處理技術(shù)，組合成一套經(jīng)濟、有效的處理方案，是味精生產(chǎn)廠家所關(guān)心的問題。綜合處理技術(shù)路線應(yīng)該考慮到味精廢水的特點(酸性強、高COD、高BOD、高SO4高菌體含量)，同時要經(jīng)濟可行，實現(xiàn)資源化的要求。 現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢隨著人口增加，經(jīng)濟的迅速增長，也造成嚴(yán)重的水污染，很多工業(yè)企業(yè)，由于建廠初期因各種原因沒有實施“三同時”，也由于政策法規(guī)不盡完善，以及人們環(huán)境意識薄弱，只顧眼前利益及地方經(jīng)濟發(fā)展而使水污染治理工作不能跟上經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展步伐，反過來嚴(yán)重影響人民生活健康及經(jīng)濟發(fā)展。（1）生物處理技術(shù)，目前世界各國都在進行研究。加拿大EPI在國際上已取得領(lǐng)先地位。最近美國，日本，意大利，新西蘭，比利時等國在工業(yè)及城市污水處理利用生物濾池的同時，采用加拿大EPI（環(huán)保研究所）培養(yǎng)的新型EPICIN及EPIZYM微生物對各種污水進行處理[17]。由于我國目前還沒有較好的微生物菌種，生物濾池法技術(shù)得不到發(fā)展，與國外先進水平相比有很大差距，必須積極趕上去。如果我過通過引進（微生物菌種），培養(yǎng)適應(yīng)我國國情的新的微生物菌種，使其功能達到或超過上述微生物的效率，則在我國設(shè)計新的生物濾池時，就可采用較高的設(shè)計負荷指標(biāo)，減少生物濾池尺寸，節(jié)約用地，節(jié)省投資及動力消耗。對于已建成的濾池由于排水BOD、COD值的變化，尚未能達標(biāo)時，也可使用新型微生物使之達標(biāo)從而節(jié)約了改造費用。對一些雖已達標(biāo)但由于排污量的增加需要擴建的企業(yè)亦可通