味精废水处理工程--毕业设计
辽宁工程技术大学毕业设计
1 绪论
目前，国内废水的排放要求越来越严格，而味精废水作为污染的重要来源，在处理和排放时受到了各方关注。
随着经济的飞速发展和技术的不断进步，我国已经成为味精的生产和消费大国。据报道，目前我国的味精生产量约占世界产量的一半。但是味精生产过程中所排放的废水量大，尤其是味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有“五高一低”的特点，是一种治理难度很大的工业废水。由于不能有效地治理味精废水，不少味精厂被列入全国重点污染源 3000 家单位之列[1]。味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题 。
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,大多数味精厂无法承受,不得不长期维持超标排放的现状。但面对环境的日益恶化，国家制定了严格的排放标准，味精生产企业在面对现状的同时，需要及时改进味精废水处理工艺，引进新技术。在味精废水中含有许多宝贵的资源，厂家可以根据废水中所含物质不同，对废水进行分析和适宜的处理工艺。因此，根据味精废水的特点，必须采取切实有效的措施，对其进行综合治理。在减小废水对环境造成污染的同时，回收废水中的菌体蛋白，取得一定的经济效益和环境效益。
本文是以辽宁沈阳味精厂味精废水处理工程设计为例，大家通过工艺的选择、处理过程和设备选取等，会对味精废水处理有一定新的认识。
1.1 味精废水的来源与危害
1.1.1 味精废水的来源
味精生产废水主要来源于提取味精后的发酵废液或离子交换尾液；生产过程中各种设备（调浆罐、液化罐、糖化罐、发酵罐，中和脱色罐等）的洗涤废水；离子交换树脂洗涤与再生废水；液化至糖化、糖化至发酵等各阶段的冷却水；浓缩结晶遗弃的结晶母液，以及各种洗涤、消毒废水。废水外观呈黄褐色。
发酵废液是一股极高浓度的废水，一般每生产1t味精约有25t发酵废液排出，这与发酵工艺、原料及菌种有关。我国目前生产水平大约是原发酵液中含酸量能达5%~8%，国外先进水平一般为10%~14%，毫无疑问，发酵时单位体积产酸愈高，发酵废液的单位排放量(以成品味精计)愈少。发酵废液中含2%~5%的湿菌体及蛋白质等固形物(菌体中富含蛋白质、
?2?3?、Mg2?、Ca2?、Fe2?、Cl?、SO4、PO4脂肪、核酸等营养物质)，含有K?、Na?、NH4等
?无机盐，消泡剂，色素，尿素，各种有机酸，小于1%的其他氨基酸，0.6%~0.8%NH4，
残糖(小于1%）以及1%~1.5 %的味精，此外还含有0.05%~0.1%左右的核昔酸类降解产物。
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由于提取方法的不同，废发酵液的性质会有所不同，废水水质自然就不尽相同[2]。此外，所用原料不同，发酵废液的性质也会有所变化。一般情况下，发酵废液的COD高达60~80g/L，BOD高达31~50g/L，谷氨酸1%~5%,悬浮物17~18g/L。
要彻底地治理味精废水造成的污染，清洁生产和综合利用是发展的趋势。一方面，必须改进味精生产工艺现状，积极探索研究新工艺、新方法，大力推广清洁生产，从源头上遏制污染的产生；另一方面，对产生的味精废水必须处理和利用相结合，尽可能提取废水中有用物质，实现经济效益和环境效益的双丰收[3]。
1.1.2 味精废水的危害
通常所说的味精废水是指味精发酵液提取谷氨酸后排放的母液。由于谷氨酸的提取工
艺不同，排放的废水水质也有所差别。但大多都具有CODCR高、BOD5 高、菌体含量高、硫酸根(改用硫酸调pH前为氯离子)含量高、氨氮含量高及 pH 值 1.5~3.2 低“五高一低”的特点[4]。
由于味精废水往往具有较强的酸性，若不加处理就大量排放，势必会改变水体的pH值，从而污染环境、影响农作物生长、危害渔业生产。高COD、高BOD 的主要原因是谷氨酸、残糖、SS与氨氮所致，如不经处理，直接排放，会引发环境问题，破坏生态平衡。味精废水中的大量有机物质和含非蛋白氮、硫（或氯）的无机物质，非常适合微生物生长，而有害于除反刍动物及个别动物如兔以外的其它生物(包括江河湖泊里鱼虾)，同时也直接伤害了饮用该水源的人类本身，通过破坏水中动物生态平衡，又进一步造成对环境水源水质的严重损害。污染严重的河段，水的颜色发黑，味道发臭。
随着日趋渐严的环保法规的完善和全民环保意识的提高，废水处理工艺的实施面临着严峻的挑战。其主要危害如下[5]：
(1)造成富营养化、破坏受纳水体水质的NH3-N值已放在了监测因子的首位。 (2)恶臭气味的产生，H2S气体排出对周边空气环境的影响造成对生态环境的破坏。 (3)受产品低利润空间的限制，企业无法承受过高的改造投资费用和运行费用。 (4)地下水和地表水随着新水法的执行，实行有偿使用和总量收费。 (5)处理时高能耗、高投入。
2-(6)味精废水有机物浓度高,色度大,且不易沉淀,废水中NH3-N及SO4的含量高,较难处
理,此种污水虽然营养高,但直接进入生化处理也很难达到良好的效果。影响水体的营养组成成分，对水中生物生存产生极为严重的影响。
从多年的生产、试验和研究结果看来，单独采用某一种方法治理难以达到满意的效果。
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在味精废水的治理中，必须根据生产的工艺、废水的水质水量当地的环境以及回收利用的情况，联合采用物理的化学的以及生物的方法，并进行优化组合，方可实现味精废水的综合治理[6]。
1.2 味精废水处理国内外现状
味精废水具有水量大、污染物浓度高、成分复杂、有机物、氨氮、硫酸根含量高等特点，处理难度极大。虽然味精生产企业、科研机构及有关的大专院校都对味精废水的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，大多数味精厂无法承受，不得不长期维持超标排放的现状。
味精生产过程中产生的废水量很大，处理比较困难。据报道，每生产1t味精，大约要排出10~15t提取谷氨酸后的母液，全国每年要排放1000 多万吨这种高浓度有机废水。不仅严重污染了自然环境，而且制约了味精行业的发展。
国内,味精废水处理采用厌氧生物处理法、厌氧-好氧生物处理法、混凝除菌体、高速离心机分离和膜处理除菌体法等,这些方法各有千秋,但仅属于中小试阶段,或多或少存在一些问题,因而未被味精厂生产性采用[7]。我国台湾地区味精废水处理都不外是用兼氧-好氧法处理、沉淀、过滤、氧化、海抛、浓缩作肥料等方法,但不大适合大陆应用。
在国外,日本协和株式发酵会社对发酵液菌体采用蝶式自动分离机分离,分离出菌体作饲料。其母液及过程废水根据COD、SS、pH的不同分3种处理方法:高浓度废水经浓缩后作有机肥料；中浓度废水使用活性污泥-絮凝沉淀的方法；低浓度废水直接使用活性污泥法[8]。
1.3 选题的意义
我国大小河川总长42万公里，湖泊7.56万平方公里，占国土总面积的0.8%，水资源总量28000亿立方米，人均2300立方米，只占世界人均拥有量的1/4，居121位，为13个贫水国之一。目前中国640个城市有300多个缺水，2.32亿人年均用水量严重不足。人口数量的几何增长、现代工业废水的乱排乱放、城市垃圾、农村农药喷洒等等，造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为生产生活所用。污染水的70%-80%直接排放，我国污水的处理能力只占20%左右。全国每年排污量约300亿吨。全国各大城市地下水不同程度受到污染。全国78条主要河流有54条遭污染.我国七大水系:长江，珠江，松花江，黄河，淮河，海河，辽河。七大水系中有一半河段受到污染，86%城市河段污染超标，比较
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严重的有：黄河，淮河，辽河，太湖，巢湖，滇池等河流湖泊[9]。
20世纪80年代以来，沈阳市城市建设规模和发展速度一直受水资源匮乏问题所困绕，影响了全市国民经济的发展。目前，沈阳市人均水资源占有量仅为338m3，是全国人均水资源占有量的14.29％，是世界人均水资源占有量的0.028％，已被列入全国严重缺水城市之一[10]。因此，地下水资源量的多少、未来变化趋势如何，能否满足城市发展建设的需要，一直是该市各级领导及有关部门十分关注的问题。
沈阳市一方面水资源严重匮乏，同时在供水、用水环节中又存在极大的浪费。主要表现在水的有效利用率低。一是农业用水有效利用系数较低，只有0. 5左右，与世界先进国家相比差距很大。二是工业用水和生活用水浪费严重。沈阳市工业万元增加值用水量为48m3，是发达国家的2～3倍。自来水管网年久失修，跑、冒、滴、漏损失率达24 % ，而世界上先进国家的损失率不超过10 %。另外，由于公众节水意识淡薄，节水器具普及率偏低。
水污染威胁中国，威胁中华民族的生存，我国最大的污染源之一—味精工业废水的排放量每天10000吨，PH值3.5，含有大量有机物和非蛋白氮，严重地污染着水源，我国的环保工作者呕心沥血地奋战了多年，就因为没有找到一种产出大于投入的治理方法，而战胜不了金钱和眼前利益的驱动，味精生产废水每天源源不断地，流入过去养育了我们祖先，现在养育着我们，将来还要养育我们子孙后代的江河湖泊。
从资源的综合利用和节能效果来看，利用味精废水生产生物蛋白饲料具有低成本、低能耗、无污染、高效益等优点，该治理方案是一条适合我国国情的味精废水治理方法[11]。由于该方案利用有机废水制取生物蛋白饲料，为社会提供廉价优质的蛋白饲料添加剂，解决我国蛋白饲料不足的现状，社会效益显著；同时，由于加工成本低廉，设备投资少，因此可使味精厂家在完全彻底治理味精废水污染的同时取得显著的经济效益。
1.4 设计原始资料
1.4.1 味精废水水量
沈阳味精厂所排污水主要来自谷氨酸提取后的高浓度离交废水:排放量为800 t/d,精制废水:排放量2 000 t/d,洗米废水:排放量300t/d,生活杂水:400 t/d，设计规模4000t/d。
1.4.2 味精废水混合水质
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