1.2、味精废水的来源,危害及处理的意义
1.2.1 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、脂肪、核酸等营养物质),含有
K 、Na 、NH 4 、Mg 、Ca 、Fe 、Cl 、SO4 、PO4 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% NH 4 ,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。由于
2
22
2 3
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。
1.2.2 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 COD
CR 高、BOD 5
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 [4]
pH 值 1.5~3.2 低“五高一低”的特点 。
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:
(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,H2 S 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。
(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。
2-
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。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。
1.2.3、精废水处理国内外现状
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。
1.2.4、味精废水处理的意义
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,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。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。
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。
1.3、设计资料
1.3.1 、味精废水水量
根据业主提供,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
表 1-1 味精废水混合水质