利用皂素生产废水发酵生产单细胞蛋白的方法

摘要

本发明以皂素生产废水为原料或以废水为主要原料再添加淀粉或玉米粉糖化后，用石灰或其它碱性物质中和，控制pH在4.0～6.5之间，在28～33℃温度下接入培养好的酵母菌种，也可以在接种前或接种后加入含氮化合物、镁盐和磷酸盐，在27～35℃温度下发酵28～40小时，经离心脱水、喷雾干燥生产单细胞蛋白，同时降低了废水中的COD和SO

说明书

                        技术领域

本发明属于微生物发酵和污染综合治理技术领域，特别涉及皂素生产过程中产生的大量含酸性高浓度有机废水的综合治理，充分利用了废水中的营养物质生产单细胞蛋白，同时大大降低了废水中SO₄^2-浓度和COD。

                        背景技术

目前，皂素生产过程中产生的在大量酸性有机废水，其处理方法一般都是向废水中投加石灰、碱或碱性物质，使废水的PH值达到中性，然后进行生化处理，常见的生化处理工艺为UASB(上流式厌氧生物反应器)+SBR(序批式活性污泥法)或水解酸化+好氧生物处理。由于中和后的废水中仍含有较高的硫酸根，对常规生物处理中的微生物有较强的干扰作用，处理很难达标，处理成本也较高，处理后的出水难以达到国家污水综合排放标准。而且皂素生产废液中含有的大量单糖得不到利用，造成了极大浪费。

                        发明内容

本发明的目的针对现有技术存在的上述问题，而提供一种利用皂素生产废水发酵生产单细胞蛋白的方法，本发明充分利用自然资源生产单细胞蛋白，同时又减少了环境污染，经处理后的废醪液中的COD和SO₄^2-浓度大幅度下降，可生化性大大提高，并降低了处理成本。

本发明的技术方案为：将皂素生产废水加入石灰中和至pH为4.0-6.5，沉淀后的上清液在100-120℃下灭菌10-30分钟，在28～33℃温度下接入培养好的酵母菌种，也可以在接种前或接种后加入少量含氮化合物、镁盐和/或磷酸盐，在27～35℃温度下发酵28～40小时；或在皂素生产废水中加入重量百分比为1-10％淀粉或玉米粉后，进入糖化罐，在100～125℃下搅拌30-100分钟，调节糖度后，再加入石灰中和至pH为4.0～6.5，在28～33℃温度下接入培养好的酵母菌种，也可以在接种前或接种后加入少量含氯化合物、镁盐和/或磷酸盐，在27～35℃温度下发酵28～40小时，废液即成为成熟发酵醪；然后将经离心脱水、喷雾干燥即得单细胞蛋白。其中含氮化合物优选尿素、氯化铵、硝酸铵等。

本发明的有益效果为：采取皂素生产中废水或者皂素生产废水添加淀粉或玉米粉糖化后的醪液，用碱性物质中和后发酵制取单细胞蛋白。分离酵母细胞后的废醪液中的单糖基本耗完，SO₄^2-浓度和COD大幅度降低，废醪液中的SO₄^2-浓度降至1900-2300mg/L之间，COD降至24000-3600mg/L之间，可生化性较好，再经过生化处理单元处理达标后排放，降低了处理成本。本发明既充分利用了自然资源生产单细胞蛋白，同时又减少了环境污染。

                        附图说明

图1皂素废水生产单细胞蛋白的调节糖度工艺示意图。

图2皂素废水直接生产单细胞蛋白工艺示意图。

图中：糖化罐-1，中和槽-2，发酵罐-3，种子罐-4，分离器-5，灭菌锅-6。

                       具体实施方式

其生产工艺流程示意图如图1和图2。

实施例1

取黄姜作原料生产皂素过程中水解物的漂洗过程产生的头道废水，其中总糖含量为8.2％，SO₄^2-浓度为32000mg/L，pH值为0.5，COD为110000mg/l，用石灰中和至pH为4.2，沉淀后的上清液进入灭菌锅在115℃下加热灭菌15分钟，冷却后泵入发酵罐。在28～33℃温度下接入培养好的酵母菌种，同时按重量百分比加入0.001％的MgO、0.001％的KH₂PO₄、0.04％的尿素，在30℃温度下发酵28小时。然后将发酵后的液体经离心脱水、喷雾干燥生产单细胞蛋白，单细胞蛋白的产量为15.4g/L。废醪液中的COD降为30800mg/L和SO₄^2-浓度为2300mg/L，可生化性大大提高，降低了总处理成本。

实施例2

取黄姜皂素生产过程中水解物的漂洗产生的综合废水，其PH值为1.4，COD为32000mg/l，总糖含量为3.5％，SO₄^2-浓度为14200mg/L，分别加入5％和10％玉米粉后进入糖化罐，在100～125℃下搅拌90分钟，调节糖度后，再加入石灰中和至pH为4.0～6.5，在28～33℃温度下接入培养好的酵母菌种，在27～35℃温度下发酵40小时，废液即成为成熟发酵醪，然后将经离心脱水、干燥生产单细胞蛋白，单细胞蛋白的产量分别为33g/L和45g/L。废醪液中的COD分别降为24300mg/L和35000mg/L，SO₄^2-浓度为别降为2100mg/L和1970mg/L。

实施例3

取黄姜作原料生产皂素过程中水解物的漂洗过程产生的头道废水，其中总糖含量为8.2％，SO₄^2-浓度为32000mg/L，pH值为0.5，COD为110000mg/l，分别加入重量百分比为5％淀粉后进入糖化罐，在120℃下分别搅拌90分钟，调节糖度后，再加入石灰中和至pH为4.2，按重量百分比加入0.001％的MgO、0.001％的KH₂PO₄、0.04％的尿素，在28℃温度下接入培养好的酵母菌种，在27～35℃温度下发酵40小时，废液即成为成熟发酵醪，然后将经离心脱水、干燥生产单细胞蛋白，单细胞蛋白的产量分别为50g/L。废醪液中的COD降为35800mg/L和SO₄^2-浓度为2170mg/L。