1 废水水质、水量情况
赖氨酸生产过程中正常排放的生产废水可进行浓、稀分流，其中浓废水排放量约占总排放量的30%，经浓、稀分流后的水质水量情况见表1。
表1 赖氨酸生产废水水质水量情况
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项目 |
浓废水 |
稀废水 |
合并后 |
|
水量(m3/d) |
300 |
700 |
1000 |
|
CODcr(mg/L) |
25600 |
3600 |
10200 |
|
BOD5(mg/L） |
16800 |
21600 |
6552 |
|
SS（mg/L） |
5220 |
134 |
1660 |
|
硫酸盐（mg/L） |
15000 |
866 |
5106 |
|
pH |
4 |
8.5 |
|
2 酵母菌生化试验
主要试验装置：摇瓶机，3000mL三角瓶，超净台，无菌室，恒温室，菌种操作器材等。
主要试验材料：酵母菌种，浓废水，盐酸。
化验器材：CODCr测定装置，酸度计，离心沉降机，分析天平，化学药品等。
2.2 试验方法
在16个三角瓶中分别加入1000mL浓废水，按试验要求调节pH值，然后按要求比例加入预先制备好的酵母种子液，置于摇瓶机上进行恒温摇瓶，发酵一定时间后取出化验。
控制参数为温度、pH值、接种量和发酵时间。
2.3 试验结果讨论
2.3.1 pH值的影响
pH值对CODCr去除率的影响见表2。
|
pH |
3.5 |
4.0 |
4.5 |
5.0 |
5.5 |
|
进水CODcr（mg/L） |
26800 |
26800 |
26800 |
26800 |
26800 |
|
出水CODcr（mg/L） |
9582 |
8102 |
8683 |
10876 |
15430 |
|
去除率（%） |
64.2 |
69.8 |
6704 |
59.4 |
43.4 |
|
注 温度32℃，时间20h；接种量10%。 |
|||||
表2的数据表明：pH对处理效果的影响非常明显，最佳发酵的pH值为4.0左右。当pH值＞5.0时，处理效果明显下降。
2.3.2 温度的影响
温度对CODCr去除率的影响见表3。
表3 温度对处理效果的影响
|
温度（℃） |
28 |
30 |
32 |
34 |
|
进水CODcr(mg/L) |
25680 |
27560 |
26800 |
26342 |
|
出水CODcr（mg/L） |
13650 |
10845 |
8102 |
9254 |
|
去除率 |
47.8 |
60.6 |
69.8 |
64.9 |
|
注 pH4.0L；时间20h；接种量10% |
||||
表3的数据表明：温度对处理效果的影响较为明显，最佳发酵温度为32℃左右。当温度＜30℃时，处理效果明显下降。
2.3.3 发酵时间的影响
发酵时间对CODCｒ去除率的影响见表4。
表4 发酵时间对处理效果的影响
|
发酵时间(h） |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
|
进水CODcr(mg/L） |
26800 |
26800 |
26800 |
26800 |
26800 |
|
出水CODcr（mg/L） |
14256 |
11340 |
8102 |
8064 |
7988 |
|
去除率（%） |
46.2 |
57.7 |
69.8 |
70.0 |
70.2 |
|
注 温度32℃；pH4.0；接种量10%。 |
|||||
表4的数据表明：发酵时间越长，处理效果越好，20h时已达到较好的处理效果，20h后去除率增加不明显。
2.3.4 接种量的影响
接种量对CODCr去除率的影响见表5。
|
接种量（%） |
5 |
10 |
15 |
|
进水CODcr（mg/L） |
25680 |
25680 |
25680 |
|
出水COD(mg/L） |
15827 |
8032 |
7805 |
|
去除率（%） |
39.4 |
68.7 |
70.6 |
|
注 pH值4.0；温度32℃；时间20h。 |
|||
表5的数据表明：接种量越大，处理效果越好，接种量为10%时已达到较好的处理效果，＞10%后去除率增加不明显。
2.4 试验结论
①最佳工艺控制参数为：pH值4.0；发酵温度32℃；发酵时间20h；接种量10%。
②研究结果表明，在最佳工艺条件下，酵母菌处理工艺对CODCr的去除率可达到70%，同时还具有很强的耐硫酸盐抑制作用性能。
3 工程应用情况
将该技术应用于300m3/d规模的赖氨酸生产废水处理工程，其流程如图1。
根据试验研究的筛选结果，各工艺参数确定为：发酵温度32℃；发酵时间20h；pH值4.0；接种量10%；接种周期7d。
3.3 运行结果分析
工程调试正常后，前10d的运行结果见表6。
表6数据表明，CODCr的去除率在62.8%～68.8%，基本达到试验研究的水平，为后续进一步处理达标排放提供了基础，同时还可回收酵母蛋白约950kg/d，其市场售价为3000元/t，即酵母蛋白的回收价值约为2850元/d。
表6 工程运行结果
|
序号 |
水量（m3/d） |
进水CODcr(mg/L） |
出水CODcr（mg/L） |
去除率（%） |
酵母产生量（kg/d） |
|
1 |
321 |
27383 |
9032 |
67.0 |
1100 |
|
2 |
295 |
26540 |
8521 |
67.9 |
960 |
|
3 |
313 |
24326 |
8673 |
64.4 |
930 |
|
4 |
274 |
25679 |
8023 |
68.8 |
970 |
|
5 |
282 |
25730 |
8417 |
67.3 |
940 |
|
6 |
326 |
26542 |
8568 |
67.7 |
1020 |
|
7 |
275 |
24986 |
8542 |
65.8 |
980 |
|
8 |
288 |
27732 |
10316 |
62.8 |
980 |
|
9 |
330 |
23642 |
8649 |
63.4 |
880 |
|
10 |
323 |
25630 |
9329 |
63.6 |
930 |
|
注 酵母产生量数据为折干量。 |
|||||
3.4 经验体会
①pH值对处理效果的影响很大，在调试过程中曾因生产车间浓、稀废水没有分流清楚，导致pH值较高的稀废水混入，使酵母菌生化池的pH值达到6.0，结果该天的处理效果明显下降，因此对生产管理的要求应十分严格。
②温度的控制对运行效果明显，温度过低酵母菌生产缓慢，影响处理效果；温度过 高则菌体生长迅速，菌种容易老化，必须频繁换种。
③由于酵母菌生长的最佳pH值为4.0，在此pH值下其他细菌难以生存，因此无须对废水进行消毒杀菌，大大降低了运行成本。
④该工艺具有较好的经济效益，回收的酵母蛋白的价值扣除运行成本后，还有约850元/d 的经济效益，可达到以废养废的目的。
⑤本技术需与好氧处理工艺结合，才能使赖氨酸生产废水处理至达标排放。单一的酵母菌处理不能直接使处理出水达标排放，因此本技术适用于高浓度有机废水的前处理，以降低整个废水处理过程的运行成本。
