專利名稱：一種那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于抗生素發(fā)酵廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種那西肽發(fā)酵廢水和種子罐、發(fā)酵罐、預(yù)處理罐等罐體清洗液的循環(huán)利用方法，將這些廢水經(jīng)處理后回用于那西肽三級(jí)發(fā)酵，具體涉及一種那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法。
背景技術(shù)：
那西肽是一種新型的飼料 添加劑，不但能促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)，提高飼料效率，而且還具有不易產(chǎn)生耐藥性、無(wú)殘留、對(duì)環(huán)境影響小、對(duì)人畜安全等特點(diǎn)，完全符合綠色安全飼料添加劑的要求。作為抗菌促生長(zhǎng)劑，它不僅能廣泛應(yīng)用于畜禽業(yè)，還能廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)那西肽主要生產(chǎn)廠家為甘肅匯能公司，年產(chǎn)約30000噸1%那西肽預(yù)混劑。那西肽是由活躍鏈霉菌iStreptomyces經(jīng)液體深層發(fā)酵產(chǎn)生的一種次級(jí)代謝產(chǎn)物，現(xiàn)階段發(fā)酵水平在14000U/ml左右，按生產(chǎn)I噸1%那西肽預(yù)混劑產(chǎn)生5. O噸廢水計(jì)算，每年就會(huì)產(chǎn)生15萬(wàn)噸廢水。如此龐大的廢水量直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響，現(xiàn)階段通常都是經(jīng)過(guò)生化、水解等嚴(yán)格污水處理過(guò)程使其達(dá)到《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21903-2008)后排放，但成本消耗大，同時(shí)造成大量水資源的浪費(fèi)，不利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不符合甘肅省踐行“嚴(yán)格的水資源”政策要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，對(duì)那西肽發(fā)酵廢水和種子罐、發(fā)酵罐、預(yù)處理罐等罐體清洗液進(jìn)行處理后，回用于那西肽三級(jí)發(fā)酵，在避免污染環(huán)境的同時(shí)降低成本，節(jié)省水資源。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，對(duì)那西肽發(fā)酵廢水和種子罐、發(fā)酵罐、預(yù)處理罐等罐體清洗液進(jìn)行處理后，回用于那西肽三級(jí)發(fā)酵，在避免污染環(huán)境的同時(shí)降低成本，節(jié)省水資源，該方法具體按以下步驟進(jìn)行
步驟1:將活躍鏈霉菌的三級(jí)發(fā)酵液在5. O 6. Okg/cm2的鼓膜壓力下壓濾，控制濾固形物含量為2000 3000mg/L，收集濾液和罐體清洗液，得發(fā)酵廢水；
步驟2 :將發(fā)酵廢水泵入排渣三級(jí)機(jī)械精密過(guò)濾器進(jìn)行一次處理，形成一次污泥和固形物含量小于600mg/L的一次處理廢水，將一次污泥排放至污泥池；一次處理過(guò)程中發(fā)酵廢水的流速為5 8m3/h，水壓為O. 2 O. 5MPa ；
步驟3 :將一次處理廢水送入MBR膜生化反應(yīng)池進(jìn)行二次處理，產(chǎn)生二次污泥；當(dāng)MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度小于12g/L時(shí)，將一次污泥回流到MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)，直至MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度等于13g/L，停止一次污泥回流，并將MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)繼續(xù)產(chǎn)生的二次污泥排放至污泥池；此時(shí)，MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)濃度等于13g/L的污泥與一次廢水一起進(jìn)行二次處理；
對(duì)排放至污泥池的二次污泥和回流后剩余的一次污泥進(jìn)行脫水，脫出的水返回MBR膜生化反應(yīng)池再進(jìn)行處理；
儲(chǔ)存MBR膜生化反應(yīng)池形成的二次處理廢水；
MBR膜生化反應(yīng)池選用支撐板式平板膜膜有效面積300m2、處理廢水流量150 m3/d、體積負(fù)荷1.8kgC0D/m3_d、污泥濃度12g/L、設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷O. 15kgC0D/kgMLSS_d、污泥產(chǎn)率O. 13kgMLSS/去除kgCOD、污泥產(chǎn)率O. 13kgSS/kgC0D d、膜曝氣量50m3空氣/m3出水、凈膜通量26LMH、循環(huán)運(yùn)行9min，松弛Imin ;初始透水率4. 2LMH/kPa、化學(xué)清洗劑O. 6%Na0CI 1%草酸；
需要將儲(chǔ)存的二次處理廢水用于那西肽三級(jí)發(fā)酵時(shí)，按每升二次處理廢水中需要的培養(yǎng)基成分的重量向配料罐中分別添加下述培養(yǎng)基成分玉米淀粉4 8g/L、豆餅粉2 5g/L、乳化劑O O. 2g/L、硫酸銨O 2g/L、輕質(zhì)碳酸鈣O 2g/L、硫酸鈉O O. 5g/L、GPE0 O. 4g/L、豆油5 40g/L、磷酸氫二鉀O lg/L和碳酸鈉O O. 3g/L,控制添加培養(yǎng)基成分·后液體的pH值為6. O 7. 0，形成配料；在下批次那西肽三級(jí)發(fā)酵的48 176h內(nèi)，每隔16h將配料罐中的配料向那西肽三級(jí)發(fā)酵過(guò)程補(bǔ)料罐補(bǔ)料2. O噸。本發(fā)明方法解決了目前國(guó)內(nèi)那西肽產(chǎn)業(yè)存在的廢水處理成本高和水資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題，對(duì)那西肽工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水及清洗生產(chǎn)線中的罐體產(chǎn)生的清洗廢液進(jìn)行處理，回用于那西肽發(fā)酵，不僅避免了對(duì)環(huán)境的污染，而且節(jié)省了直接排放廢水需要進(jìn)行的嚴(yán)格污水處理過(guò)程，極大地降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)節(jié)省了寶貴的水資源，展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。


附圖1是本發(fā)明循環(huán)利用方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明針對(duì)目前那西肽產(chǎn)業(yè)存在的廢水處理成本大和水資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題，提供了一種循環(huán)利用那西肽工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水的方法，降低成本，節(jié)約資源。該方法的工藝流程圖，如圖1所示，具體按以下步驟進(jìn)行
步驟1:將活躍鏈霉菌180 220h的三級(jí)發(fā)酵液(單位效價(jià)為14000 14500U/ml)進(jìn)行板框壓濾，具體為將該三級(jí)發(fā)酵液在5. O 6. Okg/cm2的鼓膜壓力下，經(jīng)300目濾布?jí)簽V2 3小時(shí)，控制濾固形物含量為2000 3000mg/L，壓濾完成后，清洗各種罐體(包括種子罐、發(fā)酵罐、預(yù)處理罐等罐體),收集濾液和罐體清洗液,得發(fā)酵廢水；
步驟2 :過(guò)濾去除發(fā)酵廢水中的懸浮物，即用增壓泵將發(fā)酵廢水泵入排渣三級(jí)機(jī)械精密過(guò)濾器進(jìn)行一次處理，該發(fā)酵廢水在排渣三級(jí)機(jī)械精密過(guò)濾器內(nèi)依次通過(guò)IOOMffl—級(jí)精密過(guò)濾器、IOMffl 二級(jí)精密過(guò)濾器和IMffl 二級(jí)精密過(guò)濾器處理，形成一次污泥和固形物含量小于600mg/L的一次處理廢水，將一次污泥排放至污泥池；一次處理過(guò)程中發(fā)酵廢水的流速控制為5 8m3/h,水壓控制為O. 2 O. 5MPa ;每級(jí)過(guò)濾器每2 3h排洛一次；
步驟3 :將一次處理廢水送入一體式單一反應(yīng)器間歇曝氣MBR膜生化反應(yīng)池進(jìn)行二次處理，產(chǎn)生二次污泥；當(dāng)MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度小于12g/L時(shí)，將一次污泥回流到MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)，直至MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度等于13g/L，停止一次污泥回流，并將MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)繼續(xù)產(chǎn)生的二次污泥排放至污泥池；此時(shí)，MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)濃度等于13g/L的污泥與一次廢水一起進(jìn)行二次處理；
對(duì)排放至污泥池的二次污泥和回流后剩余的一次污泥進(jìn)行脫水，脫出的水返回MBR膜生化反應(yīng)池再進(jìn)行處理，脫水后的污泥形成泥餅，焚燒該泥餅；
MBR膜生化反應(yīng)池形成的二次處理廢水泵入處理液暫存罐儲(chǔ)存；
MBR膜生化反應(yīng)池選用支撐板式平板膜膜有效面積300m2、處理廢水流量150 m3/d、體積負(fù)荷1. 8kgC0D/m3_d、污泥濃度12g/L、設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷O. 15kgC0D/kgMLSS_d、污泥產(chǎn)率 O. 13kgMLSS/ 去除 kgCOD、污泥產(chǎn)率 O. 13kgSS/kgC0D d、膜曝氣量 50m3 (空氣)/m3 (出水)、凈膜通量26LMH、循環(huán)運(yùn)行9min，松弛Imin ;初 始透水率4. 2LMH/kPa、化學(xué)清洗劑O. 6%Na0C1:1% 草酸。二次處理過(guò)程中主要利用MBR膜的生物作用和物理截流作用，截留生物反應(yīng)池中的生物體使其保持高的濃度有利于生化反應(yīng)；在曝氣條件下，利用膜生物反應(yīng)器的生物作用，吸附并通過(guò)生物降解去除廢水中部分有機(jī)物質(zhì)。需要將處理液暫存罐中的二次處理廢水用于那西肽三級(jí)發(fā)酵時(shí)，將處理液暫存罐中的二次處理廢水送入配料罐，并按配料罐內(nèi)每升二次處理廢水中需要的培養(yǎng)基成分的重量向配料罐中分別添加下述培養(yǎng)基成分玉米淀粉4 8g/L、豆餅粉2 5g/L、乳化劑O O. 2g/L、硫酸銨O 2g/L、輕質(zhì)碳酸鈣O 2g/L、硫酸鈉O O. 5g/L、泡敵(GPE)O O. 4g/L、豆油5 40g/L、磷酸氫二鉀O lg/L和碳酸鈉O O. 3g/L,控制配料罐中添加培養(yǎng)基成分后液體的pH值為6. O 7. 0，形成配料。在下批次那西肽三級(jí)發(fā)酵的48 176h內(nèi)，每隔16 h將配料罐中的配料向那西肽三級(jí)發(fā)酵過(guò)程補(bǔ)料罐補(bǔ)料2. O噸。優(yōu)選的培養(yǎng)基成分和添加比例為玉米淀粉6. 43g/L、豆餅粉3. 43g/L、乳化劑
O.05g/L、硫酸銨1. 00g/L、輕質(zhì)碳酸鈣 O. 56g/L、硫酸鈉 O. 10g/L、GPE0. 037g/L、豆油 10g/L、磷酸氫二鉀O. 05g/L和碳酸鈉O. 063g/L，配料罐中添加培養(yǎng)基成分后液體的pH值為6. O
7.O。本發(fā)明方法對(duì)活躍鏈霉菌經(jīng)180 220 h發(fā)酵液進(jìn)行高壓隔膜板框壓濾、固形懸浮物物理分離、MBR膜生物反應(yīng)、污泥處理，再在MBR膜生化反應(yīng)池泵出的處理水中添加培養(yǎng)基成分，用于下一批次的那西肽三級(jí)發(fā)酵，即將上一批次發(fā)酵和清潔產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后用于下一批次發(fā)酵，經(jīng)工業(yè)化試驗(yàn)證明對(duì)那西肽發(fā)酵單位效價(jià)無(wú)明顯影響。使得那西肽三級(jí)發(fā)酵過(guò)程中，除發(fā)酵生產(chǎn)中蒸發(fā)的水分外，全過(guò)程無(wú)廢水排放，水資源回收利用率提高至66 71%。應(yīng)用本方法可顯著節(jié)約水資源，減少對(duì)環(huán)境的壓力，總體應(yīng)用成本較處理排放至環(huán)境有所降低，因此在工業(yè)生產(chǎn)中具有良好使用價(jià)值。采用本發(fā)明方法能使那西肽工業(yè)生產(chǎn)中的水資源回收利用率提高至66 71%，下面以單批次發(fā)酵過(guò)程具體計(jì)算步驟如下所示
O 一級(jí)種子培養(yǎng)時(shí)最初加水量O. 5 O. 6m3，培養(yǎng)過(guò)程損失水量(主要揮發(fā)至大氣中)約O.1m3,故培養(yǎng)結(jié)束時(shí)剩余一級(jí)種子培養(yǎng)液為O. 4 O. 5m3, 一級(jí)種子培養(yǎng)合格后直接接種輸送至二級(jí)種子培養(yǎng)基。2) 二級(jí)種子培養(yǎng)時(shí)最初加水量4. 5 4. 8m3,加上接入一級(jí)種子罐內(nèi)的一級(jí)種子，培養(yǎng)過(guò)程損失水量(主要揮發(fā)至大氣中)約O. 3m3，故培養(yǎng)結(jié)束時(shí)剩余二級(jí)種子培養(yǎng)液為4. 2 4. 5m3，二級(jí)種子培養(yǎng)合格后接種輸送至三級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)基。
3)三級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)基最初加水35m3,中間通過(guò)發(fā)酵罐補(bǔ)料16噸，中間過(guò)程損失約9 10 m3,故最終發(fā)酵液約41 43 m3,三級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)合格后輸送至發(fā)酵液預(yù)處理罐。4)發(fā)酵液板框壓濾后過(guò)程需要用水沖洗，每40m3消耗自來(lái)水20m3沖洗，操作過(guò)程損失O. 5 1. Om3,故除去發(fā)酵液菌絲體等固形物含量，板框壓濾后過(guò)濾液約56. 4 58. 8m3。5)經(jīng)板框壓濾后的發(fā)酵廢液經(jīng)精密過(guò)濾器除懸浮物、MBR膜生物反應(yīng)器處理后用于發(fā)酵配料，該過(guò)程無(wú)新自來(lái)水流入，且過(guò)程中損失約3 4m3，故最終水量為52. 4 55. 8m3?！?br> 上述5個(gè)步驟用水量、過(guò)程水損失量、最終剩余量的計(jì)算如表I所示。表I那西肽發(fā)酵全過(guò)程用水變化量簡(jiǎn)表
權(quán)利要求
1.一種那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，對(duì)那西肽發(fā)酵廢水和種子罐、發(fā)酵罐、預(yù)處理罐等罐體清洗液進(jìn)行處理后，回用于那西肽三級(jí)發(fā)酵，在避免污染環(huán)境的同時(shí)降低成本，節(jié)省水資源，其特征在于，該方法具體按以下步驟進(jìn)行步驟1:將活躍鏈霉菌的三級(jí)發(fā)酵液在5. O 6. Okg/cm2的鼓膜壓力下壓濾，控制濾固形物含量為2000 3000mg/L，收集濾液和罐體清洗液，得發(fā)酵廢水；步驟2 :將發(fā)酵廢水泵入排渣三級(jí)機(jī)械精密過(guò)濾器進(jìn)行一次處理，形成一次污泥和固形物含量小于600mg/L的一次處理廢水，將一次污泥排放至污泥池；一次處理過(guò)程中發(fā)酵廢水的流速為5 8m3/h，水壓為O. 2 O. 5MPa ；步驟3 :將一次處理廢水送入MBR膜生化反應(yīng)池進(jìn)行二次處理，產(chǎn)生二次污泥；當(dāng)MBR 膜生化反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度小于12g/L時(shí)，將一次污泥回流到MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)，直至MBR 膜生化反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度等于13g/L，停止一次污泥回流，并將MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)繼續(xù)產(chǎn)生的二次污泥排放至污泥池；此時(shí)，MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)濃度等于13g/L的污泥與一次廢水一起進(jìn)行二次處理；對(duì)排放至污泥池的二次污泥和回流后剩余的一次污泥進(jìn)行脫水，脫出的水返回MBR膜生化反應(yīng)池再進(jìn)行處理；儲(chǔ)存MBR膜生化反應(yīng)池形成的二次處理廢水。
2.如權(quán)利要求1所述的那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟3中的MBR膜生化反應(yīng)池選用支撐板式平板膜膜有效面積300m2、處理廢水流量 150 m3/d、體積負(fù)荷 L 8kgC0D/m3_d、污泥濃度 12g/L、設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷 O. 15kgC0D/kgMLSS_d、 污泥產(chǎn)率O. 13kgMLSS/去除kgCOD、污泥產(chǎn)率O. 13kgSS/kgC0D d、膜曝氣量50m3空氣/m3 出水、凈膜通量26LMH、循環(huán)運(yùn)行9min，松弛Imin ;初始透水率4. 2LMH/kPa、化學(xué)清洗劑O.6%Na0C1:1% 草酸。
3.如權(quán)利要求1所述的那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟I中的三級(jí)發(fā)酵液經(jīng)300目濾布?jí)簽V。
4.如權(quán)利要求1所述的那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟2中，發(fā)酵廢水在排渣三級(jí)機(jī)械精密過(guò)濾器內(nèi)依次通過(guò)IOOMm—級(jí)精密過(guò)濾器、IOMm二級(jí)精密過(guò)濾器和IMffl 二級(jí)精密過(guò)濾器處理。
5.如權(quán)利要求1所述的那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟3中采用一體式單一反應(yīng)器間歇曝氣MBR膜生化反應(yīng)池。
6.如權(quán)利要求1所述的那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟3中，對(duì)脫水后的污泥進(jìn)行焚燒。
7.如權(quán)利要求1所述的那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，需要將步驟3中儲(chǔ)存的二次處理廢水用于那西肽三級(jí)發(fā)酵時(shí)，按每升二次處理廢水中需要的培養(yǎng)基成分的重量向配料罐中分別添加下述培養(yǎng)基成分玉米淀粉4 8g/L、豆餅粉2 5g/ L、乳化劑O O. 2g/L、硫酸銨O 2g/L、輕質(zhì)碳酸鈣O 2g/L、硫酸鈉O O. 5g/L、GPE0 O.4g/L、豆油5 40g/L、磷酸氫二鉀O lg/L和碳酸鈉O O. 3g/L,控制添加培養(yǎng)基成分后液體的pH值為6. O 7.0，形成配料；在下批次那西肽三級(jí)發(fā)酵的48 176h內(nèi)，每隔16 h將配料罐中的配料向那西肽三級(jí)發(fā)酵過(guò)程補(bǔ)料罐補(bǔ)料2. O噸。
8.如權(quán)利要求7所述的那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，培養(yǎng)基 成分的添加比例為玉米淀粉6. 43g/L、豆餅粉3. 43g/L、乳化劑O. 05g/L、硫酸銨1. OOg/ L、輕質(zhì)碳酸鈣O. 56g/L、硫酸鈉O. 10g/L、GPE0. 037g/L、豆油10g/L、磷酸氫二鉀O. 05g/L和碳酸鈉O. 063g/L。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種那西肽工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵廢水循環(huán)利用方法，壓濾活躍鏈霉菌三級(jí)發(fā)酵液，控制濾固形物含量，濾液和罐體清洗液作為發(fā)酵廢水；處理發(fā)酵廢水，一次污泥排放至污泥池；一次處理廢水送入MBR膜生化反應(yīng)池二次處理；控制MBR膜生化反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度；對(duì)污泥池內(nèi)的污泥進(jìn)行脫水，脫出的水返回MBR膜生化反應(yīng)池再處理；儲(chǔ)存二次處理廢水；在二次處理廢水中添加相應(yīng)比例的培養(yǎng)基成分后，用于下批次的那西肽三級(jí)發(fā)酵，在不影響那西肽質(zhì)量的前提下，解決了那西肽產(chǎn)業(yè)廢水處理成本高和水資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題，避免了對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)省了直接排放廢水需要進(jìn)行的嚴(yán)格污水處理過(guò)程，極大地降低了生產(chǎn)成本，展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
文檔編號(hào)C02F9/14GK103011504SQ20121052699
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者張小朋, 侯保兵, 陳貴才, 肖沖, 余有龍, 張仁文, 周穎凱 申請(qǐng)人:甘肅匯能生物工程有限公司, 浙江匯能動(dòng)物藥品有限公司