膜分离技术在味精废水处理中的应用

味精是我国发酵工业的主要行业之一。味精的生产工艺大致可分为水解法和发酵法两大类,一般以含淀粉(如大米,玉米等)的粮食为原料通过生物发酵方式生产,近几年,随着国内味精产量的不断扩张,环境污染问题也被更多关注。味精产业链的不断延伸势必带来生产规模的不断扩大，使该行业对周围环境的污染也不断加剧。而生产过程排放物对环境的污染反过来又严重制约着味精行业的健康发展。在试图利用高科技的膜材料和*的工艺技术对味精废水进行减量化和无害化的治理,使其达到相关的排放标准,为该行业的健康发展创造条件。 

味精生产废水主要来源于提取*后的发酵废液,浓缩结晶遗弃的结晶母液,以及各种洗涤、消毒废水,一般每生产1t味精约有25t发酵废液排出,废液中含有2%-5%的湿菌体及蛋白质等固形物,含有无机盐,消泡剂,色素,尿素,各种有机酸,小于1%的其它氨基酸,6%-8%的NH4+,残糖(小于1%）,以及1%-5%的味精此外还含有0.05%-0.1%左右的核苷酸类降解产物。一般情况下,废液CODc60000-80000mg/L.BOD5有31000-50000mg/L，*1%-1.5%,悬浮物17000-18000mg/L。味精废水作为一种难处理的高浓度有机废水,含有大量有机物和多种营养盐,直接排放严重污染环境,一直是困扰我国味精生产企业的一大难题，废水资源化是味精企业可持续发展的战略。我国的科研人员围绕味精废水的处理工艺和综合利用做了大量的工作。其中，利用膜技术对高浓度味精废水进行分离试验，取得了重大突破，以及结合SBR生化处理工艺，使味精废水稳定达到国家《污水综合排放标准》。 

一、超滤和纳滤系统相结合作为生化前的预处理

味精生产过程中，使用的淀粉、硫酸等原料是废水中CODcr、SO42-的主要来源，如果这部分废水未经处理直接进入生化池，则CODcr和SO42-会对活性污泥产生冲击和毒害作用，因此，只有降低废水的CODcr和SO42--，才能保证废水安全的进入生化池进行处理，实现达标排放。工艺流程图如下：蛋白提取车间高浓度废水，经膜分离后，可进入生化池进行生化处理，其他废水直接进入生化池进行生化处理冷却水因已达标，除部分进入生化池用于调节池中水质外，其余部分可直接外排。 

二、用超滤膜技术去除味精废水中的菌体

通常味精废水处理时并不将废水中悬浮的菌体除去，而菌体蛋白占废水中有机成分的30%-40%，同时菌体蛋白还是可以回收利用的物质，可以用来制成饲料、单细胞等有再利用价值的产品。所以味精废水中菌体的去除就成为人们关注的问题之一。味精生产中的菌体在0.7μm-3μm，并带有很强的亲水性,菌体分离比其他发酵产品困难。在*发酵液中含有约4%的湿菌体，提取干燥后可生产蛋白质含量超过70%的高质量蛋白，按全年生产52万t味精计算,可生产10万t菌体蛋白,这在很大程度上可以降低味精废水的处理成本。国内有些企业采用或正在试用高速离心机或絮凝沉降法去除菌体,但因投资大或过滤困难，效果不理想。超滤膜分离技术作为一种新兴的分离单元技术具有操作简单、分离效果好、能耗较低等优点。因此我们考虑采用超滤技术去除味精废水中的菌体。

试验采用超滤膜,对某味精厂排放的废水进行除菌体处理试验中针对不同浓缩倍数,不同温度,不同运行压力进行了对比试验,从中找到超滤去除菌体的操作条件。经超滤去除菌体的废水中，SS基本*去除，CODcr的去除率大于30%,这表明废水中菌体所反映的有机污染已基本去除。

超滤膜技术用于味精生产工艺中的间接冷凝水除菌体在味精生产过程中,不同工艺段产生不同的废水,*种是高浓度有机废水,主要为离子交换尾液,第二种是中高浓度有机废水,为淀粉废水和制糖废水及其它废水的综合废水,第三种是不需处理直接外排的冷却水。

高浓度有机废水采用离心,絮凝等物理浓缩或沉降法制有机肥,中高浓度废水采用物理与生化相结合的办法,如厌氧好氧、SBR等生化技术处理后排放,由于味精废水含有较高的氨氮,处理后较难达到国家排放标准给环境带来污染。某大型味精集团本着节约水资源,减排降耗的理念,采用清浊分流的方式,改造传统直接冷凝排放方式为间接冷凝净化回用。该法的优点是冷凝水经膜分离除菌净化后可以回用,节约水资源:味精结晶过程中因负压而进入冷凝水的少量*钠可以回收,浓度约0.02%;废水排放量减少,单位产品耗水量降低,经济和环境效益明显。由于冷凝水中含有氨基酸等营养物质并且水温较高,致使水中出现微生物污染,如不经处理,回用后将影响味精质量,间接冷凝水通过超滤膜处理后,能*去除水中各种菌类和其它杂质,使水质大大提高,达到回用指标,同时能回收*钠,对企业来说具有较大的综合效益。

三、超滤+反渗透为核心的双膜法用于生化池出水的深度处理与回用某味精厂生产过程中生产的废稀液、清洗水、部分冷却水通过厌氧-好氧-接触氧化处理后。

絮凝沉淀、UF装置、保安过滤器作为反渗透装置的预处理系统，能够去除水中的悬浮物和部分CODcr。RO装置去除大部分离子和CODcr，使出水达到锅炉补水或工艺用水标准。