本發(fā)明涉及生物發(fā)酵行業(yè)谷氨酸提取工藝領(lǐng)域，具體提供一種處理谷氨酸發(fā)酵廢水的生物制劑。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國已經(jīng)成為味精的生產(chǎn)和消費(fèi)大國，但是味精生產(chǎn)過程中所排放的廢水量大，味精發(fā)酵液經(jīng)等電提取谷氨酸后排放的母液具有CODCr高、BOD5高、菌體含量高、硫酸根(改用硫酸調(diào)pH前為氯離子)含量高、氨氮含量高及pH值(1.5-3.2)低“五高一低”的特點(diǎn)。是一種治理難度很大的工業(yè)廢水。由于不能有效地治理味精廢水，不少味精廠被列入全國重點(diǎn)污染源單位之列，味精廢水的治理已經(jīng)成為制約味精生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的重大難題。
一方面：味精的提取通常采用等電-離交法，通過加入濃硫酸調(diào)節(jié)等電點(diǎn)使谷氨酸結(jié)晶出來，而生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫酸銨廢液，給廢液處理帶來了極大地困難，對(duì)環(huán)境、水源造成了直接的危害。
另一方面：味精工業(yè)也是我國發(fā)酵工業(yè)中的最大污染源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每噸味精產(chǎn)品產(chǎn)生高濃度廢水15噸左右。味精行業(yè)高濃度有機(jī)廢水污染嚴(yán)重，是行業(yè)突出的共性問題。發(fā)酵廢母液或離交尾液是味精生產(chǎn)行業(yè)的主要污染源。
谷氨酸提取廢水中含有的大量菌體，它是一種單細(xì)胞蛋白，含有豐富的蛋白質(zhì)，對(duì)干燥后菌體蛋白的化學(xué)成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)谷氨酸廢棄菌體中蛋白質(zhì)的含量高達(dá)85.8％總氨基酸含量為78.77％，高于目前蛋白酶解物常用的原料豆粕、酵母等。其氨基酸種類和配比都比較齊全，并且含有豐富的維生素、核酸、多糖等其他營養(yǎng)物質(zhì)。且谷氨酸發(fā)酵過程中所加入糖類物質(zhì)與谷氨酸一起經(jīng)過發(fā)酵后會(huì)生成低聚異麥芽糖。谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)生高濃度廢水經(jīng)過超濾膜過濾后進(jìn)行雙極性膜電滲析進(jìn)行脫鹽處理，脫鹽后的廢水可用于制取肥料，得到的脫鹽后的清液含有大量的低聚異麥芽糖。這些有用物質(zhì)白白排放，每年造成大量的損失浪費(fèi)。
據(jù)報(bào)道，每生產(chǎn)1t味精，大約要排出10-15噸提取谷氨酸后的母液，全國每年要排放1000萬噸這種高濃度有機(jī)廢水。不僅嚴(yán)重污染了自然環(huán)境，而且制約了味精行業(yè)的發(fā)展。雖然味精生產(chǎn)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)及有關(guān)的大專院校都對(duì)治理進(jìn)行了大量的研究。但是，目前國內(nèi)外都還沒有成熟的成套技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。主要的問題是一次性投資過大，或者日常運(yùn)行費(fèi)用過高，多數(shù)味精廠無法承受，不得不長期維持超標(biāo)排放的現(xiàn)狀。
因此，研究一種處理谷氨酸發(fā)酵廢水的環(huán)保制劑，以減少廢水污染、變廢為寶，是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)工藝的不足，提供了一種處理谷氨酸發(fā)酵廢水的生物制劑，其大幅降低了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)過程操作簡便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。符合資源綜合利用、節(jié)能減排的要求，同時(shí)減少了廢液排放，減輕了污水處理負(fù)擔(dān)，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：
一種處理谷氨酸發(fā)酵廢水的生物制劑，其特征在于所述生物制劑為復(fù)合微生物菌劑和載體按照1：1－2：1的重量比混合制備，所述復(fù)合微生物菌劑的活性成分包括下列重量份的原料：
酵母菌10份、枯草芽孢桿菌7份、巨大芽孢桿菌6份、反硝化菌5份、銅綠假單孢菌5份、紅球菌4份、黃孢原毛平革菌3份。
所述載體為殼聚糖。
所述酵母菌為酵母菌（Candida santamariae）CGMCC NO 2959；
所述枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）CGMCC NO 2947；
所述巨大芽孢桿菌為巨大芽孢桿菌（Bacillus megatherium）CGMCC No：1487；
所述反硝化菌為反硝化菌（Paracoccus pantotrophus）ATCC 35512；
所述銅綠假單孢菌為銅綠假單孢菌（Pseudomonas aeruginosa）ATCC15442；
所述紅球菌為紅球菌（Rhodococcus rhodochrous） ATCC 15906；
所述黃孢原毛平革菌為黃孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）ATCC 24725。
利用所述生物制劑清潔處理谷氨酸發(fā)酵過程的方法為：
（1）谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)高速碟片分離機(jī)將菌體蛋白分離，高速碟片機(jī)分離菌體的轉(zhuǎn)速為4000～5000r/min，收集除菌液，以及沉淀菌體蛋白；
（2）步驟（1）制備的菌體蛋白加入適量溫水調(diào)勻，調(diào)整固含量15％，投入發(fā)酵裝置內(nèi)，用石灰乳調(diào)節(jié)pH為6.0-7.0，接入1/10(V/V，體積是加水調(diào)勻后菌體蛋白水溶液的1/10)復(fù)合種子液，攪拌均勻，控制溫度32－34℃，培養(yǎng)過程中間歇通氣并緩慢攪拌，培養(yǎng)24h，獲得成熟發(fā)酵液益生菌劑；
所述復(fù)合種子液為釀酒酵母和植物乳桿菌按照體積比3：1制備而得，所述釀酒酵母優(yōu)選為：CCTCC NO:M208110(CN101434911),所述植物乳桿菌優(yōu)選為：CCTCC M208151(CN101748082),將釀酒酵母和植物乳桿菌按照常規(guī)培養(yǎng)濃度均控制在1×108個(gè)/ml，所培養(yǎng)的菌液按照體積比例3：1混合得到復(fù)合種子液；
（3）步驟（1）制備的除菌液泵入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添加除菌液質(zhì)量1.5%的粉狀活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45-50℃，脫色30分后濃縮、所述濃縮參數(shù)為：溫度60－70℃，真空度為-0.1kpa，一次結(jié)晶獲得粗晶體；將粗晶體分離純化，脫色、離子交換，二次結(jié)晶，分離，干燥，篩分精制；
（4）取上述步驟（3）提取步驟產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，自然沉降固液分離，獲得沉降物與上清液，將上清液排入進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，添加復(fù)合微生物菌劑深度處理后達(dá)標(biāo)排放。
所述復(fù)合微生物菌劑的活性成分包括下列重量份的原料：
酵母菌10份、枯草芽孢桿菌7份、巨大芽孢桿菌6份、反硝化菌5份、銅綠假單孢菌5份、紅球菌4份、黃孢原毛平革菌3份。
所述酵母菌為酵母菌（Candida santamariae）CGMCC NO 2959(CN101629144A)；
所述枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）CGMCC NO 2947(CN101838621A)；
所述巨大芽孢桿菌為巨大芽孢桿菌（Bacillus megatherium）CGMCC No：1487(CN101074421A)；
所述反硝化菌為反硝化菌（Paracoccus pantotrophus）ATCC 35512；
所述銅綠假單孢菌為銅綠假單孢菌（Pseudomonas aeruginosa）ATCC15442；
所述紅球菌為紅球菌（Rhodococcus rhodochrous） ATCC 15906；
所述黃孢原毛平革菌為黃孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）ATCC 24725。
將以上酵母菌、枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、反硝化菌、銅綠假單孢菌、紅球菌、黃孢原毛平革菌按照常規(guī)培養(yǎng)濃度均控制在2×108個(gè)/克，所培養(yǎng)的菌液按照質(zhì)量比例混合得到液體菌劑；
取上述液體菌劑與載體攪拌混合，優(yōu)選以殼聚糖為載體，按照菌劑：載體為2：（1－2）的重量比混合。干燥：將混合好物料進(jìn)行干燥，干燥溫度為20-50℃，干燥后含水量為20-30％；檢驗(yàn)、包裝：按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，成品按重量進(jìn)行包裝，即得固體菌劑。
按每立方米釜底料每次投加微生物固體菌劑20－30克，每天投加1次，連續(xù)投加一周，最后靜置3天，將液體排出。
本發(fā)明取得的有益效果：
1以廢棄菌體蛋白為原料，微生物發(fā)酵制備益生菌劑，變廢為寶，解決環(huán)境污染問題，制備的菌劑促進(jìn)動(dòng)物生長，提高動(dòng)物抗病能力，還創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟(jì)效益。
2復(fù)合菌劑專門針對(duì)本發(fā)明谷氨酸提取制備過程的廢水，將各種能形成優(yōu)勢菌群的菌種，配制成高效生物制劑，按一定量投加到廢水處理系統(tǒng)中，加速微生物對(duì)污染物的降解，以提高系統(tǒng)的生物處理效率，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。其含有多種對(duì)難降解污染物有優(yōu)良降解能力的微生物，各菌種之間合理配伍，共生協(xié)調(diào)，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快，投加在廢水處理系統(tǒng)中，對(duì)大分子、難降解物質(zhì)有良好的降解效果，對(duì)傳統(tǒng)的氨酸過程排放廢水有獨(dú)特的處理效果。適于本申請(qǐng)制備方法產(chǎn)生廢水排放處理，可提高處理水量和處理水質(zhì)，降低運(yùn)行費(fèi)用，促進(jìn)達(dá)標(biāo)排放。
具體實(shí)施方式：
實(shí)施例1：
取阜豐車間的谷氨酸發(fā)酵液，采用如下步驟：
（1）谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)高速碟片分離機(jī)將菌體蛋白分離，高速碟片機(jī)分離菌體的轉(zhuǎn)速為4000～5000r/min，收集除菌液，以及沉淀菌體蛋白；
（2）步驟（1）制備的菌體蛋白加入適量溫水調(diào)勻，調(diào)整固含量15％，投入發(fā)酵裝置內(nèi)，用石灰乳調(diào)節(jié)pH為6.0-7.0，接入1/10(V/V，體積是加水調(diào)勻后菌體蛋白水溶液的1/10)復(fù)合種子液，攪拌均勻，控制溫度32－34℃，培養(yǎng)過程中間歇通氣并緩慢攪拌，培養(yǎng)24h，獲得成熟發(fā)酵液益生菌劑；
所述復(fù)合種子液為釀酒酵母和植物乳桿菌按照體積比3：1制備而得，所述釀酒酵母為：CCTCC NO:M208110(CN101434911),所述植物乳桿菌為：CCTCC M208151(CN101748082),將釀酒酵母和植物乳桿菌按照常規(guī)培養(yǎng)濃度均控制在1×108個(gè)/ml，所培養(yǎng)的菌液按照體積比例3：1混合得到復(fù)合種子液；
（3）步驟（1）制備的除菌液泵入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添加除菌液質(zhì)量1.5%的粉狀活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45-50℃，脫色30分后濃縮、所述濃縮參數(shù)為：溫度60－70℃，真空度為-0.1kpa，一次結(jié)晶獲得粗晶體；將粗晶體分離純化，脫色、離子交換，二次結(jié)晶，分離，干燥，篩分精制；
（4）取上述步驟（3）提取步驟產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，自然沉降固液分離，獲得沉降物與上清液，將上清液排入進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，添加復(fù)合微生物菌劑深度處理后達(dá)標(biāo)排放。
所述復(fù)合微生物菌劑的活性成分包括下列重量份的原料：
酵母菌10份、枯草芽孢桿菌7份、巨大芽孢桿菌6份、反硝化菌5份、銅綠假單孢菌5份、紅球菌4份、黃孢原毛平革菌3份。
所述酵母菌為酵母菌（Candida santamariae）CGMCC NO 2959(CN101629144A)；
所述枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）CGMCC NO 2947(CN101838621A)；
所述巨大芽孢桿菌為巨大芽孢桿菌（Bacillus megatherium）CGMCC No：1487(CN101074421A)；
所述反硝化菌為反硝化菌（Paracoccus pantotrophus）ATCC 35512；
所述銅綠假單孢菌為銅綠假單孢菌（Pseudomonas aeruginosa）ATCC15442；
所述紅球菌為紅球菌（Rhodococcus rhodochrous） ATCC 15906；
所述黃孢原毛平革菌為黃孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）ATCC 24725。
將以上酵母菌、枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、反硝化菌、銅綠假單孢菌、紅球菌、黃孢原毛平革菌按照常規(guī)培養(yǎng)濃度均控制在2×108個(gè)/克，所培養(yǎng)的菌液按照質(zhì)量比例混合得到液體菌劑；
取上述液體菌劑與載體攪拌混合，以殼聚糖為載體，按照菌劑：載體為1：1的重量比混合。干燥：將混合好物料進(jìn)行干燥，干燥溫度為20-50℃，干燥后含水量為20-30％；檢驗(yàn)、包裝：按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，成品按重量進(jìn)行包裝，即得固體菌劑。
按每立方米釜底料每次投加微生物固體菌劑20克，每天投加1次，連續(xù)投加一周，最后靜置3天，將液體排出。
實(shí)施例2：實(shí)施例1制備的益生菌劑效果試驗(yàn)：
試驗(yàn)用豬為杜洛克
對(duì)照組飲用自來水；試驗(yàn)組飲用1% 益生菌劑水溶液（重量比），平均始重24．2 kg，試驗(yàn)組和對(duì)照組用豬各20 頭，隨機(jī)分組，同樣條件飼養(yǎng)98 d，生長情況如下：
實(shí)驗(yàn)組豬生長能力明顯高于對(duì)照組，飼養(yǎng)期間實(shí)驗(yàn)組發(fā)生腹瀉、便秘等消化道疾病明顯減少，糞便臭味也明顯降低，蚊蠅數(shù)量也比對(duì)照組少，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。
實(shí)施例3 處理廢水效果實(shí)例
取阜豐生產(chǎn)車間，谷氨酸提取廢水，按照實(shí)施例1方法釜底料進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，利用50L水桶作為試驗(yàn)設(shè)備并帶攪拌，分別取30L，加入兩個(gè)桶中，調(diào)pH為7.0，水溫20℃，取樣測定COD、氨氮、總氮數(shù)據(jù)；對(duì)照組不添加生物制劑，實(shí)驗(yàn)組添加實(shí)施例1中生物制劑，按每立方米釜底料每次投加生物制劑20克，每天投加1次，連續(xù)投加一周后，取樣測定COD、氨氮、總氮數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后的廢水完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
以上列舉的僅是本發(fā)明的最佳具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。