专利名称：：赖氨酸发酵废液的处理工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及工农业生产排放物的处理和/或再利用
技术领域：
，具体的，本发明涉及氨基酸发酵，尤其是赖氨酸发酵行业发酵废液的处理和综合利用方法。
背景技术：
：近年来，国内氨基酸发酵行业发展迅速，特别是作为动物伺料添加剂的赖氨酸，不仅满足了国内需求，还出口到国外。经济发展的同时，也带来了新的问题_一环境污染，发酵废液的排放对环境造成极大的污染。尽管在此方面进行了不少探索和努力，取得了一定成果，但尚存在投资大、效果不理想或运转费用高等问题。许多赖氨酸工厂由于发酵废液无法合理处理，迫使工厂限产，甚至停产。发酵废液的处理己成为制约赖氨酸发酵生产企业发展的一个难题。赖氨酸发酵废液包括赖氨酸发酵液除菌体、提取赖氨酸后的废液，也称EF液，是高浓度废水。具有高COD、BOD5、SOD2-和NH3-N及低pH值的特点。对于此类废液，由于含有大量的S042，nNH4+，无法进行厌氧处理，好氧处理难以达到处理标准。物理和化学方法成本太高，企业难以承担。国内外一直未有好的解决办法。李月中，刘康怀[李月中，刘康怀，高负荷好氧生物处理味精废水试验研究，2001，21(1):7780]等采用德国Clausthal工科大学物相传递研究所于80年代发明的HCR工艺(HighPerformanceCompactReactor)处理谷氨酸发酵废液，取得了一定的效果，但应用于赖氨酸发酵废液的处理并不理想。而且HCR工艺动力消耗较大，没有产生效益的环节。近年来，本发明人以此为课题进行了大量实验，通过将发酵废液喷浆造粒，成功地生产出赖氨酸的重量百分比含量在7.0%以上的颗粒复合肥，其主要成分是多种氨基酸的硫酸盐，总氨基酸含量在40%以上。从而降低了废水中各项污染物指标，使得到的废水通过常规的生化处理即可达到废水处理标准；与此同时，所述的发酵废液经过处理后，制成了经济价值较高的复合肥，实现了在保护环境的同时综合利用资源的目标，有利于赖氨酸工业持续发展，从而完成了本发明。
发明内容本发明的目的是提供了一种处理赖氨酸废水的方法，以实现在保护环境的同时，对赖氨酸废水进行综合利用的目标。本发明处理赖氨酸发酵废液的方法包括将赖氨酸发酵废液进行浓縮、结晶、离心、喷浆造粒、除尘洗涤、静电处理及有机废水处理的步骤。具体的，本发明处理赖氨酸发酵废液的方法包括将赖氨酸发酵废液经过减压浓縮、硫酸铵结晶、离心分离和喷浆造粒，制备得到颗粒状的、含有多种氨基酸的复合肥，以及常规的废水、废气处理步骤。本发明方法中，所得到的含有多种氨基酸的复合肥的主要成分是氨基酸的硫酸盐；该复合肥中赖氨酸的重量百分比含量在7.0%以上，例如为7.3-7.5%;该复合肥中各种氨基酸的总量在40(重量)％以上，优选在44(重量)％以上。更具体的，本发明提供了处理赖氨酸发酵废液的方法，该方法包括以下步骤(1)减压浓縮将赖氨酸发酵废液减压浓縮至废液浓度为20Be。以上，所产生的冷凝水进入好氧处理系统进行处理；(2)硫酸铵结晶浓縮后的废液在608(TC条件下自然结晶，析出(NH4)2S04，然后离心分离，得到(NH4)2S04晶体和废水；(3)喷浆造粒将分离硫酸铵后的废水进行喷浆造粒，制备得到颗粒状的、含有多种氨基酸的复合肥；(4)对以上步骤获得的废水和废气进行处理。本发明的方法中，其中所述赖氨酸发酵废液的减压浓縮优选采用四效浓縮，所述四效浓縮的条件如下一效0.04MPa，99~102°C;二效0.06MPa，8892°C;三效0.08MPa，75~78°C;禾口四效O駕Pa，60~62。C。进行上述浓縮后所得到的浓縮液的浓度大于20Be°，优选为大约2030Be°，其中固形物含量接近50%左右。所述赖氨酸发酵废液减压浓縮步骤所产生的冷凝水的COD^为1000mg/L左右，NH3-N为80mg/L左右("CODcr"为用重铬酸钾法测量得到的COD值)。本发明方法中，其中所述赖氨酸发酵废液浓縮液的结晶步骤是在60~80°C条件下自然结晶，析出(NH4)2S04晶体。本发明方法中，其中的喷浆造粒工艺可采用0.30.5MPa的压縮空气将废水喷成雾状，粘附于造粒机中形成料墓的小颗粒上，与热风炉中的热风在造粒机中混合，采用30050(TC的高温瞬间干燥液体薄膜，形成直径14mm的含有多种氨基酸的颗粒复合肥。所述的产品经干燥、筛分后，不合格品可在破碎后返回造粒机重新造粒。本发明方法中，其中所述的喷浆造粒步骤可采用回转式喷浆造粒机进行，所述造粒机的转速在45rpm左右为宜。本发明方法中，其中所述废水、废气的处理步骤包括(1)除尘洗涤将喷桨造粒工序产生的大量废气送入洗涤塔，用水或发酵废液进行除尘洗涤，优选用发酵废液进行除尘洗涤；(2)静电处理将洗涤后的废气通入同极距为200300mm间距的板线高压电场，进行静电处理，得到清洁的气体和有机废水；(3)有机废水处理经过静电处理后富集的有机废水与浓縮步骤产生的冷凝水一起进行好氧生化处理，得到符合生化处理标准的清洁水。优选的，本发明提供了处理赖氨酸发酵废液的方法，该方法包括以下步骤1、减压浓縮将赖氨酸发酵废液减压浓縮，优选进行四效浓縮，负压蒸发浓縮后废液的浓度为大约2030Be°，其中的固形物含量接近50%左右，产生的冷凝水的COD。r为1000mg/L左右，NH3-N为80mg/L左右，进入好氧处理系统进行处理；2、硫酸铵结晶浓縮后的赖氨酸发酵废液在608(TC条件下自然结晶，析出(NH4)2S04;然后离心分离得到(NH4)2S04晶体和废水；3、喷浆造粒将分离硫酸铵后的赖氨酸发酵废液废水进行喷浆造粒，用0.30.5MPa的压縮空气将废水喷成雾状，粘附于造粒机中形成料墓的小颗粒上，与热风炉中的热风在造粒机中混合，采用300500。C的高温瞬间干燥液体薄膜，形成直径14mm的含有多种氨基酸的颗粒复合肥；4、除尘洗涤使上述喷浆造粒工序中产生的大量废气进入洗涤塔，用发酵废液进行洗涤，除去其中的大颗粒物质，同时进行热交换，降低废气温度；5、静电处理将洗涤后的废气采用常规的静电处理设备进行处理，例如通入同极距为200300mm间距的板线高压电场，进行静电处理，得到清洁的气体和有机废水；6、有机废水的处理经过静电处理后富集的废水与浓縮步骤产生的冷凝水合并，经过好氧生化处理后，形成H20和C02，得到符合生化处理标准的清洁水。更具体地，本发明处理赖氨酸废水的方法包括以下步骤1、减压浓縮将赖氨酸发酵废液减压浓縮，优选进行四效浓縮，更优选四效浓縮的条件如下一效0.04MPa，99~102°C;二效0.06MPa，88~92°C;三效0.08MPa，7578°C;和四效0.9MPa，6062°C;负压蒸发浓縮后的浓度为大约2030Be。，固形物含量接近50%左右，产生的冷凝水的CODer为1000mg/L左右，NH3-N为80mg/L左右，进入好氧处理系统进行处理；2、硫酸铵结晶浓縮后的上述EF液在608(TC条件下自然结晶，析出(NH"2S04;然后采用常规的离心分离设备进行离心分离，分离得到(NH4)2S04晶体和废水，所得到的晶体可作为赖氨酸发酵的原料供发酵车间使用，所得到的废水进入下一步骤；3、喷浆造粒将分离硫酸铵后的EF液进行喷浆造粒。此步骤可采用0.3~0.5MPa的压縮空气喷成雾状，粘附于造粒机中形成料墓的小颗粒上，与热风炉中的热风在造粒机中混合，采用30050(TC的高温瞬间干燥液体薄膜，形成直径14mm的颗粒复合肥，其主要成分是多种氨基酸的硫酸盐；此步骤的喷浆造粒工序可使用造粒机进行，优选的，可采用内部设置抄板的回转式喷浆造粒机进行，所述造粒机的转速在45rpm左右为宜。在喷浆造粒工艺中，所得到的颗粒产品经干燥、筛分后，不合格的产品部分可在破碎后返回造粒机重新造粒。4、除尘洗涤上述喷浆造粒工序中，产生了大量废气，废气中含有粉尘和气溶胶，使这些废气进入洗涤塔，用水或发酵废液进行洗涤，除去其中的大颗粒物质，同时进行热交换，降低废气温度，优选使用发酵废液进行洗涤。5、静电处理将洗涤后的废气通入同极距为200~300mm间距的板线高压电场，进行静电处理，得到清洁的气体和有机废水；在所述的电场内，没有被洗涤掉的小颗粒粉尘、气溶胶颗粒在电离气体的作用下被带上电荷，相异极板运动，聚集成大颗粒，在重力作用下，流向集水槽，进入有机废水处理工序。6、有机废水的处理经过静电处理后富集的废水，含有大量有机物，将其与浓縮步骤产生的冷凝水合并，经过好氧生化处理后，形成H20和C02，得到符合生化处理标准的清洁水。本发明方法所采用的造粒机可以是用于此目的的常规设备，优选使用内部设置抄板的回转式喷浆造粒机，例如生产厂家为三门峡化工机械厂，型号为04250X14的回转式喷桨造粒机，其特征在于该造粒机内部设置了三种抄板携抄板、锯齿形抄板和升举式抄板，随着造粒机的转动，抄板可将物料扬起，形成料幕，有利于造粒和干燥。本发明的上述工艺流程如附图1所示。本发明是目前处理赖氨酸发酵废液较为理想的方法，赖氨酸发酵废液经过本发明处理后，解决了环境污染问题，废水处理可以达到国家标准，同时还获得了经济价值较高的复合肥，其经济效益、环境效益和社会效益都相当明显。而且，由于得到的硫酸铵结晶可作为发酵原料供发酵车间使用，也节约了赖氨酸生产的成本。本发明体现了资源循环综合利用的经济发展模式，符合循环经济的发展规律。如果赖氨酸生产企业采用本处理方法，在减少大量污染物排放的同时，又创造了可观的经济效益，有利于赖氨酸工业的持续发展。本发明的技术已经在长春大成生化科技有限公司进行了生产规模的实验。该公司的赖氨酸生产中，由于发酵废液无法合理处理，迫使工厂限产。采取本发明处理后，发酵废液得到了彻底处理，生产得到保障，并且可以毫无障碍地扩大生产规模。图l是本发明赖氨酸发酵液废液的废水处理及综合利用流程示意图。具体实施例方式下面结合实施例对本发明进行进一步的说明，但不以任何方式限制本发明的保护范围。实施例赖氨酸发酵废液的处理和综合利用本实施例按照本发明的方法对赖氨酸发酵废液进行处理，所述步骤和流程如附图1所示。赖氨酸废水的处理1、赖氨酸废水的浓縮将300mS赖氨酸发酵废液经四效蒸发，各效蒸发的条件是一效0.04Mpa,99~102°C;二效0.06Mpa，88~92°C;三效0.08Mpa，7578°C;四效0.9Mpa，，60~62°C。蒸发出料的固形物含量60%左右，浓縮液40m3，产生冷凝水为260m3，冷凝水进入好氧处理系统进行常规的生化处理，得到符合生化处理标准的清洁水。2、硫酸铵结晶浓縮后的赖氨酸发酵废液，在温度为608(TC的条件下，自然结晶析出硫酸铵，然后采用常规的离心分离设备进行分离，得到硫酸铵结晶12吨，硫酸铵的纯度在90%以上，同时得到提取硫酸铵后的EF液28m3。3、喷漿造粒将上述提取硫酸铵后的EF液用三门峡化工机械厂生产的，型号为04250X14的回转式喷浆造粒机进行喷浆造粒，得到含有多种氨基酸的复合肥料14吨。喷桨造粒的具体条件是在0.3~0.5MPa的压縮空气喷成雾状，在30050(TC的高温瞬间干燥成薄膜，形成直径14mm的颗粒复合肥，其中所含有的各种氨基酸及其重量百分比含量见下表.*<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>4、废气处理喷浆造粒以及其它生产过程中产生的大量废气送入洗涤塔进行除尘洗涤，用发酵废液作为洗涤液进行洗涤。将洗涤后的废气通入静电处理装置进行静电处理，该装置的同极距为200~300mm间距的板线高压电场。静电处理后得到清洁的气体。5、废水处理由上述各步骤得到的有机废水与蒸发浓縮步骤得到的冷凝水合并，一起进行生化处理，得到达到符合环境保护标准要求的清洁水。效益分析1、直接经济效益以年产赖氨酸30万吨的工厂为例，每年可获得复合肥3万吨，每吨纯利润约300元，仅此一项每年可得纯利润约900万元。2、间接经济效益(1)由赖氨酸发酵废液得到的硫酸铵结晶用作氨基酸发酵原料，可降低氨基酸的生产成本；(2)每年可减少约70万吨含赖氨酸废水的排放，避免了发酵废液对水体的污染，缓解了生产厂家环境治理的压力，其间接的经济效益非常显著。以上已详细描述了本发明的实施方案，对本领域技术人员来说很显然可以做很多改进和变化而不会背离本发明的基本精神。所有这些变化和改进都在本发明的保护范围之内。权利要求1、一种赖氨酸发酵废液的处理方法，该方法包括将赖氨酸发酵废液经过减压浓缩、硫酸铵结晶、离心分离和喷浆造粒制备得到颗粒状的、含有多种氨基酸的复合肥。2、按照权利要求l所述的方法，其中所述复合肥中的多种氨基酸是所述氨基酸的硫酸盐，所述多种氨基酸的重量百分比含量在40%以上，优选在44%以上。3、按照权利要求l所述的方法，其中所述复合肥中的多种氨基酸包括十几种氨基酸，其中主要有赖氨酸、丙氨酸、胱氨酸、谷氨酸、缬氨酸、甘氨酸等。4、按照权利要求l-3任意一项所述的方法，其中所述方法包括以下步骤(1)减压浓縮将赖氨酸发酵废液减压浓縮至废液浓度为20Be。以上，所产生的冷凝水进入好氧处理系统进行处理；(2)硫酸铵结晶浓縮后的废液在608(TC条件下自然结晶，析出(NH4)2S04，然后离心分离，得到(NH4)2S04晶体和废水；(3)喷浆造粒将分离硫酸铵后的废水进行喷浆造粒，制备得到颗粒状的、含有多种氨基酸的复合肥；(4)对以上步骤获得的废水和废气进行处理。5、按照权利要求4所述的方法，其中所述赖氨酸发酵废液的减压浓縮优选采用四效浓縮，浓縮后废液的浓度为大约20~30Be°，其中固形物含量在50%左右；其中所述赖氨酸发酵废液减压浓縮步骤所产生的冷凝水的COD^为1000mg/L左右，NH3-N为80mg/L左右。6、按照权利要求5所述的方法，其中所述四效浓縮的条件如下一效0.04MPa，99102°C;二效0.06MPa，88~92。C;三效0.08MPa，7578°C;和四效0.9MPa，60~62°C。7、按照权利要求4所述的方法，其中所述的喷浆造粒工艺采用0.3~0.5MPa的压縮空气将废水喷成雾状，使其粘附于造粒机中形成料墓的小颗粒上，与热风炉中的热风在造粒机中混合，采用30050(TC的高温瞬间干燥液体薄膜，形成直径14mm的含有多种氨基酸的颗粒复合肥；喷浆造粒过程中所得到的不合格品可在破碎后返回造粒机重新造粒。8、按照权利要求4所述的方法，其中所述的喷浆造粒步骤可采用回转式喷浆造粒机进行；所述造粒机的转速在45rpm左右为宜。9、按照权利要求4所述的方法，其中所述废水、废气的处理步骤包括(1)除尘洗涤将喷浆造粒工序产生的大量废气送入洗涤塔，用水或发酵废液进行除尘洗涤；(2)静电处理将洗涤后的废气通入同极距为200~300mm间距的板线高压电场，进行静电处理，得到清洁的气体和有机废水；(3)有机废水处理经过静电处理后富集的有机废水与浓縮步骤产生的冷凝水一起进行好氧生化处理，得到符合生化处理标准的清洁水。10、按照权利要求9所述的方法，其中所述的除尘洗涤工艺优选采用赖氨酸发酵废液作为洗涤液对废气进行洗涤。全文摘要本发明提供了一种处理赖氨酸发酵废液的方法，解决了妨碍赖氨酸生产企业发展的难题。该方法主要的工艺流程是使废液经过浓缩、结晶、喷浆造粒、洗涤除尘、静电处理和生化处理等工序，从中回收硫酸铵做为发酵的原料，得到经济价值较高的复合肥，同时使处理后的废水、废气达到国家标准，实现了赖氨酸发酵液废液的综合利用。本发明还公开了一种喷浆造粒所需要的设备。按照本发明的技术和设备处理赖氨酸发酵废液既有利于环境保护，又可以变废为宝，获得了良好的经济效益和社会效益。文档编号C05C3/00GK101337729SQ200710127589公开日2009年1月7日申请日期2007年7月3日优先权日2007年7月3日发明者王德辉,贾冬舒申请人:长春大成实业集团有限公司