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一种L-精发酵废液的处理方法

阅读:603发布:2020-05-15

专利汇可以提供一种L-精发酵废液的处理方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于 氨 基酸 发酵 废 水 处理 技术领域,公开了一种L-精氨酸发酵废液的处理方法,其包括如下步骤:步骤1)制备 微 生物 载体,步骤2)制备微生物制剂,步骤3) 微生物处理 。本发明处理废液的方法简单可行,效果好,成本低廉,容易被企业所接受。,下面是一种L-精发酵废液的处理方法专利的具体信息内容。

1. 一种L-精发酵废液的处理方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1)制备生物载体,步骤2)制备微生物制剂,步骤3)微生物处理
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1)制备微生物载体:
(1)按照重量份称取下述各原料备用,其中,20-30份,10-12份,高岭土8-10份,沸石粉3-5份,甲壳素2-3份,胶粉1-2份;
(2)将褐煤破碎机进行破碎,然后添加高岭土,混合均匀,研磨至100目的粉末,即为物料1;
(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化溶液,搅拌均匀,然后350℃焙烧3小时,得到物料2;
(4)将水,物料1,物料2,甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中,500转/min搅拌10min,静置30min,然后200转/min搅拌3min,最后置于60℃烘干至水分含量为5%,即得微生物载体;
步骤2)制备微生物制剂:
7
将枯草芽孢杆菌,鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10个/ml的
5
菌液,将斜生栅藻培养至浓度为1×10个/ml的藻液,将上述培养的枯草芽孢杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液以及斜生栅藻液按照5:3:2:1的体积比混合,静置6小时,得到混合液体;将混合液体与步骤1)制备的微生物载体按照1:2的质量比混合搅拌均匀,室温发酵24-36h,干燥至含水量为10%,即得;
步骤3)微生物处理:
调节L-精氨酸发酵废液的pH为7-7.5,然后按照5g微生物制剂:1立方米废液的添加量添加微生物制剂,再静置六天,排出。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,优选地,所述沸石粉和硅胶粉的粒径均为
200目,所述甲壳素的粒径为50目。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为CGMCC NO:2947,所述鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii) 为ATCC 19606,所述鞘氨醇单孢菌(Sphingomonas sp.)为CGMCC NO.4589,所述斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为CGMCC No.8015。

说明书全文

一种L-精发酵废液的处理方法

[0001]

技术领域

[0002] 本发明属于氨基酸发酵废处理技术领域,具体涉及一种L-精氨酸发酵废液的处理方法。

背景技术

[0003] 精氨酸(arginine,Arg)化学学名:2-氨基-5-胍基-戊酸,是一种脂肪族的性的含有胍基的极性α氨基酸,在生理条件下带正电荷;L-精氨酸是蛋白质合成中的编码氨基酸。对于哺乳动物,精氨酸被分类为半必要或条件性必要的氨基酸,视乎生物的发育阶段及健康状况而定,天然品大量存在于鱼精蛋白中,亦为各种蛋白质的基本组成。
[0004] L-精氨酸被科学家誉为“神奇分子”,其为碱性氨基酸之一,对于健康的成人来讲,为非必须氨基酸,但精氨酸是维持婴幼儿生长发育必不可少的氨基酸;是氨酸循环的中间代谢物,能促使氨转变成为尿素,从而降低血氨含量,当机体发育尚未成熟或身体应激条件下,如缺乏精氨酸,机体便不能完成生理机能;病人缺乏精氨酸会引起血氨过高甚至昏迷,婴儿缺乏精氨酸则不能正常发育和成长。自1998年诺贝尔医学奖认同了L-精氨酸的医学功效后,L-精氨酸引起了医疗药剂领域疯狂的兴趣,美国哥伦比亚大学曾将其比喻为心血管系统的“神奇子弹”;L-精氨酸的发现使心脏病、免疫功能、肥胖症、基因成长缺乏、高血压、性能减退及人类老化等症状的治疗获得了很大的改善。
[0005] 随着近几年氨基酸行业的快速发展,对氨基酸的需求猛增,我国已成为全球最大的氨基酸生产国。在氨基酸生产中,由于冲洗膜虑设备的高浓度废水中含有较高的氨氮,如何脱氮是其核心问题,对此废水的处理目前没有较好的办法。中国专利CN104222704A以及CN104261947A分别用发酵废水制备了饲料以及肥料等,上述方法设计独特,适合具备肥料或饲料生产资质和能力的企业。
[0006] 传统的脱氮工艺常常将缺区和好氧区分开,如前置反硝化、后置反硝化、A/O法、2
AO法、SBR等,但是由于硝化菌生长速率较慢,限制了脱氮效率的提高,细菌固定可靠性差以及反硝化时源不足等缺点未能推广。同时,硝化与反硝化的进程也较难控制,而且传统的工艺还存在着基建投资大、运行费用高、能量浪费和排放温室气体等一系列的弊端。但好氧反硝化菌、异养硝化菌的发现及好氧反硝化、异养硝化和自养反硝化的研究进展为同时硝化和反硝化奠定了理论基础。定向构建能在同一反应装置内同时进行生化/硝化/反硝化作用的高效微生物菌群,其中包括筛选和富集适应发酵高浓度生产废水、有降解优势的特效好氧反硝化菌株,达到整个微生物菌种之间形成物质相互利用的微循环,让COD作为生化/硝化/反硝化反应中必须碳源的被利用,全面提高污水处理的生物能效。因此在好氧条件下进行同时硝化反硝化(SND)的技术成为当今生物脱氮开辟了新的技术。
[0007] 生物技术处理发酵废水,其具备成本低廉,不会造成二次污染等优点,但是存在微生物配伍不合理,处理效率低下,以及微生物载体存在内部传质差,不易透光,比表面积小,使用寿命短等缺陷;生物制剂需要投放的次数多,增加了成本,而且投放量大,产生的污泥量大,不容易处理。
[0008]

发明内容

[0009] 本发明的目的是针对传统工艺的不足,提供了一种L-精氨酸发酵废液的处理方法,该方法处理效果佳,使用寿命长,成本低廉,减轻了企业负担,带来了巨大的经济效益和环保效益。为了实现本发明目的,采用如下技术方案:为了实现本发明目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种L-精氨酸发酵废液的处理方法,其包括如下步骤:
步骤1)制备微生物载体,步骤2)制备微生物制剂,步骤3)微生物处理
[0010] 具体地,包括如下步骤:步骤1)制备微生物载体:
(1)按照重量份称取下述各原料备用,其中,水20-30份,10-12份,高岭土8-10份,沸石粉3-5份,甲壳素2-3份,胶粉1-2份;优选地,沸石粉和硅胶粉的粒径均为200目,甲壳素的粒径为50目;
(2)将褐煤破碎机进行破碎,然后添加高岭土,混合均匀,研磨至100目的粉末,即为物料1;
(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化溶液,搅拌均匀,然后350℃焙烧3小时,得到物料2;
(4)将水,物料1,物料2,甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中,500转/min搅拌
10min,静置30min,然后200转/min搅拌3min,最后置于60℃烘干至水分含量为5%(重量份数),即得微生物载体;
步骤2)制备微生物制剂:
7
将枯草芽孢杆菌,鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10个/ml的
5
菌液,将斜生栅藻培养至浓度为1×10个/ml的藻液,将上述培养的枯草芽孢杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液以及斜生栅藻液按照5:3:2:1的体积比混合,静置6小时,得到混合液体;将混合液体与步骤1)制备的微生物载体按照1:2的质量比混合搅拌均匀,室温发酵24-36h,干燥至含水量为10%(重量份数),即得。
[0011] 步骤3)微生物处理:调节L-精氨酸发酵废液的pH为7-7.5,然后按照5g微生物制剂:1立方米废液的添加量添加微生物制剂,再静置六天,排出。
[0012] 本发明所述菌种和藻类均可以从保藏中心等商业途径购买得到。
[0013] 本发明所述的菌种和藻类均可通过常规的培养方法得到所需浓度的菌液或藻液,此并非本发明的创新点,限于篇幅,并不一一赘述。
[0014] 本发明取得的有益效果主要包括:本发明处理发酵废水的方法简单可行,成本低廉,处理效果好;
本发明提供的载体,采用不同粒径的原料,不仅能够扩大载体的比表面积,而且具有抗拉强度大、分布均匀、比表面积大,使用寿命长等特点;
本发明提供的载体能够大大提高微生物的附着量,增加整体附着的生物膜量,反应槽中的微生物浓度得以提高,并且能够减少污泥产生量;
本发明提供的载体提供的厌氧、缺氧和好氧的多样环境的存在可以促进硝化反硝化效果,同时促进污泥的减量化,有利于废液中氨氮等污染物的去除;
本发明的生物制剂将各种能形成优势菌群的菌种和藻类,配制成高效生物制剂,各微生物之间合理配伍,共生协调,互不拮抗,生物量大,繁殖快。
[0015] 本发明生物制剂适于发酵废液处理,便于运输及保存,使用时更容易激活,运行成本低廉。

具体实施方式

[0016] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请具体实施例,对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0017] 实施例1一种L-精氨酸发酵废液的处理方法,其包括如下步骤:
步骤1)制备微生物载体,步骤2)制备微生物制剂,步骤3)微生物处理。
[0018] 具体地,包括如下步骤:步骤1)制备微生物载体:
(1)按照重量份称取下述各原料备用,其中,水20份,褐煤10份,高岭土8份,沸石粉3份,甲壳素2份,硅胶粉1份;其中,沸石粉和硅胶粉的粒径均为200目,甲壳素的粒径为50目;
(2)将褐煤用破碎机进行破碎,然后添加高岭土,混合均匀,研磨至100目的粉末,即为物料1;
(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化钙溶液,搅拌均匀,然后350℃焙烧3小时,得到物料2;
(4)将水,物料1,物料2,甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中,500转/min搅拌
10min,静置30min,然后200转/min搅拌3min,最后置于60℃烘干至水分含量为5%(重量份数),即得微生物载体;
步骤2)制备微生物制剂:
7
将枯草芽孢杆菌,鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10个/ml的
5
菌液,将斜生栅藻培养至浓度为1×10个/ml的藻液,将上述培养的枯草芽孢杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液以及斜生栅藻液按照5:3:2:1的体积比混合,静置6小时,得到混合液体;将混合液体与步骤1)制备的微生物载体按照1:2的质量比混合搅拌均匀,室温发酵36h,干燥至含水量为10%(重量份数),即得。
[0019] 步骤3)微生物处理:调节L-精氨酸发酵废液的pH为7.5,然后按照5g微生物制剂:1立方米废液的添加量添加微生物制剂,再静置六天,排出。
[0020] 实施例2一种L-精氨酸发酵废液的处理方法,其包括如下步骤:
步骤1)制备微生物载体,步骤2)制备微生物制剂,步骤3)微生物处理。
[0021] 具体地,包括如下步骤:步骤1)制备微生物载体:
(1)按照重量份称取下述各原料备用,其中,水30份,褐煤12份,高岭土10份,沸石粉
5份,甲壳素3份,硅胶粉2份;其中,沸石粉和硅胶粉的粒径均为200目,甲壳素的粒径为
50目;
(2)将褐煤用破碎机进行破碎,然后添加高岭土,混合均匀,研磨至100目的粉末,即为物料1;
(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化钙溶液,搅拌均匀,然后350℃焙烧3小时,得到物料2;
(4)将水,物料1,物料2,甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中,500转/min搅拌
10min,静置30min,然后200转/min搅拌3min,最后置于60℃烘干至水分含量为5%(重量份数),即得微生物载体;
步骤2)制备微生物制剂:
7
将枯草芽孢杆菌,鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10个/ml的
5
菌液,将斜生栅藻培养至浓度为1×10个/ml的藻液,将上述培养的枯草芽孢杆菌液,鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液以及斜生栅藻液按照5:3:2:1的体积比混合,静置6小时,得到混合液体;将混合液体与步骤1)制备的微生物载体按照1:2的质量比混合搅拌均匀,室温发酵24h,干燥至含水量为10%(重量份数),即得。
[0022] 步骤3)微生物处理:调节L-精氨酸发酵废液的pH为7,然后按照5g微生物制剂:1立方米废液的添加量添加微生物制剂,再静置六天,排出.
其 中,枯 草 芽 孢 杆 菌 为(Bacillus subtilis)CGMCC NO: 2947( 可 参 见CN101838621A),鲍曼不动杆菌为(Acinetobacter baumanii) 为ATCC 19606(可参见Infect Immun. 2012 Mar;80(3):1015-24),鞘氨醇单孢菌为(Sphingomonas sp.)CGMCC NO.4589(可参见CN102168054A),斜生栅藻为(Scenedesmus obliquus)CGMCC No.8015(可参见CN103484374A)。
[0023] 实施例3本发明效果试验:
以去除发酵菌体、蛋白以及多糖等物质的发酵废液为处理样品进行试验。
[0024] 对照组1:使用硅藻土载体;微生物类型和试验组相同;处理方式:连续投加三天后,每天5g/立方米,再静置六天,检测处理结果见表1。
[0025] 对照组2:载体与实施例2相同,不同之处是,仅添加三种菌,不添加斜生栅藻;处理方式:第一天投加5g/立方米,再静置六天,检测处理结果见表1。
[0026] 试验组:本发明实施例2制备的微生物制剂;处理方式:投加一天后,5g/立方米,再静置六天,检测处理结果见表1。
[0027] 表1处理前(mg/L)处理后(对照组1)(mg/L)处理后(对照组2)(mg/L) 处理后(试验组)(mg/L)
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