1 味精廢水的污染治理現(xiàn)狀及其特點(diǎn)

1.1 味精廢水的污染及治理現(xiàn)狀

味精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量很大，處理比較困難。據(jù)報(bào)道，每生產(chǎn)1t味精，大約要排出10-15t提取谷氨酸后的母液，全國每年要排放1000多萬t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)味精廢水的治理進(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，大多數(shù)味精廠無法承受，不得不長期維持超標(biāo)排放的現(xiàn)狀。

1.2 味精廢水的特點(diǎn)

味精生產(chǎn)過程中排放的低濃度及中等濃度的廢水(CODCr=800-3000mg/L)，如淘米水、洗布水、離交沖柱水及精制沖洗水等，治理起來相對(duì)容易，對(duì)環(huán)境的污染也較小。

通常所說的味精廢水是指味精發(fā)酵液提取谷氨酸后排放的母液。由于谷氨酸的提取工藝不同，排放的廢水水質(zhì)也有所差別。但大多都具有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)。味精廢水中含有許多寶貴的資源。據(jù)報(bào)道，廢水中殘留的谷氨酸約為1.2%-1.5%，甚至可以高達(dá)2%，占發(fā)酵醪液中谷氨酸含量的20%-25%。

廢水中含有的大量菌體是*蛋白源，粗蛋白含量約占70%-80%。這些有用物質(zhì)白白排放，每年造成約10多億元人民幣的損失。因此，根據(jù)味精廢水的特點(diǎn)，須采取切實(shí)有效的措施，對(duì)其進(jìn)行綜合治理。在減小廢水對(duì)環(huán)境造成污染的同時(shí)，回收廢水中的菌體蛋白，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1.3 味精廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

GB8978-96對(duì)味精行業(yè)規(guī)定的污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:pH=6-9；色度≤80倍；SS≤200mg/L；BOD5≤150mg/L；COD≤300mg/L；NH3-N≤25mg/L。

2 電滲析法處理味精廢水工藝流程

2.1 電滲析技術(shù)原理及其特點(diǎn)

電滲析(ED)技術(shù)是將陰、陽離子交換膜交替排列于正負(fù)電極之間，并用特制的隔板將其隔開，組成除鹽淡化和濃縮兩個(gè)系統(tǒng)，利用離子交換膜的選擇透過性，來達(dá)到溶液濃縮、淡化、精制和提純的一種膜分離技術(shù)。其原理，在直流電場(chǎng)作用下，以電位差為推動(dòng)力，原水中陽離子向陰極遷移，淡化室中的陽離子透過陽膜進(jìn)入濃縮室，但濃縮室中的陽離子受阻于陰膜而留下；同時(shí)，原水中陰離子向陽極遷移，淡化室中的陰離子透過陰膜進(jìn)入濃縮室，但濃縮室中的陰離子受阻于陽膜而留下；于是從淡化室和濃縮室可分別得到淡化液和濃縮液。電滲析技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):① 能量消耗低。② 藥劑耗量少，環(huán)境污染小。③ 對(duì)原水含鹽量變化的適應(yīng)性強(qiáng)。④ 操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。⑤ 設(shè)備緊湊耐用，預(yù)處理簡單。&水的利用率高。但它也存在不足，即在運(yùn)行過程中易發(fā)生濃差極化而產(chǎn)生結(jié)垢等。

2.2 工藝流程

味精是一種被廣泛使用的食品增鮮劑，國內(nèi)有200多家味精廠(車間)，味精的年產(chǎn)量15萬t以上，每生產(chǎn)1t味精將產(chǎn)生25～30m3的高濃度有機(jī)廢水，因此，每年排出的味精廢水總量達(dá)4×106m3以上。味精廢水水量大，有機(jī)物含量高、COD達(dá)20～30g/L，懸浮物及氨氮含量高，pH值低、處理難度極大。我國從70年代末就開始研究味精廢水的處理方法，至今尚未有很大突破，其問題的關(guān)鍵就在于味精廢水中Cl-的濃度極高，一般冷凍等電點(diǎn)法生產(chǎn)味精排出的廢水中氯離子的含量達(dá)10～30g/L。對(duì)厭氧處理過程產(chǎn)生了抑制，研究表明:當(dāng)Q(Cl-)<6g/L時(shí)，Cl-對(duì)厭氧過程的抑制作用將不明顯。因此，為了使廢水中Cl-的質(zhì)量濃度降至6g/L以下，采用電滲析法，然后再用隔板式厭氧生物反應(yīng)器(BAR)進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)的味精廢水處理工藝流程如下:味精廢水→預(yù)處理→電滲析→厭氧→好氧。

2.3 廢水水樣分析及預(yù)處理

1)水質(zhì)分析。實(shí)驗(yàn)所取廢水為某味精廠的發(fā)酵母液。其水質(zhì)PH=3.2g/L，GA=14.22g/L，Cl-=16.776g/L，CODCr=33.880g/L，SS=3.894g/L，TN=8.334g/L，NH3-N=2.774g/L，總糖=6.587g/L，還原糖=5.445g/L。

2)預(yù)處理。味精廢水中含有大量菌體，菌體中蛋白含量在50%以上。采用加熱法可使蛋白質(zhì)變性凝聚，以除去廢水中的菌體。將廢水加熱到不同的溫度，靜置10min后取上清液，用721型分光光度計(jì)測(cè)定透光率，結(jié)果加熱到77～80℃時(shí)，可使菌體變性凝聚，廢水變得透明。經(jīng)超濾后，透光率可達(dá)95%。

3 味精廢水治理技術(shù)的發(fā)展展望

要徹底地治理味精廢水造成的污染，清潔生產(chǎn)和綜合利用是發(fā)展的趨勢(shì)。一方面，須改進(jìn)味精生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀，積極探索研究新工藝、新方法，大力推廣清潔生產(chǎn)，從源頭上遏制污染的產(chǎn)生；另一方面，對(duì)產(chǎn)生的味精廢水須處理和利用相結(jié)合，盡可能提取廢水中有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙豐收。

對(duì)于前者，味精閉路循環(huán)等生產(chǎn)工藝已經(jīng)闖出了很好的路子，進(jìn)一步完善后必然會(huì)有更好的應(yīng)用前景。對(duì)于后者，尚需開發(fā)一些工藝更簡單、回收效率更高、能耗更低、無二次污染的綜合利用工藝。從多年的生產(chǎn)、試驗(yàn)和研究結(jié)果看來，單獨(dú)采用某一種方法治理難以達(dá)到滿意的效果。在味精廢水的治理中，須根據(jù)生產(chǎn)的工藝、廢水的水質(zhì)水量、當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境以及回收利用的情況，聯(lián)合采用物理的、化學(xué)的以及生物的方法，并進(jìn)行優(yōu)化組合，方可實(shí)現(xiàn)味精廢水的綜合治理。