如何處理工業(yè)廢水酸洗廢水處理提供解決方案

于酵母菌在不同領(lǐng)域中應(yīng)用方式不同，可將其分為以下2個(gè)類(lèi)別：

　?、侔l(fā)酵型酵母菌。能夠通過(guò)糖類(lèi)發(fā)酵為二氧化碳以及有機(jī)物;

　?、谘趸徒湍妇＞哂休^強(qiáng)的氧化能力而發(fā)酵能力較弱，主要有漢遜酵母、假絲酵母等，可以對(duì)不同有機(jī)物進(jìn)行利用。酵母菌對(duì)有機(jī)物利用的機(jī)理如下：水解酶把大分子有機(jī)物水解成小分子有機(jī)物，并根據(jù)糖酵解進(jìn)行丙酮酸的轉(zhuǎn)化，并產(chǎn)能供給酵母菌。發(fā)酵型酵母菌可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖?氧化型酵母菌能夠把丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶，后轉(zhuǎn)化為水與二氧化碳，由此可以看出在進(jìn)行廢水處理過(guò)程中，氧化型酵母菌的應(yīng)用為關(guān)鍵。

　　2、酵母菌的特點(diǎn)

　　酵母菌具有耐酸性，可形成絮體，繁殖能力較強(qiáng)，并且代謝比較旺盛。一些細(xì)菌對(duì)環(huán)境酸堿性較為敏感，無(wú)法在強(qiáng)酸環(huán)境中生長(zhǎng)，而酵母菌可在強(qiáng)酸下生長(zhǎng)，在pH值為3.0的酸性溶液中依然能夠生長(zhǎng)，并能夠?qū)υ闼M(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)酒精，這在較大程度上能夠?qū)崿F(xiàn)廢水凈化的目的。

　　此外，一些酵母菌不但能夠在酸性溶液中生長(zhǎng)，而且在較大程度上可耐高溫，在pH2.0的環(huán)境中可以對(duì)活性黑B實(shí)施脫色，其特點(diǎn)使酵母菌株可在強(qiáng)酸環(huán)境中進(jìn)行繁殖，若酵母菌沒(méi)有耐酸特點(diǎn)，會(huì)在較大程度上被酸性抑制，無(wú)法達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。此外，酵母菌的耐滲透壓能力比較高，可在水分活度為0.70時(shí)進(jìn)行正常生長(zhǎng)，這表明酵母菌在生長(zhǎng)過(guò)程中能夠適應(yīng)較為惡劣的環(huán)境，并且還可以有效地降解一些較難降解的有機(jī)毒物物質(zhì)。通過(guò)對(duì)酵母菌的深入研究發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)Υ值矸?、苯酚以及甘油酯等物質(zhì)進(jìn)行有效降解，其中酵母菌內(nèi)脫氫酶活性能夠促進(jìn)硫酸根離子的生長(zhǎng)，該離子濃度變化不會(huì)對(duì)酵母菌產(chǎn)生影響，還能夠有效殺滅細(xì)菌，而且在較大程度上能分解有機(jī)質(zhì)。

　　3、食品工業(yè)廢水處理中酵母菌的使用分析

　　3.1 酵母生產(chǎn)法

　　(1)單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)。

　　酵母菌在進(jìn)行單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)過(guò)程中，蛋白質(zhì)量能夠達(dá)到干質(zhì)量的一半，能夠在較大程度上對(duì)B族維生素進(jìn)行有效提取，并在此基礎(chǔ)上也可以提取輔酶A，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。此外，酵母菌在進(jìn)行單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的過(guò)程中有較多特點(diǎn)，比如利用率高、生產(chǎn)率較高以及占地面積較小等。酵母菌通過(guò)蛋白質(zhì)的大量生產(chǎn)，能夠在較大程度上彌補(bǔ)糧食的不足。該方法在我國(guó)主要應(yīng)用于假絲酵母以及啤酒酵母中，通過(guò)將2柱菌株進(jìn)行有效結(jié)合能夠大大提高產(chǎn)量。

　　(2)生產(chǎn)油脂。

　　油脂主要是指微生物分子在特定環(huán)境下，通過(guò)將碳?xì)浠衔镆约疤妓衔镒鳛樘荚串a(chǎn)生的一種油脂，其油脂的生產(chǎn)有一定的周期性，并且生產(chǎn)量較高，不受環(huán)境的影響，在較大程度上具有較高的安全性。

　　(3)酵母菌的分離。

　　主要采用馬丁氏和YPD2種培養(yǎng)基，酵母菌的純化在超凈工作臺(tái)中，將分離平板上的酵母菌單菌落挑取接種于純化培養(yǎng)基上，在28℃環(huán)境中培養(yǎng)3d，接著挑取單菌落接種于純化培養(yǎng)基上培養(yǎng)，并重復(fù)數(shù)次，后得到單一菌落。形態(tài)觀察挑取培養(yǎng)2～3d的單菌落，觀察平板上酵母菌的菌落特征。用美藍(lán)染色酵母菌細(xì)胞，然后用光學(xué)顯微鏡觀察酵母菌的菌體形態(tài)。

　　3.2 酵母菌廢水處理技術(shù)

　　酵母菌廢水處理技術(shù)的主要目的就是對(duì)廢水進(jìn)行有效的凈化，此項(xiàng)技術(shù)是對(duì)能夠在廢水中生長(zhǎng)且可分解有機(jī)質(zhì)的酵母菌菌種進(jìn)行有效混合，通過(guò)好氧方法使酵母菌廢水中的有機(jī)質(zhì)實(shí)施利用與分解，對(duì)廢水中的COD進(jìn)行有效降低，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。此外，由于廢水中有混合菌種，進(jìn)入沉降池后通過(guò)酵母菌分離出固體，能夠使廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。酵母菌廢水處理技術(shù)具有較多的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)比如投資小、污染少、需要場(chǎng)地小以及后續(xù)處理簡(jiǎn)單等。我國(guó)在對(duì)酵母菌進(jìn)

含有機(jī)物和至少3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的總?cè)芙庑怨腆w物的廢水;所含鹽類(lèi)多以Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等可溶性無(wú)機(jī)鹽物質(zhì)為主。水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的頒布，對(duì)全面控制污染物排放，狠抓工業(yè)污染防治尤其是對(duì)高鹽廢水處理提出更高要求。因此探索行之有效的處理系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)階段廢水處理的熱點(diǎn)研究之一。

　　1、高鹽廢水處理現(xiàn)狀

　　1.1 處理工藝方法

　　目前，高鹽廢水主要采用生物法和非生物法兩種處理方式。生物法主要包括普通活性污泥和生物膜等傳統(tǒng)方法，可去除廢水中有機(jī)物;但由于生物法處理系統(tǒng)與選用工況條件及含鹽水質(zhì)特點(diǎn)有關(guān)。高鹽廢水環(huán)境下的微生物生物代謝處理功能喪失而易失效。非生物法包括蒸發(fā)、焚燒、膜分離、離子交換、電解法等方法。這些處理方法的缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用高、易腐蝕、易堵塞、處理周期長(zhǎng)及相關(guān)尾氣的處理，使得處理工藝在高鹽廢水中的運(yùn)用存在局限性。

　　1.2 蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

　　采用蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)是現(xiàn)在高鹽廢水的處理技術(shù)趨勢(shì)。蒸發(fā)是利用加熱方法使溶液中的部分溶劑汽化，從而增加溶液的鹽濃度，為溶質(zhì)的析出創(chuàng)造條件。對(duì)預(yù)處理廢水過(guò)程產(chǎn)生的高含鹽污水，可通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)終實(shí)現(xiàn)液體零排放。而蒸發(fā)機(jī)組由蒸發(fā)器、分離器、機(jī)泵、閥門(mén)儀表及控制系統(tǒng)組成。

　　2、內(nèi)置蒸發(fā)器

　　2.1 內(nèi)置蒸發(fā)器的構(gòu)成及作用

　　內(nèi)置蒸發(fā)器是一種新型節(jié)能蒸發(fā)器，整體為臥式結(jié)構(gòu)。內(nèi)置蒸發(fā)器的換熱器由減速機(jī)傳動(dòng)，并在蒸發(fā)室內(nèi)部進(jìn)行旋轉(zhuǎn);蒸發(fā)器的上部分設(shè)置有汽液分離器。旋轉(zhuǎn)部件周向外側(cè)上裝有螺旋推料帶，可以進(jìn)行物料的攪動(dòng)，從而增加物料溶液對(duì)流傳熱。兩端用機(jī)械密封進(jìn)行密封已保證操作工況下的獨(dú)立性。蒸發(fā)室筒體設(shè)置有循環(huán)噴淋蒸發(fā)嘴，可以利用循環(huán)物料對(duì)加熱管進(jìn)行在線(xiàn)清洗，而且可以增加蒸發(fā)強(qiáng)度。換熱管束整體設(shè)計(jì)為多流程結(jié)構(gòu)，加熱蒸汽換熱利用，凝水在線(xiàn)無(wú)滯留外排，提高熱效率，節(jié)能降耗，且該蒸發(fā)器處理含鹽廢水的系統(tǒng)可根據(jù)含鹽廢水物料參數(shù)進(jìn)行組合，選用機(jī)械壓縮蒸發(fā)、單效及多效蒸發(fā)的工藝使系統(tǒng)本身能基本達(dá)到熱平衡，從而大幅度減少外來(lái)新鮮蒸汽的消耗。

　　2.2 內(nèi)置蒸發(fā)器技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　2.2.1 有效防止堵管

　　內(nèi)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器是由一個(gè)加熱管束內(nèi)置于密閉的蒸發(fā)腔內(nèi)，并在外來(lái)機(jī)械力驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，加熱蒸汽由外在進(jìn)口經(jīng)由內(nèi)部蒸汽分配倉(cāng)再引入加熱管內(nèi)，物料由外管引入蒸發(fā)腔內(nèi)，管內(nèi)蒸汽被管外物料冷凝放出熱量，對(duì)物料進(jìn)行加熱并冷凝，物料濃縮結(jié)晶在管外進(jìn)行，不會(huì)因結(jié)晶而堵管。

　　2.2.2 增加相對(duì)速度

　　由于物料有結(jié)晶傾向的特性，目前強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器依靠外加動(dòng)力(例如泵)迫使流體沿一定方向循環(huán)。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的循環(huán)速度可高達(dá)2m/s，避免了溶液因生垢層和析出晶體二堵管的情況。內(nèi)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的加熱管束在腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在刮板及列管束作用下，加熱界面與物料之間相對(duì)大剪切速度達(dá)到12m/s，這個(gè)速度是任何其他形式的蒸發(fā)設(shè)備都不可能達(dá)到的，所以?xún)?nèi)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)有著獨(dú)特不可比擬的沖刷速度。而對(duì)結(jié)晶物料粘壁有效的方法就是增大物料與加熱界面之間的相對(duì)速度，從這個(gè)角度看，內(nèi)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器是強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器抗結(jié)垢物結(jié)壁能力的6倍，是降膜蒸發(fā)器的30倍。所以?xún)?nèi)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器是結(jié)晶結(jié)垢物料合適的蒸發(fā)形式。

　　2.2.3 氣液分離器的突出作用

　　在蒸發(fā)過(guò)程中，由于溶液容易氣液夾帶從而影響蒸汽壓縮機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，設(shè)計(jì)氣液分離器需對(duì)二次蒸汽進(jìn)行徹底的分離，保證進(jìn)入壓縮機(jī)的而其蒸氣的純凈，從而有效地保護(hù)了蒸汽壓縮機(jī)高速運(yùn)行的平穩(wěn)和二次蒸汽凝水清潔，可以做到二次蒸汽凝水的充分回用。

　　2.2.4 降低了投資成本

　　內(nèi)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器是多個(gè)蒸發(fā)單元集合一體的設(shè)備，整個(gè)機(jī)組組合在一個(gè)鋼架底盤(pán)上，設(shè)備總高4m左右，便于實(shí)現(xiàn)殼裝化，用戶(hù)方無(wú)需搭建鋼架，土建只需合適的承重地面就可以，到貨時(shí)吊車(chē)一次吊裝到位，連接外管及電源即可開(kāi)機(jī)生產(chǎn)，極為方便快捷。

　　2.3 MVR系統(tǒng)

　　MVR為機(jī)械蒸汽再壓縮，是借助蒸發(fā)過(guò)程環(huán)節(jié)中形成的二次蒸汽的潛熱，進(jìn)一步縮減蒸發(fā)濃縮環(huán)節(jié)能源損耗的一種先進(jìn)節(jié)能技術(shù)。MVR蒸發(fā)器理論上消耗電能，不需要消耗生蒸汽。電能耗量主要取決于二次蒸汽所需溫升和壓縮機(jī)的效率。其優(yōu)勢(shì)是羅列如下，運(yùn)行費(fèi)用低;公用工程配套少;占地空間小;運(yùn)行穩(wěn)定;操作成本低;蒸發(fā)溫和。

　　3、內(nèi)置蒸發(fā)器MVR的應(yīng)用

　　MVR技術(shù)是于微真空狀態(tài)進(jìn)行的低溫蒸發(fā)處理，其核心技術(shù)是借助系統(tǒng)形成二次蒸汽的潛熱來(lái)對(duì)待蒸發(fā)料液的循環(huán)加熱，促進(jìn)熱量綜合利用，達(dá)到水資源可回用利用的目的。將其優(yōu)勢(shì)與內(nèi)置蒸發(fā)器相結(jié)合處理高鹽廢水，可以大化實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高裝置的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

　　3.1 內(nèi)置蒸發(fā)器MVR系統(tǒng)

　　高鹽廢水溶液逐步經(jīng)由凝水預(yù)熱器和蒸汽預(yù)熱器進(jìn)行二步預(yù)熱之后進(jìn)入內(nèi)置蒸發(fā)器中，加熱器在蒸發(fā)器殼體內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過(guò)蒸汽預(yù)熱熱器產(chǎn)生的余熱使高鹽廢水溶液升溫蒸發(fā)，形成的二次蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)增壓升溫后，轉(zhuǎn)至換熱器的管內(nèi)與蒸發(fā)器內(nèi)廢水溶液進(jìn)行熱量交換，放熱以后形成的凝水通過(guò)管道進(jìn)入凝水箱，經(jīng)由凝水泵強(qiáng)化使用。濃縮結(jié)晶物料由出料泵將濃縮液排至濃液罐開(kāi)展深入結(jié)晶處理。與外置型蒸發(fā)裝置比較，內(nèi)置型蒸發(fā)裝置有著操作方便、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、成本低等優(yōu)勢(shì)。內(nèi)置型蒸發(fā)MVR系統(tǒng)裝置主體設(shè)備主要包括預(yù)熱器、蒸汽壓縮機(jī)、內(nèi)置蒸發(fā)器等。內(nèi)置蒸發(fā)器MVR系統(tǒng)流程如圖1所示。

行研究過(guò)程中，進(jìn)行了味精廢水試驗(yàn)，并選擇出能夠適應(yīng)味精廢水環(huán)境的菌群，進(jìn)行了酵母菌廢水處理技術(shù)的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果顯示：酵母菌混合菌群的活性不受高濃度氨氮與硫酸鹽環(huán)境的影響，在一定穩(wěn)定環(huán)境中，處理后能夠得到單細(xì)胞蛋白，并可進(jìn)行飼料添加劑的回收。

　　4、發(fā)展趨勢(shì)

　　(1)基因工程技術(shù)提升廢水處理效果。

　　我國(guó)學(xué)者在酵母菌對(duì)廢水處理過(guò)程中，采用基因工程技術(shù)可以把脂肪酶導(dǎo)入到解脂耶氏酵母中，能夠在較大程度上對(duì)脂肪酶進(jìn)行表達(dá)，可有效去除COD與油脂。此外，由于我國(guó)基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠在較大程度上對(duì)酵母菌遺傳學(xué)實(shí)施改造，以此得到高質(zhì)量的酵母菌株，但是酵母菌株的基因組測(cè)序工作還處于初始階段，遺傳學(xué)背景較為模糊，也還沒(méi)有較為成熟的操作平臺(tái)，所以在進(jìn)行基因工程技術(shù)完善與優(yōu)化時(shí)需要進(jìn)行更加深入的探究。

　　(2)通過(guò)混合菌群去除廢水中有機(jī)物。

　　污水處理主要是通過(guò)混合菌群來(lái)完成，通過(guò)之間的互相協(xié)作，采用不同菌種的梅系對(duì)廢水實(shí)施降解，可在較大程度上去除廢水中有機(jī)物。此外，我國(guó)學(xué)者通過(guò)采用光合細(xì)菌與酵母菌對(duì)皂素廢水進(jìn)行凈化，結(jié)果顯示去除率達(dá)87.2%，若將酵母菌與光合細(xì)菌進(jìn)行單獨(dú)使用，去除率只有53%，由此可以看出采用2種不同的菌類(lèi)能夠在較大程度上提高去除率，對(duì)廢水凈化有較大的效果。

　　(3)新熱點(diǎn)的應(yīng)用。

　　隨著我國(guó)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)研究出了微生物固定化技術(shù)