味精作為一種調(diào)味品，給人們的飲食帶來了鮮美的味道。味精行業(yè)作為我國(guó)發(fā)酵工作的主要行業(yè)，1987年到1992年的五年間，味精產(chǎn)量年平均遞增率為22％，年產(chǎn)量已達(dá)世界第一，到1998年我國(guó)味精的年產(chǎn)量已達(dá)到59.03萬(wàn)噸，但我國(guó)人均年消耗量只有400多克，還不足臺(tái)灣的1/4。因此，中國(guó)仍然是世界味精消費(fèi)的最大市場(chǎng)，味精的產(chǎn)量仍會(huì)穩(wěn)步增長(zhǎng)。

但就在人們享受如此鮮美的味道之時(shí)，味精行業(yè)廢水的排放卻給我們賴以生存的環(huán)境帶來了巨大的破壞。隨著味精生產(chǎn)的不斷發(fā)展，該行業(yè)對(duì)周圍環(huán)境的污染也在不斷加劇，對(duì)味精廢水的治理已迫在眉睫。

1. 味精生產(chǎn)工藝及主要污染源

味精工業(yè)是以大米、淀粉、糖蜜為主要原料的加工工業(yè)，其生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1  味精生產(chǎn)工藝流程

味精廢水通常分為兩類，一類是發(fā)酵谷氨酸提取后的廢水，目前基本上是等電點(diǎn)－離子交換提取工藝，其產(chǎn)生的廢水屬高濃度有機(jī)廢水；另一類是相關(guān)車間的廢水，諸如淀粉洗水、制糖洗水、發(fā)酵洗罐水、精制洗水等，屬于中濃度有機(jī)廢水。表1為味精廢水的組成及各部分廢水的污染物含量。由表1可以看出，味精廢水中除CODcr、BOD5含量很高外，NH3-N和SO42- 的濃度也很高，采用常規(guī)生物法處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)存在一定難度。

2．味精廢水的處理方法

通常味精廢水處理時(shí)并不將廢水中懸浮的菌體去除，而菌體蛋白占廢水中有機(jī)成分的30％-40％，同時(shí)菌體蛋白還是可以回收利用的物質(zhì)，可以用來制成飼料、單細(xì)胞蛋白粉等有再利用價(jià)值的產(chǎn)品。所以味精廢水中菌體的去除就成為人們關(guān)注的問題之一。

味精生產(chǎn)中的菌體在0.7-3μm，并帶有很強(qiáng)的親水性，菌體分離比其他發(fā)酵產(chǎn)品困難，在谷氨酸發(fā)酵液中含有約4％的濕菌體，提取干燥后可生產(chǎn)蛋白質(zhì)含量超過70％的高質(zhì)量蛋白，按全年生產(chǎn))52萬(wàn)噸味精計(jì)算，可生產(chǎn)10萬(wàn)噸菌體蛋白，這在很大程度上可以降低味精廢水的處理成本。國(guó)內(nèi)有些企業(yè)采用或正在試用高速離心機(jī)或絮凝沉降法去除菌體，但因投資大或過濾困難，效果不理想。 超濾膜分離技術(shù)作為一種新興的分離單元技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、分離效果好、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)。因此，我們考慮采用超濾技術(shù)去除味精廢水中的菌體，

3.超濾膜去除味精廢水中菌體的工藝及試驗(yàn)

3.1 工藝

采用超濾膜去除菌體的味精廢水處理工藝過程，見圖2

圖2 采用超濾膜去除菌體的味精廢水處理工藝

3.2 試驗(yàn)

試驗(yàn)采用截留分子量為1萬(wàn)的PS/PDC共混超濾膜（中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心- 北京中科膜技術(shù)開發(fā)中心制造），對(duì)廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司肇慶味精廠排放的廢水進(jìn)行除菌體處理.試驗(yàn)中針對(duì)不同濃縮倍數(shù)、不同溫度、不同運(yùn)行壓力進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，從而找到超濾去除菌體的最佳操作條件。

4. 結(jié)果與討論

4.1 不同濃縮倍數(shù)對(duì)超濾膜通量的影響

由圖3可以看出，濃縮倍數(shù)越大，通量越小，雖然濃縮倍數(shù)大，可以減輕菌體干燥工藝的負(fù)荷，但卻使超濾膜所承擔(dān)的負(fù)荷加大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)可能會(huì)使超濾膜的通量產(chǎn)生不可恢復(fù)的損害。所以，選擇一個(gè)合適的濃縮倍數(shù)是十分重要的。從圖3可以發(fā)現(xiàn)，濃縮5倍時(shí)，通量的降低并不十分明顯，要好于濃縮10倍時(shí)的通量。所以，可以將濃縮5倍作為一種較好的選擇。

4.2 不同溫度對(duì)超濾膜通量的影響

由圖4可以看出，通量隨溫度的升高而上升。由于溫度過高一方面會(huì)導(dǎo)致超濾膜老化，影響超濾膜的壽命，另一方面也要消耗過多的能量。所以，在溫度的選擇上應(yīng)以適度為宜，通常在50-60℃之間。

4.3 不同壓力對(duì)超濾膜通量的影響

由圖5可以看出，壓力的升高有利于通量的增加，通常選擇0.25-0.30MPa作為操作壓力，壓力太高一方面對(duì)超濾膜的壽命有影響，另一方面能耗也會(huì)升高。

4.4  超濾前后廢水水質(zhì)變化比較

經(jīng)超濾膜處理后的廢水水質(zhì)的變化，如表2所示,經(jīng)超濾去除菌體的廢水中，SS基本完全去除，CODcr.的去除率大于30%，這表明廢水中菌體所反映的有機(jī)污染已基本去除。

5. 結(jié)論

味精廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，通常采用的生物法很難將其處理到達(dá)標(biāo)排放，并且廢水中的菌體蛋白也被降解，未能綜合利用% 而采用超濾膜去除廢水中的菌體，可以很好的截留菌體，經(jīng)處理后綜合利用，同時(shí)降低了后面處理方法的負(fù)荷。

經(jīng)過試驗(yàn)比較，采用超濾膜處理味精廢水時(shí)，較適合的條件為50℃，0.25-0.30MPa的壓力，濃縮倍數(shù)應(yīng)控制在5倍左右。

總之，采用超濾法處理味精廢水，具有易操作、能耗低、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。適合在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行推廣。