[发明专利]一种1，3-丙二醇浓缩菌液的处理方法

说明书

技术领域：

本发明涉及到微生物发酵液的“三废”处理技术，特别涉及一种微生物发酵法生产1，3-丙二醇过程中的浓缩菌液处理方法。

背景技术：

1，3-丙二醇(英文名1，3-Propanediol，简称1，3-PD)是一种重要的化工原料，可用作溶剂、抗冻剂或保护剂、精细化工原料以及新型聚酯(如PTT)和聚氨酯的单体。其与对苯二甲酸合成的新型聚酯材料聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)相比具有许多优良的特性，是一种具有广泛应用前景的新型聚酯材料。

目前1，3-丙二醇的生产方法主要是化学合成法，采用的原料是不可再生的石油资源，成本较高，操作条件恶劣，限制了1，3-丙二醇的发展。在全球原油短缺、价格高涨的今天，以廉价的可再生资源生产大宗的化工产品具有长远的战略意义。因而，微生物法生产1，3-丙二醇具有良好的工业化前景，已引起众多世界石油化工跨国公司的高度重视。

从世界范围内1，3-丙二醇的研究现状及发展趋势来看，以玉米淀粉或廉价的甘油为原料通过微生物发酵生产1，3-丙二醇符合我国的国情，目前国内在发酵工艺及分离提取方面进行了大量的研究工作。但在“三废”处理方面未见文献报道，特别是其中浓缩菌液的处理是一个难点，如果不加以解决将会影响该项目的产业化进程。

在采用絮凝法处理发酵废水的报道中，刘定富等人曾使用硫酸铁和聚丙烯酰胺采用絮凝法处理啤酒工业废水。该方法是使用硫酸铁Fe₂(SO₄)₃溶于水后生成水合离子[Fe(H₂O)₆]³⁺，水解反应过程中形成的多核络合物将悬浮物吸附。啤酒废水悬浮物(英文缩写为SS)是由悬浮固体、有机物、无机物、溶解固体(英文缩写DS)组成，易沉降、可过滤，从絮凝处理法的实施上较为简单易行。而发酵法生产1，3-丙二醇所产生的浓缩废菌液中仅含有克雷伯杆菌和少量蛋白、核酸，在水中久置不沉降，难以过滤去除，与啤酒废水悬浮物是性质上完全不同的两种被处理物。

发明内容：

本发明的目的是针对发酵液经过滤处理后的浓缩菌液含水率高，在水中呈悬浮状态，持水性很强，不沉降，难以过滤，是生物法生产1，3-丙二醇“三废”处理过程的一个难点，目前尚无有效处理方法的问题，提出的一种通过絮凝沉降而有效处理浓缩菌液的方法。本方法利用加入复配药剂，边搅拌边加入聚丙烯酰胺，使悬浮菌液形成絮体沉降，絮凝沉降所产生的絮体由于过滤性能大大改善而易于过滤脱除大部分水分，便于进一步干化、堆埋、焚烧等无害化处理。本方法流程简单，能大大改善过滤效果。

本发明技术方案是：

1)通过膜过滤将1，3-丙二醇发酵液中的菌体分离，膜过滤设备可选用纤维膜、陶瓷膜或不锈钢膜；

2)分离所得菌液为原发酵液体积的1/2～1/10，将该浓缩菌液按1∶1～20的体积比加入水进行稀释，可以是江水、生活水、洗膜水、或清液浓缩蒸出水；

3)常温条件下，稀释后的菌液按体积比100∶0.2～2加入复配药剂，然后加入碱性物质调pH至9～12，复配药剂为硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和聚合硫酸铁([Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2]_m，其中n＜2，m＝f(n))的水溶液，其中硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)质量为10～30％，聚合硫酸铁质量为10～30％，余量为水；然后边搅拌边加入体积比100∶0.1～1的质量浓度为1‰聚丙烯酰胺溶液；

4)沉降5～30分钟后过滤。

通过膜过滤分离所得菌液为原发酵液体积的1/4～1/6。

稀释后的菌液加入碱性物质，优选pH值为9.5～10.5。

稀释后的菌液按体积比加入复配药剂，优选加入量为100∶0.5～1。

本发明的优点是工艺简捷，操作简单，菌体絮凝沉降效果好，处理费用低，适用于发酵法生产1，3-丙二醇浓缩菌液的处理。

具体实施方式：

本实施例中所用1，3-丙二醇发酵液是采用克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)批式流加甘油发酵生产1，3-丙二醇所得到的，其中1，3-丙二醇的浓度为65g/L。

克雷伯氏杆菌(K.pneumoniae)是购自中国普通微生物菌种保藏中心(CGMCC)，菌种保藏号：1.1736。