[发明专利]利用高含盐氨基酸废水发酵生产饲用汉逊德巴利酵母的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水资源的综合利用领域，更具体的说是一种利用高含盐氨基酸废水发酵生产饲料用汉逊德巴利酵母的方法。

背景技术

据世界卫生组织调查，世界上有70%的人喝不到安全卫生的饮用水，每天有2.5万人死于与污水或恶劣卫生条件相关的疾病；到2050年，预计全世界会有大约70亿人面临用水短缺。我国有82%的人饮用浅井和江河水，其中细菌污染超过卫生标准的占75%，受到有机物污染的饮水人口约1.6亿。其中工业排放的污水是水污染的主要来源。经调查统计，全国每年废水排放量659.2亿吨。其中，工业废水排放量230.9亿吨，占废水排放总量的35.0%。实际上，排污水量远远超过这个数，因为许多乡镇企业工业污水排放量难以统计。

我国是氨基酸生产大国，大部分生产半胱氨酸的企业采取的生产方法都是毛发酸法水解法，每年产生的高含盐氨基酸废水不仅数量巨大，且污染物浓度高，其COD浓度为50～80g/L，氨氮浓度为5～8g/L，总氯浓度为80-180g/L，属典型的高浓度有机、氨氮、高盐分、强酸性废水，处理难度和负担极大，由此造成的环境污染问题已成为制约氨基酸生产行业可持续发展的关键。然而，氨基酸生产中的高浓度废水含又有很多宝贵的资源，如氨基酸、蛋白质等固体物质悬浮物、多种无机盐、有机酸及还原糖等，全氮（N）含量高达75-150g/L，氨基酸含量高达150-300g/L。同时该废水中不含难分解的有毒、有害物质。这种含氨基酸废水的大量排放不仅污染了环境还浪费了很多有实用价值的氨基酸。在目前国际经济增幅转缓的大背景下，尝试“节能减排”清洁生产理念将为氨基酸生产企业带来新的机遇，也是发酵工业面临的重大科研课题。

目前，对于高含盐氨基酸废水的处理，国内外尚无成熟的可普遍推广的处理工艺。目前所报道的氨基酸废水处理方法主要有电渗析法、超滤法、生化法等，但电渗析和超滤法因投资和运行成本高、维护不便等缺点限制了该方法的推广；而生化法因其投资和运行成本低，技术成熟，不产生二次污染，运行管理方便等优点在有机废水处理中得到世界性的关注。目前这种方法存在的问题是，对中低浓度污水较为合适，但不适合处理高浓度的氨基酸废水。高浓度的氨基酸废水因较高浓度NH₃-N和高浓度的盐，会对厌氧及好氧的微生物产生强烈的抑制作用，使生化反应效果较差，处理后的水不易稳定达标排放。若将污水高倍稀释，又大大增加了处理量，同时废水中的优质氨基酸资源都白白浪费掉了。目前也有人采用先对高浓度氨基酸废水进行预处理（浓缩回收其氨基酸成分），然后再用生物技术处理低浓度的混合废水。这种方法是处理氨基酸废水的一种有效方法，既回收了氨基酸，又降低了生物处理的负担。但是整个处理方法上存在浓缩处理过程成本高，耗时费力，资源回收与废水处理相脱节，且有高温蒸发浓缩后有机物容易变质等缺点。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种利用高含盐氨基酸废水发酵生产饲料用汉逊德巴利酵母的方法，其工艺简单，成本低廉，将高盐氨基酸废水处理和发酵生产直接结合，免去了一切中间预处理步骤，实现高浓度污水的直接生物利用，在低成本地实现变废为宝的同时还减少了排放，经济效益及社会效益显著。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种利用高含盐氨基酸废水发酵生产饲料用汉逊德巴利酵母的方法，其步骤是：

（1）饲料菌株的连续驯化培养，具体如下：先配制含不同浓度梯度的高含盐氨基酸污水的液体培养基，加1.5%-2.5%（质量体积比）琼脂制成固体培养基。将饲料用汉逊德巴利酵母按常规方法活化后，依次接种到上述不同浓度梯度的固体培养基上进行连续传代培养（培养温度为15-35℃），逐步提高菌种的耐盐能力。经过两个月的连续培养，最终菌株能在高含盐氨基酸废水占培养基总质量45-55%左右的上述培养基中生长。

（2）发酵：将步骤（1）驯化的汉逊德巴利酵母菌株按接种量0.5-5%接种至以高含盐氨基酸废水为氮源的发酵培养基中，在15-35℃，转速为100-300rpm/min的条件下于发酵罐中进行液体发酵，通气系数为0.2-0.8（每分钟通入发酵液体积0.2-0.8倍的过滤空气），发酵2-7d后4000r/min离心10min收集菌体后将其置于70℃恒温干燥箱中，干燥至恒重后称重。经计算，按此方法每升高含盐氨基酸废水可经生物转化最高可获得150g酵母菌体。

所述的高含盐氨基酸废水来自毛发酸法水解生产氨基酸的企业工业生产中产生的废水，全氮（N）含量为75-150g/L，氨基酸含量为150-300g/L，氯离子含量为80-180g/L。