氨基酸废水处理技术研究进展和工程应用.pdfVIP

·982· 中国环境科学学会学术年会论文集(2009) 氨基酸废水处理技术研究进展及工程应用 任洪强 张涛丁丽丽许柯 南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室 江苏南京210093 摘要氨基酸废水处理技术一直是研究的热点和难点。本文对国内外氨基酸行业的发展现状，氨基 酸废水的特点作了介绍，对氨基酸废水处理技术以及氨基酸废水处理工程应用实例进行了详细的评 述，对氨基酸废水处理技术的发展前景进行了预测，具有深刻的理论研究意义和工程应用价值。 关键词 氨基酸废水处理技术工程应用 一、引 言 年首次人工合成蛋氨酸；1948年首次以工业规模生产蛋氨酸；到1983年，日本用生物合成法生 产除了胱氨酸、半胱氨酸以外的各种氨基酸。 我国的氨基酸工业是在药用氨基酸的基础上发展起来的，已能在不同程度上制备18种氨基 酸，但因成本较高，主要用于医药，部分用于食品，用作饲料添加剂的并不多。近10年来，我 国已兴建了一些大、中型的蛋氨酸和赖氨酸生产厂。目前，我国氨基酸产业已有相当的规模，作 为调味品的谷氨酸钠，已位居世界第一。20世纪90年代，我国味精工业的技术进步还是比较大 的，例如吨味精的淀粉消耗已降到1．4t…。 目前，随着氨基酸的用途向深度和广度的方向不断的发展，合成氨基酸已形成了一个与营养 品市场、动物饲料市场明显区别开来的细分市场，品种多样，特性和生产方式也各有不同。在精 细化工领域的药用中间体生产以及蛋白质类药物的研发生产过程中，氨基酸是合成过程的一个重 要组成部分，随着工艺进步及应用范围的扩大，成为精细化工市场的重要分支之一。 目前，氨基酸的生产技术主要有4种方法：发酵法、化学合成法、化学合成一酶法和蛋白质 水解提取法。 (1)发酵法发酵法生产氨基酸是利用微生物具有的能够合成其自身所需各种氨基酸的能 力，通过对菌株的诱变等处理，选育出各种缺陷型及抗性的变异菌株，以解除代谢中的反馈与阻 遏，达到以过量合成某种氨基酸为目的的一种氨基酸生产方法。 (2)化学合成法化学合成法是借助有机合成及化学工程相结合的技术生产氨基酸的一种方 法。虽然化学合成法可以生产目前已知的所有氨基酸，但多数不具备工业应用的价值，这是因为 应用化学生产的氨基酸含有D和L两种旋光异构体，其中的D一异构体不能被大多数动物所利 用。因此，化学合成法生产氨基酸时除考虑合成工艺条件外，还要考虑异构体属性问题以及D一 异构体的消旋利用两个方面。 (3)化学合成一酶法化学合成一酶法生产氨基酸的原理是利用化学合成法制得的廉价中间 体，借助酶的生物催化作用，使许多本来用发酵法或化学合成法生产的光学活性氨基酸具有工业 生产的可能性。 (4)蛋白质水解法蛋白质水解法生产氨基酸是传统的氨基酸生产方法。但由于上述三种生 产方法的迅速发展，使这一传统的氨基酸生产方法受到极大的冲击。 最近几年，我国氨基酸生产行业的建设发展较快，已经成为外资投资和中国经济增长的热 点。因此，水资源污染等环境问题已经成为制约氨基酸生产行业可持续发展的关键。开展氨基酸 生产废水处理技术的工程应用研究，为有效解决发展过程中生产废水的处理问题提供技术支持， 第二章环境污染防治技术研究与开发 ·983· 推动氨基酸生产行业的可持续发展，培育和提升产业的竞争力起到至关重要的作用。 目前，氨基酸生产行业废水污染主要存在以下特点：水体的富营养化污染，传染性病源体的 污染，有毒化合物的污染，高分子难降解化合物的污染，重金属如铬、镉、铅、汞、硒等物质的 污染以及放射性物质的污染等。这些污染严重影响了水资源的保护，已经引起社会越来越多的关 注，加大对氨基酸废水处理技术的研究投入与资金支持是非常必要的。 我国的氨基酸生产行业发展迅速，由此带来的污染问题也Et趋严重，如何能够寻求一条有效 处理氨基酸生产废水的技术，将其扩大规模应用，使之能够迅速产业化，同时实现废水的资源化 回收利用，是需要亟待解决的一个重要问题。 二、氨基酸废水的处理技术 国内外对氨基酸废水的处理主要致力于废水中氨基酸的回收和综合利用，其研究方法涉及面 较广，主要包括物理化学法和生物法两大类技术。 (一)物理化学法 物理化学法主要包括了超滤、电渗析、液膜等技术，随着物理化学处理技术的发展，在氨基 酸废水处理领域中的应用将会