[发明专利]一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氨基酸发酵废液的处理技术和肥料生产技术，具体地，涉及一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法。

背景技术

我国是氨基酸生产大国，据统计，我国谷氨酸年产量高达150多万吨。一般地，谷氨酸的生产主要采用发酵法，在发酵得到的成熟发酵液中约含10-15％的谷氨酸，从该成熟发酵液中提取谷氨酸后，剩余的废液统称为发酵谷氨酸提取废液。

其中，由于从成熟的氨基酸发酵液中提取谷氨酸的提取工艺不同，每吨谷氨酸发酵液排放的发酵谷氨酸提取废液的体积及废液浓度略有不同，但主要成分基本相同，主要成分包括菌体细胞、氨基酸、残糖、铵根及微量元素等，各成分的总重量(weight，简称w)约占发酵谷氨酸提取废液体积的5-20％(w/v)；并且，发酵谷氨酸提取废液的pH值约为2.8-3.4；另外，在发酵谷氨酸提取废液中，含有大量的有机物(即COD)、氨氮(即NH₃-N)和硫酸根离子(即SO4^2-)。

另外，上述发酵谷氨酸提取废液具有“三高一低一多”的特点，“三高”是指：COD含量高、NH₃-N含量高及SO4^2-含量高，具体的，在上述发酵谷氨酸提取废液中，COD的浓度约为40000-80000mg/L，NH₃-N浓度约为12000mg/L，SO4^2-的浓度约为22000mg/L；“一低”是指pH值低；“一多”是指废水量多。

对于上述发酵谷氨酸提取废液，若不经处理直接排放，则会对环境造成极大的污染，同时也造成资源浪费。另外，若进行处理，则存在以下问题：(1)由于发酵谷氨酸提取废液中SO4^2-含量很高，不能采用厌氧处理；(2)若采用好氧处理，则需要大量的清水对浓度过高的有机物进行稀释，但是，即便如此，NH₃-N指标也达不到环保要求；(3)若采用焚烧处理，则成本太高；(4)若采用液体肥料法进行处理，则会因数量大、季节性强、储运困难和经济效益低等困难，难以推行。因此，利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥是消除废水污染、降低生产成本和实现废物资源转化及其重要的一步。

在现有技术中，国内外的一些谷氨酸生产厂家大多采用喷浆造粒技术生产复合肥的方法，对发酵谷氨酸提取废液进行处理。具体的，先将发酵谷氨酸提取废液经多效蒸发浓缩处理，得到浓缩液，在该浓缩液中，固形物的重量约占该浓缩液总重量的45％(w/w)；再将该浓缩液喷入造粒塔内，采用温度约为550℃的高温烟道气，进行烧结造粒处理；同时，进行干燥处理，以除去剩余50％以上的水分。

但是，在上述生产过程中，会产生大量难扩散的不洁尾气，当这些尾气排入大气时，会对大气造成严重的二次污染。在当今环保要求的压力下，此污染已严重制约企业的发展；其次，由于高温工艺和设备因素会造成肥料养分的损失，甚至使肥料过度炭化，施入田地数年无法溶化，不仅达不到施肥的效果，而且造成土壤污染。因此，上述喷浆造粒技术已严重制约谷氨酸发酵企业的发展，有些企业因尾气的二次污染而被迫限产或停产。

在专利申请号为200710114385.4的专利申请中，提供了一种用谷氨酸发酵废液生产的复合肥，该复合肥的生产工艺为：将谷氨酸发酵废液浓缩到15-25Be⁰，按比例加入粉煤灰、磷酸一铵等物质，混合造粒后，通热风烘干，制得复合肥。但是，在该专利申请中，采用的热风烘干方法，仍然存在大气污染的问题。

综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷：

(1)环保性差：在采用喷浆造粒技术生产复合肥的方法处理发酵谷氨酸提取废液的技术中，采用高温烟道气进行烧结造粒处理时，产生的尾气会对大气造成二次污染，并且，当过度炭化时，制得的肥料施入田地数年不化，对土壤造成污染；在专利申请号为200710114385.4的技术中，采用的热风烘干方法，仍然会对大气造成污染；

(2)回收资源利用率低：在采用喷浆造粒技术生产复合肥的方法处理发酵谷氨酸提取废液的技术中，高温工艺和设备因素会造成肥料养分的损失，当过度炭化时，施入田地数年无法溶化，达不到施肥的效果。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，以实现环保性好、产品性能好、适用面广和回收资源利用率高的优点。