[其他]含锌谷氨酸发酵废液的脱锌处理

说明书

本发明属于发酵废液的脱锌处理领域。

从谷氨酸发酵液中提取谷氨酸有等电点法、离子交换法、盐酸盐法和锌盐法等。其中锌盐法是利用锌盐与谷氨酸在一定PH下生成难溶沉淀物-谷氨酸锌的性质，而与母液分离。谷氨酸锌再经酸溶、结晶、精制等工序，而制成味精。与谷氨酸锌分离了的母液即为含锌谷氨酸发酵废液，就是我们要处理的对象。锌盐法具有能耗低、收率高、方法简便等优点，通常其谷氨酸的收率在85%以上。而等电点法需要将发酵液蒸发浓缩，然后施以强力冷冻，能耗较高，若不进行浓缩，用直接冷冻等电点法，谷氨酸的收率要较锌盐法低10%左右。锌盐法能耗低、方法简便、收率高、结晶好是它的优点，但是，锌盐法的母液中含金属离子达3-5克/升，难以处理，污染严重。由于金属锌离子对于厌氧-好氧生物代谢过程的抑制作用，为了降低这种废水中有机物含量，也必须先除去锌，才能进一步用生化方法处理。

用锌盐法从谷氨酸发酵液中分出谷氨酸后的废液成份比较复杂。通常，其中含未沉淀完全的谷氨酸3～6克/升、锌离子3-5克/升、残糖1～2%、NH⁺₄～0.4摩尔、菌体1～2%;此外，还有K⁺、Ca⁺²、Mg⁺²、PO^3-₄等微量营养素，COD在5～8万毫克/升间。由于1～2%的菌体存在，故它是一种PH＝6左右的粘稠胶体溶液。

据有关专利报导，用萃取法分离锌，用硫磷酰酯〔（RO）₂P（S）SNa〕和硫代硫酸酯〔（RO）₂P（O）SNa〕，从含有锌、镉、镍、砷（Ⅲ）、钴等多种混合金属的矿石浸出液和废液中萃取锌（日本专利昭58-20287），这些溶剂稳定性差、价格高。在日本专利昭58-131185中提供了一种用D₂EHPA或D₂EHPA+M₂EHPA与碳氢化物组成的溶剂，从钢板酸洗液或其它金属表面处理废液中萃取Fe³⁺、Ti⁴⁺、Zn²⁺、Cu²⁺Ni²⁺、Cr³⁺金属离子的方法。为了解决Fe³⁺在D₂EHPA中积累和难以反萃的困难，发明者还提出用氢氟酸、硝酸、氢氟酸与硝酸组成的混合酸，盐酸、硫酸进行反萃（日本专利昭58-131186）。在日本专利昭60-4693中则提出用磷酸反萃，不过所用磷酸浓度偏高，磷酸价格贵，并不经济。

处理含锌谷氨酸发酵液废水，有人进行过尝试，如用熟知的硫化钠沉淀法，使之生成硫化锌沉淀，而使废液达到净化，可是大量的硫化锌堆积，难以处理，容易产生二次污染;也可用烧碱或石灰乳沉淀锌离子，由于锌的两性性质，沉淀PH值难以控制，处理后的废液中一般含锌50～200毫克/升，达不到小于5毫克/升的允许排放标准。所得氢氧化锌也存在着提纯、精制、复用方面的问题。总之都不十分理想。

本发明的目的在于提供一种从谷氨酸发酵废液中分离锌的工艺，使处理后的废液锌含量达到小于5毫克/升的标准，为后续的厌氧-好氧的生化处理提供必要条件;所回收的锌经反萃浓集，返回到生产流程中复用的一种经济方法。

本发明是这样实现的：将含锌谷氨酸发酵废液进行超滤予处理，将透过液调PH＝4～5间，然后进行多级逆流萃取，萃取剂为二（2-乙基己基）磷酸（D₂EHPA）与含碳数为12～16的饱和碳氢化物组成的溶剂，D₂EHPA的浓度为15～50%（V/V，体积比，见图一），最好为20～30%。萃取剂也可以用D₂EHPA与经浓硫酸处理的沸点为200～240℃的煤油组成的溶剂，D₂EHPA的浓度为15～50%（V/V，体积比），最好为20～30%。萃残液的PH值控制在1.0～4.0，最好为1.5～3。经多级逆流萃取后的负载有机相，用盐酸反萃，反萃后产品溶液经静置、除油处理后返回到谷氨酸锌溶解工序，加适量盐酸和水，调PH＝2.4，将生成的谷氨酸结晶，分离结晶，再将得到的锌盐母液返到谷氨酸沉淀工序使用。