[發(fā)明專利]一種赤泥的非接觸式連續(xù)生物脫堿工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711229642.9
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107935340B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李輝;曲洋;王小慶;田文杰;石犇
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽理工學(xué)院
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

1.一種赤泥的非接觸式連續(xù)生物脫堿工藝，其特征在于在非接觸式連續(xù)生物脫堿裝置中進行，非接觸式連續(xù)生物脫堿裝置包括產(chǎn)酸過濾罐(1)，脫堿罐(2)和固液分離罐(3)；所述的產(chǎn)酸過濾罐內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置、曝氣裝置、微孔過濾板(10)及溫控裝置(13)，該攪拌裝置的攪拌軸通過無菌封軸固定于產(chǎn)酸過濾罐頂端；所述的曝氣裝置包括設(shè)置于產(chǎn)酸過濾罐外部的空壓機、設(shè)于產(chǎn)酸過濾罐內(nèi)部的微孔曝氣器及設(shè)置于空壓機和微孔曝氣器之間的濾菌器；所述微孔過濾板的平均孔徑為10～20μm，其表面覆蓋有5～10μm的微濾膜；該微孔過濾板位于產(chǎn)酸過濾罐下部，與罐體周邊密封，產(chǎn)酸過濾罐內(nèi)微孔過濾板的下方為濾液收集槽(17)；產(chǎn)酸過濾罐頂部還設(shè)置有進液管(14)和排氣管(15)，產(chǎn)酸過濾罐側(cè)壁和底部分別設(shè)置有排菌管(16)和第一排液管(18)，排菌管(16)位于微孔過濾板(10)上方；產(chǎn)酸過濾罐(1)與脫堿罐(2)通過第一排液管(18)連接，脫堿罐底部與固液分離罐(3)頂部通過管道連接；所述的固液分離罐(3)包括設(shè)于其內(nèi)部的分隔板(22)、設(shè)于其側(cè)壁上部的第二排液管(23)和設(shè)于其底部的排泥管(24)；

利用上述裝置進行非接觸式連續(xù)生物脫堿的工藝具體包括以下步驟：

(1)先將培養(yǎng)基在120℃及102.5kPa以上滅菌30min以上，培養(yǎng)基成分按照質(zhì)量濃度為：蔗糖5～15％、酵母膏0.01～0.02％、牛肉膏0.01～0.02％、KNO₃0.02～0.05％，溶劑為去離子水；在滅菌后的培養(yǎng)基中接種黑曲霉孢子懸液；黑曲霉孢子懸液的接種量按照體積為產(chǎn)酸過濾罐中培養(yǎng)基總量的0.1％～0.5％；

(2)將接種后的培養(yǎng)基通過進液管一次性加滿產(chǎn)酸過濾罐進行發(fā)酵產(chǎn)酸，產(chǎn)酸過濾罐的運行分為啟動和連續(xù)產(chǎn)酸兩個階段：

啟動階段的作用是使黑曲霉適應(yīng)環(huán)境并進入對數(shù)生長期，為系統(tǒng)進入連續(xù)淋濾階段做準(zhǔn)備；在啟動階段，關(guān)閉排菌管和第一排液管,打開曝氣裝置、攪拌裝置和溫控裝置，設(shè)定啟動階段的運行參數(shù)為：攪拌速度為160～240rpm，溫度為30～36℃，溶解氧為2.0～3.0mg/L；系統(tǒng)運行44～52h，啟動階段結(jié)束，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入連續(xù)產(chǎn)酸階段；

在連續(xù)產(chǎn)酸階段，產(chǎn)酸過濾罐的運行模式為連續(xù)進液和連續(xù)出液，接種后的培養(yǎng)基從進液管進入，過濾后的發(fā)酵液從第一排液管排出；設(shè)定連續(xù)產(chǎn)酸階段的運行參數(shù)為：攪拌速度為160～240rpm，溫度為30～36℃，溶解氧為2.5～3.5mg/L；通過進液管和第一排液管上各自的流量泵調(diào)節(jié)進液管內(nèi)培養(yǎng)基的進液流量和第一排液管內(nèi)發(fā)酵液的出液流量，使進液流量和出液流量相等，產(chǎn)酸過濾罐內(nèi)發(fā)酵液的總量保持恒定；進液流量和出液流量的流量控制措施為：通過pH監(jiān)測器檢測發(fā)酵液的pH，當(dāng)發(fā)酵液的pH值低于2.2時，控制產(chǎn)酸過濾罐的進液流量和出液流量使發(fā)酵液在產(chǎn)酸過濾罐中的停留時間為32～40h；當(dāng)發(fā)酵液的pH值高于2.2時，延長發(fā)酵液在產(chǎn)酸過濾罐中的停留時間至48～72h；

每隔1～2周開啟排菌管排除產(chǎn)酸過濾罐內(nèi)過量的菌絲球，在排菌階段，關(guān)閉攪拌裝置和曝氣裝置，發(fā)酵液靜置30min，觀測菌絲球?qū)痈叨龋?dāng)菌絲球?qū)拥母叨瘸^產(chǎn)酸過濾罐總高度的1/2時，打開排菌管閥門排放菌絲球，排菌管的孔徑為2～5cm；當(dāng)菌絲球?qū)痈叨冉禐楫a(chǎn)酸過濾罐總高度的1/3時，關(guān)閉排菌管，開啟攪拌裝置和曝氣裝置，系統(tǒng)進入連續(xù)產(chǎn)酸階段；在排菌階段，如果發(fā)酵液靜置30min后菌絲球?qū)拥母叨葲]有超過產(chǎn)酸過濾罐總高度的1/2，則不排菌；

(3)從產(chǎn)酸過濾罐底部的第一排液管流出的發(fā)酵液進入脫堿罐，貯泥罐中的赤泥漿液進入脫堿罐與發(fā)酵液中的有機酸在脫堿罐中發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，脫除赤泥的堿度，降低赤泥的pH值，赤泥漿液由去離子水與赤泥混合制成，去離子水與赤泥的重量比為5:1；

脫堿罐的運行模式為連續(xù)進液和連續(xù)出液，控制脫堿罐的進液流量和出液流量使脫堿罐內(nèi)的液體總量保持恒定，同時使發(fā)酵液在脫堿罐中的停留時間維持在2～4h，赤泥漿液通過流量泵從貯泥罐連續(xù)加入脫堿罐中，投加量為使脫堿罐內(nèi)發(fā)酵液與赤泥漿液組成的混合液體的pH值為6.5～7.5，脫堿罐在運行時開啟攪拌裝置，使赤泥漿液與發(fā)酵液混合均勻；

(4)脫堿罐中反應(yīng)后的物料從脫堿罐底部流出然后從頂部進入固液分離罐，在固液分離罐中進行赤泥與脫堿液的固液分離反應(yīng)；固液分離罐的運行模式為連續(xù)進液和連續(xù)出液；控制固液分離罐的進液流量和出液流量使罐內(nèi)的液體總量保持恒定，同時使發(fā)酵液在固液分離罐中的停留時間維持在120～180min，當(dāng)固液分離罐的赤泥層高度超過底部漏斗的高度時，打開排泥管進行排泥；

分離后的液體即為脫堿液，從第二排液管排出，直接排放或收集后回收其中富集的金屬離子；分離后的固體為脫堿后的赤泥，從排泥管排出回用或安全堆存。