CN101649331A - 一种醋糟的综合处理方法 - Google Patents

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王振斌
刘瑞光
何荣海
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Abstract

一种醋糟的综合处理方法，涉及食品加工领域的废渣综合利用方法。将湿醋糟和0.5－3％的盐酸按2∶5的质量比混匀，室温下静置浸泡24h；然后在牛粪中按照质量比3∶5加入0.3～1.0mol/L的NaOH溶液，处理1～2h，处理温度100℃；将预处理过的醋糟、富集后的产氢菌分别按照10～25％、10～20％的质量比加入到厌氧发酵装置中，再补充以55～80％的酿造厂污水或者自来水，调节pH5.5～7.5，在25～55℃温度下发酵，厌氧发酵24－36h；产生氢气；对发酵体系中的发酵液和残渣进行分离；以醋糟制氢上清液为底物，加入活性污泥作为混合菌种，底物与菌种的体积比为15～17∶3～5，用1mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0后，发酵温度30～50℃下进行制甲烷发酵。本发明实现了醋糟的能源化和资源化利用，避免了资源浪费和环境污染；处理时间短。

Description

一种醋糟的综合处理方法
技术领域
本发明涉及食品加工领域的废渣综合利用方法，特别涉及一种醋糟的综合处理方法。
背景技术
醋糟是利用粮食原料生产食醋过程中排放的有机废弃物。全国年产醋糟260万吨以上，由于其是酸性有机物，营养物质少，自然降解慢，一直没有很好的利用途径，自然堆放又会影响环境，长期以来多是作为垃圾进行填埋，所以对醋糟的处理，既是制醋行业的一大难题，又是城市环境卫生治理的一大难点。
对醋糟的利用有过不少研究，大多着眼于作为饲料、肥料以及食用菌栽培料，不能从根本上解决问题。如申请号为021338074.0的中国专利，公开日2003年2月5日，发明创造的名称为“以醋糟为原料的植物育苗和栽培用的基质及其制造方法”，该申请公开了用醋糟加微生物菌群、营养物质和酸度调节剂，搅匀后进行堆制发酵的固体颗粒状物，制作基质的一种方法。其不足之处浪费了醋糟中存在的营养成分，而且发酵时间长，达30天以上。申请号为200810055490.X的中国专利，公开日2009年2月4日，发明创造的名称为“一种利用高粱、麸皮、谷糠醋糟渣生产杏鲍菇的方法”，该申请公开了一种利用高粱、麸皮、谷糠醋糟渣生产杏鲍菇的方法，其不足之处在于该方法对醋糟的利用量较小。近年来也有将醋糟采用直接燃烧的方式，该法处理量大，但是浪费了醋糟中含有蛋白质、脂肪等营养成分。
发明内容
本发明的目的克服现有技术在资源浪费、处理时间长和处理量小等方面的不足，提供一种能够大量、高效处理醋糟的方法，科学、合理的利用醋糟，实现醋糟的能源化、资源化、无公害化。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种醋糟能源化、资源化、无公害化处理方法，包括醋糟预处理、牛粪中产氢菌的富集、氢气和甲烷的分段厌氧发酵等步骤：
(1)对收集的湿醋糟进行预处理：将湿醋糟和质量浓度为0.5-3％的盐酸按2∶5的质量比例混匀，室温下静置浸泡24h；
(2)对牛粪中的产氢菌进行富集：在牛粪中按照质量比3∶5的比例加入浓度为0.3～1.0mol/L的NaOH溶液，处理1～2h，处理温度100℃；
(3)将预处理过的醋糟、富集后的产氢菌分别按照10～25％、10～20％的质量比加入到厌氧发酵装置中，再补充55～80％的酿造厂污水(或者自来水)，用盐酸或氢氧化钠溶液调节pH5.5～7.5左右，在25～55℃温度下发酵，使得产氢菌与醋糟充分接触反应，产生氢气；
(4)厌氧发酵产氢的全程反应时间为24-36h，当产气停止时，对发酵体系中的发酵液和残渣进行分离；
(5)将分离得到上清液发酵产甲烷，以醋糟制氢上清液为底物，加入活性污泥作为混合菌种，底物与菌种的体积比为15～17∶3～5，用1mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0左右后，发酵温度30～50℃下进行制甲烷发酵；
(6)对步骤(5)发酵残渣及发酵液离心后的沉淀经脱水、烘干、粉碎后，按照国家有机肥标准，进行氮、磷、钾含量的调配，从而制成生物有机肥。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明在对醋糟经过预处理，采用厌氧发酵的方法，同时生产氢气和甲烷气，发酵残渣制备有机肥，实现了醋糟的能源化和资源化，避免了资源浪费和环境污染；处理时间短，从投料到结束一般为9天左右；处理量大，可根据需要设计发酵罐，操作方便。
附图说明
图1是本发明一种醋糟的综合处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明是利用生物方法处理醋糟，即利用富集后的产氢菌和驯化后的污泥，通过厌氧发酵制得氢气和甲烷，发酵残渣经过处理得到生物有机肥，让醋糟变废为宝，实现其资源化、能源化和无公害化处理。
实施例1
a、对收集的湿醋糟进行预处理：875g醋糟，按固液比2∶5加入2187.5g的质量浓度为1.0％的盐酸溶液，室温下静置24h。
b、对牛粪中的产氢菌进行富集：300g牛粪按照固液比3∶5加入500ml浓度为0.5mol/L的NaOH溶液，处理时间1.5h，温度100℃。
c、将预处理过的醋糟加入厌氧发酵装置中，接种750g的富集后的产氢菌，用酿造厂污水(或者自来水)稀释至5L，用盐酸和氢氧化钠溶液调节pH6.5左右，25℃发酵，进行搅拌。在此条件下，醋糟发酵48h的累积产氢量为39.12ml/gTS。
d、厌氧发酵制氢后的发酵液经离心后，上清液与驯化的活性污泥进行发酵制甲烷反应。去粗渣后的上清液主要化学成分指标为：TS 2.1％，乙酸、丙酸和丁酸分别为1761mg/L、520mg/L和2625mg/L。甲烷厌氧发酵的条件为：取1.5L醋糟制氢上清液，以1mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0后，以厌氧活性污泥为混合菌种0.3L，发酵温度37℃，甲烷的产量在25ml/gTS。
e、厌氧发酵制氢后的发酵残渣及发酵液离心后的沉淀，经脱水、烘干、粉碎后，按照有机肥养分标准，通过辅料的添加，对氮、磷、钾含量成分调配，得到生物有机肥。
实施例2
a、对收集的湿醋糟进行预处理：500g醋糟，按固液比2∶5加入1250g的质量浓度为0.5％的盐酸，室温下静置24h。
b、对牛粪中的产氢菌进行富集：600g牛粪按照固液比3∶5加入1000ml浓度为0.3mol/L的NaOH溶液，处理时间2h，温度100℃。
c、将预处理过的醋糟加入厌氧发酵装置中，接种500g的富集后的产氢菌，用酿造厂污水(或者自来水)稀释至5L，用盐酸和氢氧化钠溶液调节pH6.5左右，55℃发酵，进行搅拌。在此条件下，醋糟发酵48h的累积产氢量为43.41ml/gTS。。
d、厌氧发酵制氢后的发酵液经离心后，上清液与驯化的活性污泥进行发酵制甲烷反应。去粗渣后的上清液主要化学成分指标为：TS 2.1％，乙酸、丙酸和丁酸分别为1761mg/L、520mg/L和2625mg/L。甲烷厌氧发酵的条件为：取1.7L醋糟制氢上清液，以1mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0后，以厌氧活性污泥为混合菌种0.5L，发酵温度30℃，甲烷的产量在32.13ml/gTS。
e、厌氧发酵制氢后的发酵残渣及发酵液离心后的沉淀，经脱水、烘干、粉碎后，按照有机肥养分标准，通过辅料的添加，对氮、磷、钾含量成分调配，得到生物有机肥。
实施例3
a、对收集的湿醋糟进行预处理：1250g醋糟，按固液比2∶5加入3215g的质量浓度为3％的盐酸，室温下静置24h。
b、对牛粪中的产氢菌进行富集：300g牛粪按照固液比3∶5加入500ml浓度为1.0mol/L的NaOH溶液，处理时间1h，温度100℃。
c、将预处理过的醋糟加入厌氧发酵装置中，接种1000g的富集后的产氢菌，用酿造厂污水(或者自来水)稀释至5L，用盐酸和氢氧化钠溶液调节pH6.5左右，55℃发酵，进行搅拌。在此条件下，醋糟发酵48h的累积产氢量为34.62ml/gTS。。
d、厌氧发酵制氢后的发酵液经离心后，上清液与驯化的活性污泥进行发酵制甲烷反应。去粗渣后的上清液主要化学成分指标为：TS 2.1％，乙酸、丙酸和丁酸分别为1761mg/L、520mg/L和2625mg/L。甲烷厌氧发酵的条件为：取1.6L醋糟制氢上清液，以1mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0后，以厌氧活性污泥为混合菌种0.4L，发酵温度50℃，甲烷的产量在35.14ml/gTS。
e、厌氧发酵制氢后的发酵残渣及发酵液离心后的沉淀，经脱水、烘干、粉碎后，按照有机肥养分标准，通过辅料的添加，对氮、磷、钾含量成分调配，得到生物有机肥。

Claims (1)

1、一种醋糟的综合处理方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)对收集的湿醋糟进行预处理：将湿醋糟和质量浓度为0.5-3％的盐酸按2∶5的质量比例混匀，室温下静置浸泡24h；
(2)对牛粪中的产氢菌进行富集：在牛粪中按照质量比3∶5的比例加入浓度为0.3～1.0mol/L的NaOH溶液，处理1～2h，处理温度100℃；
(3)将预处理过的醋糟、富集后的产氢菌分别按照10～25％、10～20％的质量比加入到厌氧发酵装置中，再补充以重量计55～80％的酿造厂污水或者自来水，用盐酸或氢氧化钠溶液调节pH5.5～7.5，在25～55℃温度下发酵，使得产氢菌与醋糟充分接触反应，产生氢气；
(4)厌氧发酵产氢的全程反应时间为24-36h，当产气停止时，对发酵体系中的发酵液和残渣进行分离；
(5)将分离得到上清液发酵产甲烷，以醋糟制氢上清液为底物，加入活性污泥作为混合菌种，底物与菌种的体积比为15～17∶3～5，用1mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0后，发酵温度30～50℃下进行制甲烷发酵；
(6)对步骤(5)发酵残渣及发酵液离心后的沉淀经脱水、烘干、粉碎后，按照国家有机肥标准，进行氮、磷、钾含量的调配，从而制成生物有机肥。
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