CN104016759A - 一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法。该方法包括以下步骤：1)废液预处理：将发酵废液浓缩后利用碱解剂或是酸解剂调节pH，接入益生菌种子液，通气发酵后加热烘干；2)一级生物发酵：取甘蔗灰渣、滤泥、废浆液、基础培养基，混合搅拌进行一级生物发酵；3)二级生物发酵：加入微量元素，益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵；4)pH调整及无机肥调料：加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后调节pH，再加入钙镁肥、钾肥，搅拌均匀后干燥，得到活性化合有机肥。本发明利用现代生物高技术接种生物菌，经多级发酵培养，生产出高效的复合微生物发酵剂，处理过程中没有二次污染，灰渣、滤泥、废浆液处理后的肥料接近天然有机肥。

Description

一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法

技术领域

本发明属于工业废弃物回收利用领域，涉及一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法。

背景技术

甘蔗制糖过程中，蔗汁通过澄清，由压滤机或真空吸滤机过滤后的残渣叫滤泥。滤泥含有甘蔗纤维、蔗糖，带有蔗蜡的凝结胶体，蛋白质、磷酸钙，还夹带随原料蔗茎带来的砂泥，这些成分多来自甘蔗本身，而钙质物多数是蔗汁澄清处理时加入的；滤泥还含有少量的铁、心等微量元素。滤泥一般占压榨量的3％-4％，日处理2000t的糖厂，一个榨季就可产生滤泥1万t左右。我国制糖企业普遍采用的是亚硫酸法，亚硫酸法制糖的滤泥，具有较高的利用价值，有机质丰富，肥效高，通过腐熟处理，是优良的有机肥源。滤泥单独作为肥料，应进行堆沤腐熟后才能施用，堆沤过程中加盖薄膜或用泥土覆盖，以减少养分损失。滤泥一般做基肥，也可做追肥，施用量15t/hm²左右，施放滤泥的蔗地应配合施用石灰750kg/hm2以中和其酸性。

酒精废醪液(发酵废液)是糖厂利用制糖后的糖蜜生产酒精后副产物，一般为原料蔗量的15％左右。酒精废醪液具有很多甘蔗生长所需的养分，其中包括糖蜜中的氮、磷、钾和发酵过程中加入的养分，都溶解在酒精废醪液中，据分析，酒精废醪液约含全氮0.05％，全磷0.01％，全钾0.1％，研究表明，施用酒精废醪液，平均增产甘蔗可达15t/hm2以上，酒精废醪液养分浓度低，以液体方式灌溉施用，因此使用时，应注意灌溉施用量，一般以土壤含水量接近饱和为宜，一般施用量在450-600t/hm²左右。但长期施用酒精废醪液会导致蔗糖分下降，根据巴西等先进国家的经验，在施用酒精废醪液的同时，应在甘蔗成熟期配套喷施甘蔗增糖剂。

虽然目前糖蜜酒精废醪液的处理方法有蒸发浓缩法、沉降法等，以及近年来开展的“冲灰水”技术，也是处理酒精醪液的一种实用方法，处理后的废醪液用于制备固体肥的研究目前还停留在传统的沤制方法，技术含量低，制备得到的肥料增产效果、环保程度不高。本发明针对现有技术的不足，将经过处理的浓废醪液，与现代生物高技术相结合，接种生物菌，经多级发酵培养，就可生产出高效的复合微生物发酵剂；再加上制糖中产生的灰渣、滤泥等作为基质，就可以生产开发出固定高效生物菌肥。

发明内容

本发明的提供了一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，通过结合现代生物发酵技术，预处理后的废醪液等原材料，以及甘蔗灰渣、滤泥，在添加剂的作用下经过多级生物发酵培养、渥堆沤制等技术，回收利用废弃物制备出高效固体肥，解决废弃物的资源化利用和实现环境保护的效果。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，该方法包括以下步骤：

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为40-75％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用碱解剂或是酸解剂调节pH至5-6.5，接入10～20％益生菌种子液，通气发酵20～48h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量≤30％，得到预处理后的废液浆。

2)一级生物发酵：取15～30份甘蔗灰渣、50～70份滤泥、10～30份步骤1)制备得到的废浆液、2～5份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵10～15天，发酵期间搅动1～2次，得到一级发酵肥料；

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入2～5份微量元素，5～15份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵7～10天，得到活性有机肥；

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为5.5～7之间时停止加入碱解剂或是酸解剂，再加入5～15％钙镁肥、5～15％钾肥，搅拌均匀后在40`60℃通风条件下干燥，得到含水量为≤10％的活性化合有机肥；

作为本发明的进一步限定，所述的碱解药剂为石灰、液氨、碳酸铵中的任一种或是他们的组合剂，石灰为粉剂，且石灰中CaCO₃的含量≥92％；所述的酸解药剂为60-85％硫酸、60～95％盐酸、70～95％磷酸中的任一种或是他们的组合剂。

作为本发明的进一步限定，所述的加热蒸发为在50-85℃加热。

作为本发明的进一步限定，所述的基础培养基成分包括0.5-1％蛋白胨、0.5-2％氯化钠、0.5-2％磷酸钠。

作为本发明的进一步限定，所述的益生菌包括根瘤菌、固氮菌、磷细菌和钾细菌中的任一种或是他们的任意组合；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵16～24h后得到的发酵液。高活性的有益菌群的大量介入，施用该肥后的土壤中菌群可高达5亿个/克，迅速和持久地形成了有益微生物的种群优势，抑制了有害病菌的生长和繁殖，从根本上改变了土壤的微生态环境，并形成了一道阻隔有害病菌的天然屏障。

作为本发明的进一步限定，所述的微量元素包括铁、硼、砷、锰、锌、铜、钴、钼、硒、镁中的任一种或是他们的组合物。硼、锌、铜等数十种微量元素的加入，提供农作物生长所需的各种微量元素，供肥均衡，对促根壮苗、活化土壤、增产增质具有重要作用，且施用本有机无机复合肥的作物，作物产品风味佳。

本发明的技术原理是：由于甘蔗糖蜜酒精发酵废液中使其含有大量有机物(糖、粗蛋白、胶体等成分)不能直接被农作物吸收，需要通过化学或是生物反应使有机物发生酸碱降解、炭化、缩合、脱水等反应，由于采用化学反应处理中需要消化大量的酸碱试剂，且化学处理过程产生SO2、臭气等难闻气味，对环境造成二次污染，存在许多不足之处。本发明将经过处理的浓废醪液，与现代生物高技术相结合，接种生物菌，经多级发酵培养，就可生产出高效的复合微生物发酵剂，处理过程中没有二次污染，处理后的肥料接近天然有机肥，肥力强且对土壤友好；再加上制糖中产生的灰渣、滤泥等作为基质，就可以生产开发出固定高效生物菌肥。

为使本发明进一步公开充分，本发明干燥处理得到的活性化合有机肥，利用现有常规尿素喷浆造粒技术，制备得到可用于稻田、甘蔗、玉米、瓜果蔬菜等有机无机生物复合肥，施用该处理技术后的糖蜜发酵废液。

本发明的优点：

1.本发明将经过处理的浓废醪液，与现代生物高技术相结合，接种生物菌，经多级发酵培养，就可生产出高效的复合微生物发酵剂，处理过程中没有二次污染，处理后的肥料接近天然有机肥，肥力强且对土壤友好；再加上制糖中产生的灰渣、滤泥等作为基质，就可以生产开发出固定高效生物菌肥。

2.本发明技术处理后的糖蜜浓缩液中的糖、粗蛋白、胶质等不能为植物所直接吸收的有机质含量降低到5％以下，多级发酵后有机质经过炭化、降解、缩合转化成小分子有机肥，可为农作物直接吸收利用。

3.本发明干燥处理得到的活性化合有机肥，利用尿素喷浆造粒技术，制备得到可用于稻田、甘蔗、玉米、瓜果蔬菜等有机无机生物复合肥颗粒，施用该处理技术后的糖蜜浓缩液制成的颗粒，甘蔗可增产10-20％，水稻可增产5-15％，瓜果蔬菜可增产5-20％，尤其是甘蔗、红薯等作物风味极佳，含糖量也得到提高，甘蔗含糖量提高3～7％。

附图说明

图1.本发明回收利用方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围不局限于这些实施例。

实施例1：

本实施例用到的发酵废液、灰渣、滤泥等来自于广西某大型制糖企业、酒精生产企业，实施例中用到的基础培养基配方为：0.5％蛋白胨、1.5％氯化钠、1.0％磷酸钠；益生菌包括根瘤菌、固氮菌二者浓度约等于1:1组合；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵18h后得到的发酵液；微量元素包括硼、砷、锌、钼、硒中的四种质量比约等于1：1：1：1的组合物，微量元素加入之前溶于1L水溶液中，各微量元素的含量大概在0.5～1g/L之间。

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为60％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用石灰粉调节pH至6.0，接入10％益生菌种子液，通气发酵44h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量25-30％，得到预处理后的废液浆。

2)一级生物发酵：取25份甘蔗灰渣、60份滤泥、10份步骤1)制备得到的废浆液、5份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵15天，发酵期间搅动2次，得到一级发酵肥料。

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入3份微量元素，15份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵7天，得到活性有机肥。

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为5.5之间时停止加入硫酸，再加入5％钙镁肥、10％钾肥，搅拌均匀后在40℃通风条件下干燥，得到含水量为8-9％的活性化合有机肥。

实施例2：

本实施例用到的发酵废液、灰渣、滤泥等来自于广西某大型制糖企业、酒精生产企业，实施例中用到的基础培养基配方为：1％蛋白胨、0.5％氯化钠、2％磷酸钠；益生菌包括根瘤菌、固氮菌、磷细菌、钾细菌四种细菌浓度约等于1：1：1：1组合；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵16h后得到的发酵液；微量元素包括铁、锰、锌、钼、硒、镁中的六种质量比约等于1：1：1：1：1组合物，微量元素加入之前溶于1L水溶液中，各微量元素的含量大概在2～3g/L之间。

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为65％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用碳酸铵调节pH至5，接入15％益生菌种子液，通气发酵48h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量25-30％，得到预处理后的废液浆。

2)一级生物发酵：取20份甘蔗灰渣、50份滤泥、25份步骤1)制备得到的废浆液、5份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵10天，发酵期间搅动1～2次，得到一级发酵肥料。

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入5份微量元素，10份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵9天，得到活性有机肥。

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为6之间时停止加入盐酸，再加入15％钙镁肥、10％钾肥，搅拌均匀后在50℃通风条件下干燥，得到含水量为7-8％的活性化合有机肥。

实施例3：

本实施例用到的发酵废液、灰渣、滤泥等来自于广西某大型制糖企业、酒精生产企业，实施例中用到的基础培养基配方为：1％蛋白胨、2％氯化钠、0.5％磷酸钠；益生菌包括固氮菌；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵24h后得到的发酵液；微量元素包括铁、硼、砷、锰、锌、铜、钴、钼、硒、镁等十种按照1:1:1:1:1:1:1:1：1:1组合物，微量元素加入之前溶于1L水溶液中，各微量元素的含量大概在0.5～1g/L之间。

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为70％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用液氨调节pH至6.5，接入10％益生菌种子液，通气发酵30h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量15-20％，得到预处理后的废液浆。

2)一级生物发酵：取30份甘蔗灰渣、58份滤泥、10份步骤1)制备得到的废浆液、2份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵12天，发酵期间搅动1～2次，得到一级发酵肥料。

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入2份微量元素，15份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵10天，得到活性有机肥。

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为5.5之间时停止加入磷酸，再加入7％钙镁肥、8％钾肥，搅拌均匀后在60℃通风条件下干燥，得到含水量为8-10％的活性化合有机肥。

实施例4：

本实施例用到的发酵废液、灰渣、滤泥等来自于广西某大型制糖企业、酒精生产企业，实施例中用到的基础培养基配方为：0.5％蛋白胨、1％氯化钠、1％磷酸钠；益生菌包括根瘤菌；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵20h后得到的发酵液；微量元素包括砷、锰、锌、铜、钴、钼、硒、镁等十种按照1:1:1:1:1:1:1:1组合物，微量元素加入之前溶于1L水溶液中，各微量元素的含量大概在1.5～2g/L之间。

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为40％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用液氨和碳酸铵pH至5.5，接入20％益生菌种子液，通气发酵48h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量15-20％，得到预处理后的废液浆。

2)一级生物发酵：取20份甘蔗灰渣、65份滤泥、13份步骤1)制备得到的废浆液、2份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵15天，发酵期间搅动2次，得到一级发酵肥料。

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入4份微量元素，10份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵8天，得到活性有机肥。

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为7之间时停止加入磷酸，再加入10％钙镁肥、15％钾肥，搅拌均匀后在45℃通风条件下干燥，得到含水量为9-10％的活性化合有机肥。

实施例5：

本实施例用到的发酵废液、灰渣、滤泥等来自于广西某大型制糖企业、酒精生产企业，实施例中用到的基础培养基配方为：1％蛋白胨、2％氯化钠、0.5％磷酸钠；益生菌包括磷细菌、钾细菌两种浓度比例约等于1:1组合；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵18h后得到的发酵液；微量元素包括铁、锌、铜、钼、硒、镁等六种按照1:1:1:1:1:1组合物，微量元素加入之前溶于1L水溶液中，各微量元素的含量大概在2.0～2.5g/L之间。

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为50％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用石灰粉调节pH至6.0，接入15％益生菌种子液，通气发酵24h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量18-20％，得到预处理后的废液浆。

2)一级生物发酵：取15份甘蔗灰渣、70份滤泥、13份步骤1)制备得到的废浆液、2份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵10～15天，发酵期间搅动1～2次，得到一级发酵肥料。

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入3份微量元素，12份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵7天，得到活性有机肥。

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为6.5之间时停止加入盐酸，再加入5％钙镁肥、12％钾肥，搅拌均匀后在55℃通风条件下干燥，得到含水量为9-10％的活性化合有机肥。

实施例6：

本实施例用到的发酵废液、灰渣、滤泥等来自于广西某大型制糖企业、酒精生产企业，实施例中用到的基础培养基配方为：0.5％蛋白胨、2％氯化钠、0.5％磷酸钠；益生菌包括根瘤菌、磷细菌、钾细菌三种浓度比例约等于1:1：1组合；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵20h后得到的发酵液；微量元素包括硼、钴等两种按照1:1组合物，微量元素加入之前溶于1L水溶液中，各微量元素的含量大概在0.5～1.0g/L之间。

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为75％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用液氨调节pH至6.5，接入20％益生菌种子液，通气发酵20h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量15-18％，得到预处理后的废液浆。

2)一级生物发酵：取15份甘蔗灰渣、50份滤泥、30份步骤1)制备得到的废浆液、5份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵12天，发酵期间搅动2次，得到一级发酵肥料。

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入5份微量元素，15份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵9天，得到活性有机肥。

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为6.0之间时停止加入硫酸，再加入15％钙镁肥、5％钾肥，搅拌均匀后在60℃通风条件下干燥，得到含水量为5-6％的活性化合有机肥。

实施例7应用实例：

将实施例1-6处理得到的活性化合有机肥，利用现有常规尿素喷浆造粒技术，制备得到可用于稻田、甘蔗、玉米、瓜果蔬菜等有机无机生物复合肥，施用该处理技术后的糖蜜浓缩液制成的颗粒，甘蔗可增产10-20％，水稻可增产5-15％，瓜果蔬菜可增产5-20％，尤其是甘蔗、红薯等作物风味极佳，含糖量也得到提高，甘蔗含糖量提高3～7％。

Claims (6)

1.一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)废液预处理：利用加热蒸发将发酵废液浓缩至有机质含量为40-75％，得到浓缩液进行冷却，浓缩液流入调节池中利用碱解剂或是酸解剂调节pH至5-6.5，接入10～20％益生菌种子液，通气发酵20～48h后停止发酵，发酵液加热烘干至含水量≤30％，得到预处理后的废液浆；

2)一级生物发酵：取15～30份甘蔗灰渣、50～70份滤泥、10～30份步骤1)制备得到的废浆液、2～5份基础培养基，混合搅拌置于一级生物发酵池中曝气发酵10～15天，发酵期间搅动1～2次，得到一级发酵肥料；

3)二级生物发酵：取步骤2)得到的一级发酵肥料，加入2～5份微量元素，5～15份益生菌种子液，搅拌均匀后曝气发酵7～10天，得到活性有机肥；

4)pH调整及无机肥调料：在步骤3)的活性有机肥中加入碱解剂或是酸解剂，搅拌均匀后取样溶解测定pH为5.5～7之间时停止加入碱解剂或是酸解剂，再加入5～15％钙镁肥、5～15％钾肥，搅拌均匀后在40`60℃通风条件下干燥，得到含水量为≤10％的活性化合有机肥。

2.根据权利要求1所述的一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，其特征在于：所述的碱解药剂为石灰、液氨、碳酸铵中的任一种或是他们的组合剂，石灰为粉剂，且石灰中CaCO₃的含量≥92％；所述的酸解药剂为60-85％硫酸、60～95％盐酸、70～95％磷酸中的任一种或是他们的组合剂。

3.根据权利要求1所述的一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，其特征在于：所述的加热蒸发为在50-85℃加热。

4.根据权利要求1所述的一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，其特征在于：所述的基础培养基成分包括0.5-1％蛋白胨、0.5-2％氯化钠、0.5-2％磷酸钠。

5.根据权利要求1所述的一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，其特征在于：所述的益生菌包括根瘤菌、固氮菌、磷细菌和钾细菌中的任一种或是他们的任意组合；所述的益生菌种子液是益生菌在基础培养基中发酵16～24h后得到的发酵液。

6.根据权利要求1所述的一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法，其特征在于：所述的微量元素包括铁、硼、砷、锰、锌、铜、钴、钼、硒、镁中的任一种或是他们的组合物。