CN101182249B - 利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法，属于废水处理领域，其步骤如下：①将排放的废水集中沉淀。经过沉淀罐的3级沉淀，沉淀时间分别为2小时、4小时和8小时。②将沉淀物和EM按重量比1000∶1～5混匀，15℃～25℃置放24小时；③在28℃～32℃下风干，常温造粒、筛分。该方法既解决了废水奇臭无比、污染环境的问题，又增加了有益微生物的总量，大大降低了污染物总量，同时使生产的生物有机肥能够达到国家要求的生物有机肥行业标准，所生产的生物有机肥可用于棉花、小麦、大蒜等作物。

Description

利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法

技术领域

本发明涉及鲜地瓜加工淀粉排放的废水处理领域，尤其是利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法。

背景技术

甘薯(Ipomoeabatatas)是旋花科甘薯属的一个重要栽培品种，原产于南美洲，由于其高产稳产并具有抗干旱、耐瘠薄、适应性强、营养丰富等特点，在我国被大量的种植，产量仅次于水稻、小麦和玉米，占世界甘薯产量的80％以上(年产约1.2亿吨)。甘薯除含丰富的淀粉和糖类外，甘薯块根中一般还含有2～10％干物质的蛋白质。在我国，甘薯主要用于生产甘薯淀粉，鲜红薯生产淀粉一般属于农村手工生产，其工艺流程如下：原料选择-水洗-破碎-磨碎过滤-兑浆-撇缸和坐缸-撇浆-起粉-干燥。其生产过程如下：(1)原料选择：由于红薯品种不同，其品质与淀粉含量也不同，即使同一品种，在不同产地，其品质也有很大差异。要选择好加工淀粉的品种，要求淀粉含量高，带病的红薯不仅不适合做淀粉加工原料，而且在贮藏中会传染给别的薯块，易发生腐烂造成损失，因此要把病薯剔除干净。(2)水洗：将鲜薯倒人缸中加上清水，用人工进行翻洗，洗完后取出，沥去余水。(3)破碎：沥水后的鲜薯用破碎机打成碎块，块的大小为2厘米以下，以利于入磨。(4)磨碎过滤：这是红薯淀粉生产的主要环节，影响产品质量和淀粉产出率。将鲜薯碎块送人石磨或金刚砂磨加水磨成薯糊，鲜薯重量与加水量的比例为1∶3～3.5。再将薯糊倾入孔径为60目的筛子中进行过滤。(5)兑浆：经过滤得到的淀粉乳放人大缸中，随即按比例加入酸浆和水调整淀粉乳的酸度和浓度。淀粉乳的酸度和浓度与淀粉和蛋白质的沉淀有密切关系。若淀粉乳酸度过大，淀粉和蛋白质同时沉淀，使淀粉分离不清。酸度过小，则蛋白质和淀粉均沉淀不好，呈乳状液，无法分离。根据生产经验，酸浆最佳pH值为3.6～4.0。大缸中淀粉乳浓度为3.5～4.0波美度，加入酸浆量为淀粉乳的2％，加酸浆后淀粉乳的pH值为5.6。若气温高，发酵快，酸浆用量可酌量减少。(6)撇缸和坐缸：兑浆后约静置20～30分钟，使沉淀完成，即可进行撇缸。将上层清泔水及蛋白质、纤维和少量淀粉的混合液取出，留在底层的为淀粉。在撇缸后的底层淀粉中加水混合，调成淀粉乳，使淀粉再沉淀。在沉淀过程中起酸浆发酵作用，称坐缸。坐缸时应控制温度和时间。坐缸温度为20℃左右。在天冷时必须保温或在加水混时可用热水。坐缸发酵必须发透，在发酵过程中适当地搅拌，促使发酵完成。一般坐缸时间为24小时，天热可相应缩短一些时间。发酵完毕，淀粉沉淀。(7)撇浆过滤：坐缸所生成的酸浆称为二和浆，即酸浆法中主要使用的酸浆。发酵正常的酸浆有清香味，浆色洁白如牛奶。若发酵不足或发酵过头的酸浆，色泽和香味均差。撇浆即是将上层酸浆撇出作为兑浆之用。撇浆后的淀粉用筛孔为120的细筛进行筛分。筛上物为细渣，可作饲料。筛下物为淀粉，转入小缸。淀粉转入小缸后，加水漂洗淀粉，约需放置24小时，防止出现发酵现象。(8)起粉：淀粉在小缸中沉淀后，上层液体为小浆，可与酸浆配合使用，或作为磨碎用水。撇去小浆后，在淀粉表面留有一层灰白的油粉，系含有蛋白质的不纯淀粉。油粉可用水从淀粉表面洗去，洗出液可作为培养酸浆的营养物料，底层淀粉用铲子取出，淀粉底部可能有细砂粘附，应将其刷去。(9)干燥：经过上述流程，获得湿淀粉。为了便于贮藏和运输必须进行干燥。一般采用日光晒干或送入烘房烘干。

如上所述，鲜甘薯生产淀粉过程中排放大量的废水(洗鲜地瓜的泥水和淀粉制作过程中洗浆、撇浆等排出的水)，经检测此类废水中含有：有机质含量3.2％，蛋白质含量为0.21％，大肠菌群数＝1326个/g；蛔虫卵死亡率＝13％；COD＝98.772mg/L，氨氮＝11.30mg/L，总磷＝4.295mg/L，PH为5.6，含水量81.48％。由于蛋白质酸败，COD等污染物严重超标等原因，如果直接排放到外界，将造成奇臭无比；这不仅使环境受到污染，而且还造成了资源极大的浪费，限制了该产业的存在和发展。

EM是日本著名微生物专家比嘉照夫发明的一种新型复合微生物制剂，EM制剂商品名称在市场上各不相同，有的称为“EM原露”，有的称为“EM原液”，有的称为“益生菌”，其实都是指同一类产品。它是基于头领效应的微生物群体生存理论和抗氧化学说，以光合菌为中心，与固氮菌并存、繁殖，采用适当的比例和独特的发酵工艺把经过仔细筛选出的好气性和嫌气性微生物加以混合后培养出的多种多样的微生物群落。日方称其EM含有10个属80多种微生物，其中主要的代表性微生物有光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌四类。各种微生物生长过程中产生的有用物质及其分泌物质，成为微生物群体相互生长的基质和原料，通过相互间的这种共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生物系统，发挥多种功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法，该方法既解决了废水奇臭无比，污染环境问题，又增加了有益微生物的总量，大大降低了污染物总量，同时使生产的生物有机肥能够达到国家要求的生物有机肥行业标准。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法，其特征在于：

1)、将鲜地瓜加工淀粉排放的废水集中沉淀，在密封状态下，经过沉淀罐的三级沉淀，三级沉淀的时间分别为第一级2小时、第二级4小时和第三级8小时；沉淀罐内温度保持在0℃以上，常压；

所述的沉淀罐为密封铁罐，直径与高度的比例为1∶3，污水入口在罐顶部，第一级沉淀罐出水口距离罐底1/5处，第二级沉淀罐出水口距离罐底1/6处，第三级沉淀罐出水口距离罐底1/8处，沉淀物排放口在罐的底部；

2)、将沉淀物和EM微生物制剂按重量比为1000∶1～5的比例混匀，保持温度为15℃～25℃置放24小时；在28℃～32℃的温度下风干，常温造粒、筛分。

利用上述方法得到的生物有机肥：有效活菌数cfu≥0.20亿/g；以干基计的有机质≥25.0％；水分≤15.0％；pH值为5.5～8.5；大肠菌群数≤100个/g；蛔虫卵死亡率≥95％；有效期≥6个月。各项指标均符合生物有机肥行业标准。

本方法选用EM的作用：一方面，增加有效活菌数，抑制有害活菌数，去除臭味；另一方面，转化沉淀物中的蛋白质、COD等为有机小分子物质，增加生物有机肥的有机质、氮磷钾含量。因此本发明中通过EM去除臭味、增加有效活菌数，转化沉淀物中的蛋白质、COD等为有机小分子物质，增加生物有机肥的有机质、氮磷钾含量，是鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的关键，也是利用本方法得到的有机肥各项指标达到生物有机肥行业标准的关键，EM的这种作用有别于现有技术。

为了发挥EM的作用，必须对鲜地瓜加工淀粉排放的废水沉淀物进行预处理。本发明，在密封状态下，经过沉淀罐的三级沉淀处理，预处理后的沉淀物可使EM发挥最大效能。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

本发明的有益效果是：

1、该方法解决了鲜地瓜加工淀粉的废水排放对环境的不良影响，生产有机肥变废为宝，节约资源，为该鲜地瓜加工淀粉产业的存在和发展提供了技术保障。

2、本方法在不添加其它化合物或元素的前提下，通过EM的作用，使鲜地瓜加工淀粉排放的废水沉淀物有效成分发生转化，从而使生产的有机肥各项指标均能达到生物有机肥行业标准。不仅可降低有机肥的生产成本，也为该有机肥规模生产奠定了基础。

3、该法生产的生物有机肥，可用于棉花、小麦、大蒜等作物。不仅改良土壤、而且肥效显著。

典型试验情况为：

1、棉花试验：

在山东省三大主要棉区(鲁西南棉区的金乡、鲁西棉区的临清和鲁北棉区的东营)，以现有品种鲁棉研15号(特征特性：中熟偏早，全生育期129天，出面好，结铃性强，吐絮畅而集中，株型清秀，通透性好，易管理，单铃重5.6克，衣份41.2％，子指10.3克，衣指8.9克.该品种高抗棉铃虫等鳞翅目害虫，抗枯萎耐黄萎，枯黄萎病指分别为2.83和4.67。对苗期病害也有较强的抗性。其纤维洁白，有丝光、外观好，2.5％纤维跨长30.5毫米，比强度21.0里牛/特克斯，麦克隆值4.2，气紗品质1889。)为试验品种，以每亩基施该生物有机肥150公斤为处理，以不施有机肥为对照，重复三次，其它施肥(亩基施尿素30公斤、二铵30公斤、追施尿素15公斤)和管理措施完全相同，试验结果分别为棉花籽棉产量分别为346.5公斤/亩、315.5公斤/亩和254.4公斤/亩，皮棉产量分别为142.3公斤/亩、129.4公斤/亩和104.3公斤/亩，分别比对照增产24.3％、20.2％和11.9％。

2、小麦试验：

在山东省农科院试验农场小麦田中，以现有品种济麦20(特征特性：冬性，幼苗直立，苗色深绿，叶片较窄，分蘖能力强，成穗率高；株型紧凑，叶片上冲，叶耳紫色，旗叶较窄，中长，挺直；株高75～80厘米，抗倒伏性好；抽穗后茎叶穗腊质重；穗纺锤型，长芒，白壳，白粒，角质；亩穗数40万，穗粒数36粒，千粒重40克，有较好的抗旱性。)为对照品种。以每亩基施该生物有机肥150公斤为处理，以不施有机肥为对照，重复三次，其它施肥(亩基施尿素30公斤、二铵30公斤、追施尿素15公斤)和管理措施完全相同，试验结果为小麦亩平均产量为535.4公斤，比对照增产36.2％。

3、大蒜试验：

在山东省金乡县鸡黍镇科技园，以现有品种金乡大蒜(特征特性：外皮白色、较厚，不易脱皮，圆形，横径一般在5.5厘米，单头重70～100克，单头瓣一般为13～17瓣，外形扁圆周形，不裂瓣。含大蒜素0.39％，镁0.52％，硒3.88毫克/公斤，铁14.98毫克/公斤，磷0.16％，钙141毫克/公斤，Vc11.54毫克/公斤，VB20.96毫克/公斤，粗纤维0.63％，碳水化合物27.32％，粗蛋白6.83％，各类氨基酸含量总和为0.7％，总硫含量0.97％。)为实验品种，以每亩基施该生物有机肥150公斤为处理，以不施有机肥为对照，重复三次，其它施肥(亩基施尿素30公斤、二铵30公斤、追施尿素15公斤)和管理措施完全相同，试验结果为小麦亩平均产量为2304.9公斤，比对照增产20.2％。

该生物有机肥批量生产后，不仅为鲜地瓜加工企业解决了处理垃圾和污染环境问题，而且为生物有机肥生产企业增效14.4亿元(全国每年加工淀粉用鲜地瓜约8000万吨，排放污水约2.4亿吨，可生产有机肥240万吨，每吨按净收入600元计算)，通过改良土壤、增加产量可实现社会效益57.4亿元(以棉花为例，240万吨有机肥，可施1.6亿亩，每亩增产19.8％，皮棉产量按150公斤/亩，皮棉价格按12元/公斤计算)。

具体实施方式

例一：利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法，其步骤是：

1)将鲜地瓜加工淀粉排放的废水集中沉淀，在密封状态下，经过沉淀罐的三级沉淀，三级沉淀的时间分别为第一级2小时、第二级4小时和第三级8小时；沉淀罐内温度保持在0℃以上(鲜地瓜加工时环境温度一般均在零度以上)，常压，留有水位观察表。

所述的沉淀罐为密封铁罐，直径与高度的比例为1∶3，污水入口在罐顶部，第一级沉淀罐出水口距离罐底1/5处，第二级沉淀罐出水口距离罐底1/6处，第三级沉淀罐出水口距离罐底1/8处，沉淀物排放口在罐的底部。

2)、将沉淀物和EM微生物制剂按重量比为1000∶1的比例混匀，保持温度为15℃置放24小时(15℃以下采取保温措施)；在28℃的温度下风干，常温造粒、筛分即可生产出生产生物有机肥。

3)经检测生物有机肥：有效活菌数(cfu)为0.25亿/g，有机质含量33.4％，氮磷钾有效养分含量6.1％，pH为6.1，水分为10.01％，大肠菌群数13个/g；蛔虫卵死亡率99％；有效期可达到1年，各项指标均符合生物有机肥行业标准。

例二：利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法，其步骤是：

1)将鲜地瓜加工淀粉排放的废水集中沉淀，在密封状态下，经过沉淀罐的三级沉淀，三级沉淀的时间分别为第一级2小时、第二级4小时和第三级8小时；沉淀罐内温度保持在0℃以上，常压，留有水位观察表。

所述的沉淀罐为密封铁罐，直径与高度的比例为1∶3，污水入口在罐顶部，第一级沉淀罐出水口距离罐底1/5处，第二级沉淀罐出水口距离罐底1/6处，第三级沉淀罐出水口距离罐底1/8处，沉淀物排放口在罐的底部。

2)、将沉淀物和EM微生物制剂按重量比为1000∶5的比例混匀，保持温度为25℃置放24小时；在32℃的温度下风干，常温造粒、筛分即可生产出生产生物有机肥。

3)经检测生物有机肥：有效活菌数(cfu)为0.37亿/g，有机质含量30.4％，氮磷钾有效养分含量5.2％，pH为5.9，水分为10.01％，大肠菌群数11个/g；蛔虫卵死亡率99％；有效期可达到1年，各项指标均符合生物有机肥行业标准。

例三：与例二的区别在于，沉淀物和EM微生物制剂按重量比为1000∶3的比例混匀，保持温度为20℃置放24小时；在30℃的温度下风干，常温造粒、筛分即可生产出生产生物有机肥。经检测生物有机肥：有效活菌数(cfu)为0.29亿/g，有机质含量31.3.4％，氮磷钾有效养分含量5.7％，pH为6.0，水分为10.01％，大肠菌群数12个/g；蛔虫卵死亡率99％；有效期可达到1年，各项指标均符合生物有机肥行业标准。

本发明实施例并不局限于如此，有关参数的选择，可以在其范围内自由选取，所生产的生物有机肥均符合生物有机肥行业标准(中华人民共和国农业行业标准NY 884-2004)。

Claims (1)

1.一种利用鲜地瓜加工淀粉排放的废水生产生物有机肥的方法，其特征在于：

1)、将鲜地瓜加工淀粉排放的废水集中沉淀，在密封状态下，经过沉淀罐的三级沉淀，三级沉淀的时间分别为第一级2小时、第二级4小时和第三级8小时；沉淀罐内温度保持在0℃以上，常压；

所述的沉淀罐为密封铁罐，直径与高度的比例为1∶3，污水入口在罐顶部，第一级沉淀罐出水口距离罐底1/5处，第二级沉淀罐出水口距离罐底1/6处，第三级沉淀罐出水口距离罐底1/8处，沉淀物排放口在罐的底部；

2)、将沉淀物和EM微生物制剂按重量比为1000∶1～5的比例混匀，保持温度为15℃～25℃置放24小时；在28℃～32℃的温度下风干，常温造粒、筛分。