CN102485664A - 一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明首先直接从橡胶胶乳凝固池中抽取橡胶胶乳凝固废液或收集橡胶胶乳凝固胶块挤压出来的废液，在橡胶胶乳凝固废液中加入磷矿粉、糖源、醋酸菌、酵母等微生物发酵，微生物在繁殖过程中吸收废液中的大量营养物质，醋酸菌等微生物发酵产生的酸性物质又进一步水解磷矿粉中的磷、钾、钙、镁等元素，最终使得橡胶胶乳凝固废液通过微生物发酵成为含有大量醋酸菌等益生菌、植物需求的大量元素氮、磷、钾以及中小微量元素如钙、镁、锌等复合微生物液肥；将磷矿粉等物质形成的半固体成分收集，加入甘蔗渣、木薯糖泥等物质搅拌、干燥后形成固体生物肥料。从总体看，本方法具有简单、成本低、产品用途广、效益好等优点。

Description

一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法

一、技术领域

本发明涉及一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法。

二、背景技术

橡胶胶乳加工厂的主要废水来源于橡胶胶乳凝固废液和胶块的洗涤和制粒。其中，橡胶胶乳凝固废液中含有大量的蛋白质、无机盐以及酸性物质，尤其是生产橡胶浓缩胶乳的加工厂。虽然橡胶胶块的洗涤和制粒过程中也产生大量的废水，但是由于蛋白质、无机盐含量低，这些废水并不是橡胶加工排放废液的主要污染来源。

橡胶胶乳凝固废液是由于生产浓缩胶乳可以加工成许多高附加值的橡胶产品。所以，在我国的大部分地区，收集的橡胶胶乳大部分用于橡胶浓缩胶乳的加工。在橡胶浓缩胶乳加工厂，除了橡胶浓缩胶乳，剩下产品就是橡胶浓缩胶乳乳清。通过离心浓缩，浓缩胶乳中干胶含量进一步提高，蛋白质含量进一步降低；与此同时，蛋白质、灰分等水溶性物质大量进入浓缩胶乳乳清，所以浓缩胶乳乳清中的干胶含量大大降低，浓缩胶乳乳清中的蛋白质、灰分等物质浓度进一步升高。浓缩胶乳一般运到新的橡胶胶乳加工厂进行新产品的加工。剩下的橡胶浓缩胶乳乳清一般通过加入大量硫酸、偏磷酸钠、硫化促进剂来凝固生产乳清干胶片和颗粒。

由于橡胶浓缩胶乳乳清的干胶含量低，所以在凝固时需要添加大量的硫酸、偏磷酸钠等凝固剂，在收集的橡胶胶乳含有大量的氨水，所以橡胶浓缩胶乳清凝固后产生的废水，含有大量的蛋白质、硫酸铵、醋酸铵、磷酸铵等营养物质，这些营养成分在自然界微生物的作用下非常容易发臭，造成工厂周围的水体和空气污染。对于生产浓缩胶乳的工厂，乳清凝固后的废液含有总固形物、化学需氧量、和氨含量特别高，造成的环境污染也非常严重。所以，在橡胶浓缩胶乳厂，橡胶浓缩胶乳乳清凝固废液是主要的环境污染源。橡胶浓缩胶乳乳清由于凝固时加入大量硫酸，所以乳清凝固废水中含量较高的硫酸铵，它是一种厌氧发酵的抑制剂，传统的微生物发酵处理工艺一直没能有效发酵利用橡胶浓缩胶乳凝固废液，目前采用的厌氧-氧化糖-射流爆气工艺方法中没有排除硫化物和铵氮对厌氧发酵的抑制，使处理达不到预期效果。由于普通橡胶胶乳的凝固液含有大量的醋酸、蛋白质等物质以及其他许多微生物，因此，一般的发酵处理方法往往产生恶臭并且发酵效果不佳。因此，解决橡胶凝固废液的治理，对于解决橡胶胶乳加工厂的加工废水的治理具有关键作用。虽然马来西亚报道利用橡胶浓缩胶乳乳清凝固废液浓缩后生产肥料的报道，但是该方法能耗大，所以依然难以大规模推广运用。

为了消除橡胶胶乳加工厂加工凝固废液对环境的污染，采取了许多的处理方法，归纳起来主要有以下几种方法：

(1)在排放废液之前必须用生物技术处理，除去其中的有机物质。最常用的处理方法是将乳清在氧化池中存放一段时间，让有机物质降解。

(2)作为微生物培养基，如细菌、酵母、真菌、藻类等微生物，由于杂菌多，培养基需要灭菌或培养物回收困难、效益低，在生产上并没有推广利用价值；

(3)养鱼，需要很大的水面积，可是依然产生水体和空气污染；

(4)用作胶乳的凝固剂，用量有限，不能从根本上解决废水的处理；

(5)提取白坚木皮醇，部分利用，不能从根本上解决废水的处理；

(6)浓缩废液来生产有机肥料，能耗高，效益低；

(7)农业灌溉用水，产生环境污染；

(8)人工湿地处理，需要大量的土地面积，依然存在环境污染。

由于上述方法存在处理成本高、效益低或造成环境污染等原因，都没有能在生产上大规模推广运用或没能有效解决污染问题。因此，橡胶胶乳加工厂凝固废液的治理依然是当前橡胶废水污染治理的重要难题。

三、发明内容

本发明的目的是克服上述已有技术的局限和缺点，通过微生物发酵橡胶胶乳凝固废液来生产含有大量植物营养成分以及大量益生菌的生物液肥。本发明首先直接从橡胶胶乳凝固池中抽取橡胶胶乳凝固废液或收集挤压橡胶凝固胶块出来的废液，在橡胶胶乳凝固废液中加入磷矿粉等矿物质来中和废液中的硫酸或醋酸等酸性物质，同时吸附废液中的氨气等抑制微生物发酵的物质，然后加入糖源、醋酸菌、酵母、乳酸菌等微生物发酵，在厌氧条件下，酵母菌利用糖源发酵产生大量乙醇等物质，然后在有氧条件下醋酸菌利用乙醇等物质形成大量有机酸来抑制其他杂菌的生长，微生物在繁殖过程中吸收废液中的大量营养物质，醋酸菌、乳酸菌等微生物发酵产生的酸性物质又进一步水解磷矿粉中的磷、钾、钙、镁等元素，最终使得橡胶胶乳凝固废液通过微生物发酵成为含有大量醋酸菌等益生菌、植物需求的大量元素氮、磷、钾以及中小微量元素如钙、镁、锌等复合微生物液肥。

为了达到本发明的目的，本发明提供了下述技术方案：

微生物培养液母液的制备以及橡胶胶乳凝固废液的微生物发酵工艺，包括微生物培养液的制备以及糖源、磷矿粉和微生物培养液以及橡胶胶乳凝固废液的混合发酵。上述工艺中，橡胶胶乳凝固废液是直接从橡胶胶乳凝固池或橡胶浓缩胶乳乳清凝固池中抽取；糖源可以是废糖蜜、蔗糖、葡萄糖、果糖、木薯糖浆等糖类成份；

磷矿粉可以是含高钙的磷矿粉，也可以是石粉、火山土等物质；

微生物培养母液，为能够产生乙酸和细菌纤维素的醋酸菌和发酵产生乙醇的酵母菌等微生物形成的菌群发酵所形成的微生物培养液，其中醋酸菌中包含产乙酸或产细菌纤维素(产膜)菌种。醋酸菌和酵母菌有明显的协同生长的作用，酵母菌发酵产生的乙醇可以被醋酸菌利用产生乙酸或生成细菌纤维素。

加入磷矿粉或石头粉末可以中和橡胶胶乳凝固废液中的硫酸或醋酸等酸性物质，同时粉末可以吸附废液中氨水等抑制发酵的物质，同时抑制其他不产酸或产酸弱的霉菌等杂菌的生长；加入的糖源和微生物通过发酵产生乙醇、乙酸等物质，既分解、吸收废液中的营养物质，抑制其他杂菌的生长，最终通过发酵将橡胶胶乳凝固废液变成一种植物营养成分丰富并且含有大量益生菌的生物液肥。

本发明与以前的方法相比有以下显著优点：

(1)直接从橡胶胶乳凝固池或橡胶浓缩胶乳乳清凝固池中抽取橡胶胶乳凝固废液或橡胶浓缩胶乳乳清凝固废液，或收集橡胶凝固胶块挤压废液；这样避免凝固废液与胶块加工过程中产生的冲洗废水或制粒废水混合，既避免降低废液中各种营养物质的浓度，减少废水处理量，又可以避免混入其他杂质和杂菌，影响下一步的发酵利用；

(2)加入磷矿粉或石粉，中和硫酸铵等物质对发酵的抑制作用，同时又起到抑制部分杂菌的生长；

(3)本发明中的微生物为醋酸菌、酵母、乳酸菌菌群，比以前的单一菌群更加稳定，而且菌种之间有协同作用；产生的乙醇或乙酸，可以抑制其他杂菌的生长，同时促进对磷矿粉的降解和营养成分的释放；

(4)微生物在生长过程中大量分解吸收废液中的氮源、糖源、无机盐等营养物质，从而使得废液成为无毒无臭的微生态制剂；醋酸菌、酵母等微生物形成的微生物菌群对许多植物病原菌具有抑制作用，因此，将橡胶胶乳凝固废液发酵后变成一种高级生物液肥，即可做肥料，也可预防植物病害；将发酵桶中的磷矿粉等物质形成的半固体成分收集，加入甘蔗渣、木薯糖泥等物质搅拌、干燥后形成固体生物肥料。

(5)从总体看，本方法具有简单、成本低、用途广、效益好等优点。

四、具体实施方式

将含醋酸菌、酵母等菌种的菌群接种到本发明的液体培养基中，根据使用规模逐级扩大，一级液体培养基需灭菌消毒，其后几次需要煮沸消毒，按5％-20％的接种量接入上一级培养液，接种后根据气温培养3-10天，备用。然后，将微生物菌种母液、糖源、磷矿粉末按一定比例加入橡胶胶乳凝固废液，搅拌均匀后密封培养3-5天，然后打开盖子搅拌通气培养3-5天，过滤分装成生物液肥；将磷矿粉等物质形成的半固体成分收集，加入甘蔗渣、木薯糖泥等物质搅拌、干燥后形成固体生物肥料。

实施例1

首先配制如下微生物母液培养基，培养基含有如下的组份(以重量百分比计算，下同)，配方为：磷酸二氢钾0.1-0.5％，糖类物质：1-10％，蛋白胨1-10％，乙醇或乙酸0.1-0.5％，水80-90％。

取含醋酸菌、酵母等微生物的混合菌群菌液，加入到上述微生物母液培养基培养3-10天，直到培养基PH值得降到3-4以下，培养液中的醋酸含量比较多而稳定，这时按5-20％的添加量将微生物菌液加入橡胶浓缩胶乳乳清凝固废液中，同时添加1％--20％重量的磷矿粉或石粉、火山土、1％--20％重量的糖源如废糖蜜、木薯淀粉水解产生的糖浆等糖源，混合后密封发酵7-15天，然后再搅拌通气后发酵7-15天，将发酵液过滤后分装成生物液肥；将磷矿粉等物质形成的半固体成分收集，加入甘蔗渣、木薯糖泥等物质搅拌、干燥后形成固体生物肥料。

Claims (5)

1.一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法，其特征在于所用橡胶胶乳凝固废液直接从橡胶胶乳凝固池或橡胶浓缩胶乳乳清凝固池中抽取，或是收集橡胶凝固胶块挤压废液。

2.一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法，其特征在于所用微生物培养液中的主要菌群为醋酸菌、酵母菌，醋酸菌为产乙酸或细菌纤维素的菌种，酵母菌可以产生乙醇，醋酸菌可以利用乙醇产生乙酸或细菌纤维素，酵母菌和醋酸菌菌群之间具有共生的特征。

3.根据权利要求1所述的一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法，橡胶胶乳凝固废液发酵配方为：橡胶胶乳凝固废液占50％-80％，磷矿粉或石粉占1-20％，糖源占1-20％，含醋酸菌、酵母等菌种的菌液占5-20％。

4.根据权利要求1所述的一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法，橡胶胶乳凝固废液发酵程序为：废液混合菌液、糖源、磷矿粉(石粉)等物质后，先密封发酵7-15天，然后通气搅拌发酵7-15天。

5.根据权利要求1所述的一种利用微生物发酵处理橡胶胶乳凝固废液的方法，橡胶胶乳凝固废液发酵后的处理方法为：液体的部分过滤分装成生物液肥；将磷矿粉等物质形成的半固体成分收集，加入甘蔗渣、木薯糖泥等物质搅拌、干燥后形成固体生物肥料。