CN104892054B - 利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物有机磷肥制备方法技术领域，具体为利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法，方法中所用各种设备和装置，如过滤设备、低温真空浓缩设备、恒温反应容器造粒机、干燥设备等，均可采用现有技术设备。这种方法不仅解决了糖蜜酒精生产企业生产废液处理成本高的问题，减少了环境污染，还为农业生产提供了一种新型的活性磷肥肥料。
Description
技术领域
本发明涉及生物有机磷肥制备方法技术领域，具体为利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法。
背景技术
研究表明利用微生物菌剂分解有机和无机矿物中的有效养分，提高肥料的利用效率途经。
糖蜜制酒精是资源综合利用的一项先进技术，但是由于该技术生产过程中产生了大量的废水，给环境和生产企业都带来了严重的困扰。通常每生产1吨酒精需排放70吨以上的废醪液，直接排放废水的pH均小于7，呈现弱酸性，含有甘蔗有机质和甘蔗短纤维等物质，生产废液的BOD、COD都很高，废液处理成本较高，严重制约了各制糖企业的可持续发展。通过浓缩，喷雾干燥制成干粉，到达零排放的目的。制成的干粉含有60%以上的有机质、8%以上的氨基酸、36%的生化黄腐酸钾、大量的有机胶体、剩余蔗糖、碳酸钙（镁）、氨氮和有机磷等适合农作物生长的大量营养元素。
干粉含中8%以上的氨基酸也是一种多功能肥料。以谷氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、天门冬氨酸为主，聚谷氨酸、聚天门冬氨酸等是一类氨基酸聚合物，其在溶液中水解或者作物吸收后可以水解为氨基酸，具有氨基酸的基本性质及作用。正常状态下是以氨基酸盐或者游离酸的形式存在的。研究表明，肥料中添加一种或多种氨基酸原料可以强化作物对氮、磷、钾及中微量元素的全面吸收，提高肥料利用率、促进生长、增加产量、改善作物品质、促进根系生长、增强抗逆性以及改良土壤。
干粉中含36%的生化黄腐酸，含有腐殖酸类物质的新型肥料，也是一种多功能肥料。具有刺激作物生长、改良土壤理化性质、培育地力、为作物提供营养元素、加强作物体内多种酶的活动和促进微生物繁殖等作用。它含有大量的羰基、羟基、羧基、芳香基、大环内脂等活性功能团，干粉添加到磷肥中或施入土壤中，它们可螯合突然间中的钙镁离子、铝离子、铁离子，减少磷酸根离子与钙镁离子、铝离子、铁离子的结合提高磷肥的有效性。干粉中含大量的有机胶体在施入土壤中形成一层保护膜阻止磷肥的磷酸根离子与土壤中的钙镁离子、铝离子结合来减少磷的固定，提高磷肥的有效性。
同时剩余蔗糖、氨基酸、有机胶体为磷肥中添加的解磷菌提供充分养分和载体，提高有效菌剂的存活率，本研究表明在磷肥游离酸≤5%中按一定比率添加干粉后保存180天，添加的解磷菌存活率达80%以上，存活的解磷菌功能表现正常。
以过磷酸钙为代表的中低浓度磷肥我国每年生产和使用达3000万吨，中国是缺磷大国，磷肥施入土壤后磷肥与土壤充分混合，磷肥的有效成分水溶磷酸根离子与土壤中的钙镁离子、铝离子、铁离子结合产生沉淀而被固定，所以过磷酸钙的磷利用率目前只有15%-20%，提高作物对磷肥的利用率是减少资源浪费，提高资源使用效率有效途径。利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥，是利用糖蜜酒精废液生产干粉可减少资源的浪费，减小对环境的污染。利用糖蜜酒精废液生产干粉中含有的天然氨基酸酸、生化黄腐酸、剩余蔗糖、有机胶体提高酸性环境下解磷菌存活率、不影响解磷菌功、功能团螯合、胶体保护膜阻隔、提供微生物养分等综合手段到达提高磷肥有效率的目的，具有十分积极的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对目前国内糖蜜酒精废液工业企业生产废液处理成本高的问题以及废液中含有农作物生产所需的各种元素以及丰富的天然氨基酸酸、生化黄腐酸、剩余糖、有机胶体的特性，提供一种利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法，方法步骤如下：
（a）取任何一家糖厂的糖蜜酒精废液将酒精废液进行过滤分离，过滤网目数为5-15目；所述废液为碳酸法或亚硫酸法制糖废糖蜜造酒精生产的废醪液；
（b）过滤分离后，将液相部分送入浓缩设备进行低温真空浓缩，浓缩物的固形物含量为30%-50%；
（c）将步骤（b）获得的浓缩物经喷雾干燥得糖蜜酒精废液干粉；
（d) 按质量比向步骤才（c）制备得到的糖蜜酒精废液干粉加入15%-30%的解磷菌(有效活菌数（cfu）/亿/g ≧200)，并混合搅拌均匀 ，得干粉与解磷菌的混合物；
（e）将步骤（d）10%-20%干粉与解磷菌的混合物加入到80-90%的普通磷肥中并混合搅拌均匀；
（f）将步骤（e）获得的混合物≤60℃低温烘干至水分含量12±2%，即粉状活性磷肥。送入造粒机制粒；
（g) 将步骤（f）粉状活性磷肥送入造粒机制粒；制备得到的粒径在1-4 mm的颗粒≤60℃低温干燥至水分含量低于10%，粒状活性磷肥。
所述普通磷肥指常见的过磷酸钙、肥料级氢钙，重过磷酸钙其中的一种或几种的混合物。
所述解磷菌为市售的具有解磷功能和酸性条件下具有高活性的农用微生物菌剂如巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌菌株中的一种或几种的混合物。
本发明的有益效益是：
1、原料来源广泛，普通磷肥、糖蜜酒精废液生产量大，既能满足连续生产的需求，又可解决当前磷资源原料短缺的问题；
2、得到的产品为活性磷肥，应用后磷的有效利用率达30%-40%比普通磷肥提高一倍以上，减少普通磷肥施用量50%。又可解决当前普通磷肥生产施用量大而磷肥磷利用率低的问题；
3、方法简单，生产成本低，易于促进推广使用；
4、可解决糖蜜酒精生产过程废水处理成本高，排放量大，对环境造成污染的问题。
具体实施方式
实施例1
收集某企业在一家糖厂的糖蜜酒精废液产生的废液生产活性磷肥，具体步骤如下：
（a）取任何一家糖厂的糖蜜酒精废液将酒精废液进行过滤分离，过滤网目数为5目；所述废液为碳酸法或亚硫酸法制糖废糖蜜造酒精生产的废醪液；
（b）过滤分离后，将液相部分送入浓缩设备进行低温真空浓缩，一效真空度0.05Mpa，温度65 ℃，二效真空度0.08 Mpa，温度60 ℃，浓缩物的固形物含量为50%；
（c）将步骤（b）获得的浓缩物经喷雾干燥得糖蜜酒精废液干粉；
（d) 按质量比向步骤才（c）制备得到的糖蜜酒精废液干粉加入15%的解磷菌(有效活菌数（cfu）/亿/g ≧200)，并混合搅拌均匀 ，得干粉与解磷菌的混合物；
（e）将步骤（d）10%干粉与解磷菌的混合物加入到90%的普通过磷酸钙肥中并混合搅拌均匀；
（f）将步骤（e）获得的混合物≤60℃低温烘干至水分含量12±2%，即粉状活性磷肥。送入造粒机制粒；
（g) 将步骤（f）粉状活性磷肥送入造粒机制粒；制备得到的粒径在1-4 mm的颗粒≤60℃低温干燥至水分含量低于10%，粒状活性磷肥。
本实施例制备得到的活性磷肥性能见表1，符合GB20413过磷酸钙要求。
实施例2
（a）取任何一家糖厂的糖蜜酒精废液将酒精废液进行过滤分离，过滤网目数为10目；所述废液为碳酸法或亚硫酸法制糖废糖蜜造酒精生产的废醪液；
（b）过滤分离后，将液相部分送入浓缩设备进行低温真空浓缩，一效真空度0.05Mpa，温度65 ℃，二效真空度0.08 Mpa，温度60 ℃，浓缩物中固形物含量在28%；浓缩物的固形物含量为40%；
（c）将步骤（b）获得的浓缩物经喷雾干燥得糖蜜酒精废液干粉；
（d) 按质量比向步骤才（c）制备得到的糖蜜酒精废液干粉加入27%的解磷菌(有效活菌数（cfu）/亿/g ≧200)，并混合搅拌均匀 ，得干粉与解磷菌的混合物；
（e）将步骤（d）按质量比12%干粉与解磷菌的混合物加入到43%的过磷酸钙+45%的肥料级磷酸氢钙肥中并混合搅拌均匀；
（f）将步骤（e）获得的混合物≤60℃低温烘干至水分含量12±2%，即粉状活性磷肥。送入造粒机制粒；
（g) 将步骤（f）粉状活性磷肥送入造粒机制粒；制备得到的粒径在1-4 mm的颗粒≤60℃低温干燥至水分含量低于10%，粒状活性磷肥。
本实施例制备得到的活性磷肥性能见表1。符合GB20413过磷酸钙要求。
实施例3
（a）取任何一家糖厂的糖蜜酒精废液将酒精废液进行过滤分离，过滤网目数为15目；所述废液为碳酸法或亚硫酸法制糖废糖蜜造酒精生产的废醪液；
（b）过滤分离后，将液相部分送入浓缩设备进行低温真空浓缩，一效真空度0.05Mpa，温度65 ℃，二效真空度0.08 Mpa，温度60 ℃，浓缩物中固形物含量在28%；浓缩物的固形物含量为30%；
（c）将步骤（b）获得的浓缩物经喷雾干燥得糖蜜酒精废液干粉；
（d) 按质量比向步骤才（c）制备得到的糖蜜酒精废液干粉加入30%的解磷菌(有效活菌数（cfu）/亿/g ≧200)，并混合搅拌均匀 ，得干粉与解磷菌的混合物；
（e）将步骤（d）按质量比将15%干粉与解磷菌的混合物加入到43%的过磷酸钙+40%的肥料级磷酸氢钙+5%的重过磷酸钙肥中并混合搅拌均匀；
（f）将步骤（e）获得的混合物≤60℃低温烘干至水分含量12±2%，即粉状活性磷肥。送入造粒机制粒；
（g) 将步骤（f）粉状活性磷肥送入造粒机制粒；制备得到的粒径在1-4 mm的颗粒≤60℃低温干燥至水分含量低于10%，粒状活性磷肥。
本实施例得到的活性磷肥性能见表1，符合GB20413过磷酸钙要求。
表1 GB20413要求与利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的性能
| 项目 | 优等品 | 一等品 | 合格品1 | 合格品2 |
| 有效磷（P2O5计）的质量分数/% ≧ | 18 | 16 | 14 | 12 |
| 游离酸（P2O5计）的质量分数/% ≦ | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
| 水分（H2O），的质量分数% ≦ | 12 | 14 | 15 | 15 |
| 实例有效磷（P2O5计）的质量分数/% ≧ | 18.8 | 16.7 | 14.4 | |
| 实例游离酸（P2O5计）的质量分数/% ≦ | 5.5 | 5..5 | 5.5 | |
| 实例水分（H2O），的质量分数% ≦ | 10.3 | 11.2 | 13.2 | |
| 有效活菌数（cfu）/亿/g ≧ | 0.7 | 0.5 | 0.2 | |
| 实施例 | 实施例3 | 实施例2 | 实施例1 |
从表1可看到，本发明方法制备得到的活性磷肥符合标准要求。
Claims (3)
1.利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法，其特征是，方法步骤如下：
(a)取任何一家糖厂的糖蜜酒精废液将酒精废液进行过滤分离，过滤网目数为5-15目；所述废液为碳酸法或亚硫酸法制糖废糖蜜造酒精生产的废醪液；
(b)过滤分离后，将液相部分送入浓缩设备进行低温真空浓缩，浓缩物的固形物含量为30％-50％；
(c)将步骤(b)获得的浓缩物经喷雾干燥得糖蜜酒精废液干粉;
(d)按质量比向步骤(c)制备得到的糖蜜酒精废液干粉加入15-30％的解磷菌，所述解磷菌的有效活菌数(cfu)/亿/g≧200，并混合搅拌均匀，得干粉与解磷菌的混合物;
(e)将步骤(d)10％-20％干粉与解磷菌的混合物加入到80-90％的普通磷肥中并混合搅拌均匀；
(f)将步骤(e)获得的混合物≤60℃低温烘干至水分含量12±2％，即粉状活性磷肥;
(g)将步骤f)粉状活性磷肥送入造粒机制粒；制备得到的粒径在1-4mm的颗粒，≤60℃低温干燥至水分含量低于10％，粒状活性磷肥。
2.根据权利要求1所述的利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法，其特征是，所述普通磷肥指常见的过磷酸钙、肥料级氢钙，重过磷酸钙其中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的利用微生物菌剂和糖蜜酒精废液生产活性磷肥的方法，其特征是，所述解磷菌为市售的具有解磷功能和酸性条件下具有高活性的农用微生物菌剂；所述农用微生物菌剂为巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌菌株中的一种或几种的混合物。
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