CN106478163A - 一种大豆蛋白废水污泥生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物肥料技术领域，具体涉及一种利用大豆蛋白废水污泥制备的生物有机肥，并进一步公开其制备方法。本发明所述制备生物有机肥的方法，以嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌为复合发酵菌剂对蛋白污泥进行有氧发酵处理，制得的生物有机肥具有较好的营养价值，可用做有机肥料之用。

Description

一种大豆蛋白废水污泥生物有机肥及其制备方法
技术领域
本发明属于生物肥料技术领域，具体涉及一种利用大豆蛋白废水污泥制备的生物有机肥，并进一步公开其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们的膳食结构发生了很大的变化，人均蛋白质的摄取量日益提高，又因动物蛋白质中含有胆固醇，长期食用易诱发心脑血管、肥胖等疾病，所以人们对植物蛋白质的摄入更加重视。
在众多的植物性蛋白质中，营养价值最高的是豆类蛋白质(又称大豆蛋白)。大豆蛋白粉是由低温脱脂豆粕经过提取、分离、酶解、喷雾干燥等步骤处理得到的，酶解可以使大分子的蛋白分子链分解为小分子蛋白，容易吸收。大豆蛋白的蛋白质含量较高，必需氨基酸的含量也较高(除未经过任何加工的大豆蛋白质含有的蛋氨酸含量较少)，而且又因为豆类食物不含胆固醇，这是动物性食物所不具备的优势，因此，大豆蛋白被人们广泛利用。
现有技术中大豆蛋白的生产一般是采用碱溶酸沉的工艺，即将低温脱脂后的豆粕经浸提、分离后得到豆乳，将豆乳加入酸液后进行沉降，经固液分离得到凝乳和豆清，取凝胶加碱液中和，然后经杀菌、闪蒸、喷雾干燥，进而得到大豆蛋白。但是，在生产大豆蛋白的过程中会产生大量的废水，而由于在废水处理过程中加入了大量的颗粒污泥吸附处理，则会产生大量的蛋白污泥，存在较大的污染隐患。目前对蛋白污泥的处理方式主要是利用叠螺机脱水后回收。但是，由于这种蛋白污泥的粘性较大，使得脱水比较困难，只能把污泥含水率降到85％作用，再进一步脱水就比较困难。所以如果蛋白污泥的处理不当会对环境造成极大的污染，还有可能会产生二次污染。因此，如何更好的处理并利用蛋白污泥成为蛋白行业中比较棘手的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种大豆蛋白废水污泥生物有机肥，以解决现有技术中蛋白污泥处理困难造成污染的问题。
为解决上述技术问题，本发明所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，包括如下步骤：
(1)将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌进行无菌培养，得到所需发酵菌剂，备用；
(2)取蛋白污泥30-50重量份、步骤(1)中制得的发酵菌剂2-5重量份、糖蜜3-8重量份以及腐殖酸5-15重量份混合并搅拌均匀；
(3)将混合好的物料加入发酵槽，控制温度30-40℃下并通入氧气进行有氧发酵；
(4)将发酵产物陈化辅熟，并干燥至含水率低于30％，即得所述有机肥。
所述步骤(1)中，分别将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌接种到与之适配的含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中培养，并将所得的培养液混合，得到所需发酵菌剂。
所述发酵菌剂中，分别含有所述嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌的培养液的质量比为1-3：2-4：1-2：2-3。
所述发酵菌剂中，所述分别含有所述嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌的培养液的质量比为2：3：1：2。
所述步骤(1)中，将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌混合并接入含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中培养，得到所需发酵菌剂。
所述步骤(2)中，所述蛋白污泥为40重量份、所述发酵菌剂为3重量份、所述糖蜜为6重量份、所述腐殖酸为10重量份。
所述糖蜜为甜菜糖蜜和/或甘蔗糖蜜。
所述步骤(3)中，发酵时间为10-15天。
所述步骤(3)中，还包括每4-5天对所述物料进行翻抛的步骤。
所述步骤(3)中，还包括以筛分机将没有发酵完全的蛋白污泥分离，并重新输送至发酵槽内进行发酵的步骤。
本发明还公开了由所述制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法制备得到的生物有机肥。
本发明所述生物有机肥的制备方法，以大豆蛋白废水处理过程中吸附了蛋白的颗粒污泥产生的大量的蛋白污泥为原料，利用特定筛选的多种菌种形成的复合发酵菌剂进行发酵处理制得，由于所述蛋白污泥具有成分比较单纯，含有丰富的氮、磷、钾、有机质等对农作物及树木有用的成分，并且重金属含量很低(近乎没有)等优势，经复合菌剂发酵后制得的生物有机肥具有较好的营养价值，可用做有机肥料之用。
本发明所述方法在发酵过程中需要不断对物料进行充氧发酵，当发酵进行到第二天时温会升到45℃左右，这时中温菌微生物比较活跃；当到第三天时，温度升至65℃左右，这时高温微生物如嗜热菌、放线菌等逐渐占据主导地位，中温微生物受到抑制甚至死亡，有机质可进行更快速的分解，制得的有机肥可有效的促进植物生长，营养价值较高。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明所述制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的工艺流程图。
具体实施方式
本发明所述的将所述菌种接入适配的含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基培养，其目的是为了菌种的扩大增殖，本领域技术人员可通过现有技术中常规的培养基实现上述目的，也可选用适用于该菌属的基本培养基实现该菌属菌种的增殖培养基，并不简单限定于某种特定培养基。
本发明下述实施例中所述培养各菌种的培养基如下：
所述嗜热脂肪芽孢杆菌的培养基为：磷酸二氢钾0.5克、硫酸镁0.5克、95％的酒精3毫升、酵母浸出汁2克、消毒海水1000毫升；调pH值6-6.2，将配制好的培养基装入锥形瓶中，盖上硅胶塞，放入高压蒸汽灭菌锅内，121℃，灭菌20min；
所述白色链霉菌的培养基为：为高氏合成一号琼脂培养基：可溶性淀粉20g，硝酸钾1.0g，磷酸氢二钾K2HP04·3H2O 0.5g，氯化钠0.5g，硫酸镁MgS04·7H2O 0.5g，硫酸亚铁FeS04·7H2O 0.01g，琼脂20g，水1000mL；先把淀粉放在烧杯中，用少量冷水调成糊状加热溶解后加入，再加琼脂，搅匀后加入其他药品，补足失水，不停搅拌，使之完全溶解，调整pH值到7.2-7.4，分装后121℃高压灭菌30min；
所述纤细假丝酵母菌的培养基为：蛋白胨10g，肉膏10g，酵母提取物5g，磷酸氢二钾2g，柠檬酸三铵2g，乙酸钠5g，葡萄糖20g，吐温-801mL，MnS04·H2O 0.25g，MgS04·7H2O0.58g，琼脂20g，灭菌CaCO310g，蒸馏水1000mL；调pH值6.2-6.4，将配制好的培养基装入锥形瓶中，盖上硅胶塞，放入高压蒸汽灭菌锅内，121℃，灭菌20min；
所述表皮葡萄球菌的培养基为：磷酸二氢钾0.5克、硫酸镁0.5克、硫酸按1克、酵母膏2克、乙酸钠2克、蒸馏水1000毫升；调pH值7.0，将配制好的培养基装入锥形瓶中，盖上硅胶塞，放入高压蒸汽灭菌锅内，121℃，灭菌20min。
下述实施例中所述蛋白污泥为常规大豆蛋白生产工艺中，对产生的废水进行常规蛋白处理过程中产生的吸附有蛋白质的蛋白污泥，主要是通过在废水中加入颗粒污泥并进行接触吸附处理而得，例如按照中国专利CN104386880A中公开的大豆蛋白的污水处理方法获得。
实施例1
本实施例所述生物有机肥按照如下方法制备：
(1)将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌分别加入上述培养基中进行无菌培养48h，分别得到含有各菌种的培养液，分别取上述含有所述嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌的培养液，按照质量比为1：4：1：3的比例混合，得到所需发酵菌剂，备用；
(2)取蛋白污泥30kg、步骤(1)中制得的发酵菌剂5kg、甜菜糖蜜3kg以及腐殖酸15kg混合并搅拌均匀；
(3)将混合好的物料加入发酵槽，控制温度30-40℃下并通入氧气进行有氧发酵；发酵过程中，每4到5天翻抛一次，发酵时间在10-15天；发酵后用筛分机将没有发酵完全的蛋白泥分离出去，重新再回到发酵槽进行发酵，能够使肥料粒径更加均匀；
(4)将发酵产物陈化辅熟2-3天，并干燥至含水率低于30％，即得所述有机肥。
实施例2
本实施例所述生物有机肥按照如下方法制备：
(1)将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌分别加入上述培养基中进行无菌培养48h，分别得到含有各菌种的培养液，分别取上述含有所述嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌的培养液，按照质量比为3：2：2：2的比例混合，得到所需发酵菌剂，备用；
(2)取蛋白污泥50kg、步骤(1)中制得的发酵菌剂2kg、甘蔗糖蜜8kg以及腐殖酸5kg混合并搅拌均匀；
(3)将混合好的物料加入发酵槽，控制温度30-40℃下并通入氧气进行有氧发酵；发酵过程中，每4到5天翻抛一次，发酵时间在10-15天；发酵后用筛分机将没有发酵完全的蛋白泥分离出去，重新再回到发酵槽进行发酵，能够使肥料粒径更加均匀；
(4)将发酵产物陈化辅熟2-3天，并干燥至含水率低于30％，即得所述有机肥。
实施例3
本实施例所述生物有机肥按照如下方法制备：
(1)将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌分别加入上述培养基中进行无菌培养48h，分别得到含有各菌种的培养液，分别取上述含有所述嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌的培养液，按照质量比为2：3：1：2的比例混合，得到所需发酵菌剂，备用；
(2)取蛋白污泥40kg、步骤(1)中制得的发酵菌剂3kg、糖蜜(甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜质量比为1：1)6kg以及腐殖酸10kg混合并搅拌均匀；
(3)将混合好的物料加入发酵槽，控制温度30-40℃下并通入氧气进行有氧发酵；发酵过程中，每4到5天翻抛一次，发酵时间在10-15天；发酵后用筛分机将没有发酵完全的蛋白泥分离出去，重新再回到发酵槽进行发酵，能够使肥料粒径更加均匀；
(4)将发酵产物陈化辅熟2-3天，并干燥至含水率低于30％，即得所述有机肥。
实施例4
本实施例所述生物有机肥按照如下方法制备：
(1)将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌混合，并加入上述培养基中进行无菌培养48h，得到所需发酵菌剂，备用；
所述的培养基包括：葡萄糖30g/L、麸皮20g/L、酵母膏5g/L、MgSO4 2g/L、蒸馏水、调pH7.0；
(2)取蛋白污泥40kg、步骤(1)中制得的发酵菌剂3kg、蔗糖糖蜜6kg以及腐殖酸10kg混合并搅拌均匀；
(3)将混合好的物料加入发酵槽，控制温度30-40℃下并通入氧气进行有氧发酵；发酵过程中，每4到5天翻抛一次，发酵时间在10-15天；发酵后用筛分机将没有发酵完全的蛋白泥分离出去，重新再回到发酵槽进行发酵，能够使肥料粒径更加均匀；
(4)将发酵产物陈化辅熟2-3天，并干燥至含水率低于30％，即得所述有机肥。
检验上述实施例中制备得到的生物有机肥的技术指标为：益生菌含量≥6.86亿/g、N+P2O5+K2O含量≥8％、有机质含量≥60％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌进行无菌培养，得到所需发酵菌剂，备用；
(2)取蛋白污泥30-50重量份、步骤(1)中制得的发酵菌剂2-5重量份、糖蜜3-8重量份以及腐殖酸5-15重量份混合并搅拌均匀；
(3)将混合好的物料加入发酵槽，控制温度30-40℃下并通入氧气进行有氧发酵；
(4)将发酵产物陈化辅熟，并干燥至含水率低于30％，即得所述有机肥。
2.根据权利要求1所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，分别将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌接种到与之适配的含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中培养，并将所得的培养液混合，得到所需发酵菌剂。
3.根据权利要求2所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述发酵菌剂中，分别含有所述嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌的培养液的质量比为1-3：2-4：1-2：2-3。
4.根据权利要求3所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述发酵菌剂中，所述分别含有所述嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌的培养液的质量比为2：3：1：2。
5.根据权利要求1所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将保存的嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌混合并接入含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中培养，得到所需发酵菌剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述蛋白污泥为40重量份、所述发酵菌剂为3重量份、所述糖蜜为6重量份、所述腐殖酸为10重量份。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述糖蜜为甜菜糖蜜和/或甘蔗糖蜜。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，还包括每4-5天对所述物料进行翻抛的步骤。
9.根据权利要求1-7任一项所述的制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，还包括以筛分机将没有发酵完全的蛋白污泥分离，并重新输送至发酵槽内进行发酵的步骤。
10.由权利要求1-9任一项所述制备大豆蛋白废水污泥生物有机肥的方法制备得到的生物有机肥。
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