生化堆肥的方法:使酒精废水浓缩液变成生物有机肥产品

采用浓缩法处理糖蜜酒精废水,可以实现污水的零排放,因而得到国内数十家糖厂的采纳。但是,浓缩法处理糖蜜酒精废水至今还存在一个令各厂十分头痛的问题,那就是浓缩液的使用问题。对于酒精废水浓缩液的使用,各厂曾探索出不少路子,如作为减水剂、色素、饲料添加剂,经喷雾干燥后卖给农民作肥料,添加N、P、K制有机复混肥等。作为减水剂、色素,市场是非常有限的。作为饲料添加剂又存在钾含量高的生理问题。经喷雾干燥后卖给农民作肥料,由于喷雾干燥能耗大、成本高,并且干燥过程有机质、氨基酸已被破坏,干粉肥料价值不高,市场上农民不欢迎。

对于添加N、P、K制有机复混肥的方法,需要大量的N、P、K肥料,并且甘蔗榨季正是农民用肥的淡季,积压产品多,需要流动资金很大,糖厂难以承受,技术上也还存在产品严重吸潮问题。因此对于酒精废水浓缩液的使用至今还没有一个令糖厂满意的方法。我们研究采用生化堆肥的方法来处理酒精废水浓缩液,使其变成一种具有固定指标、性能稳定,并且肥效良好的生物有机肥产品,解决了酒精废水浓缩液的使用问题。达到了经济效益和环境效益的统一。

原料及其规格

1、酒精废水浓缩液:固含量40%~60%。

2、蔗渣:蔗渣的主要成分:48%左右的水分,50%左右的纤维素、半纤维素、和木质素,2%左右的糖分。

3、滤泥:生滤泥的主要成分是:68%左右的水分,5%左右的糖分,27%左右的固形物。本实验用的是经干燥,水分约30%滤泥。

4、菌种:自己筛选、驯化。

堆肥条件试验

堆肥条件试验是在长、宽、高分别为2米、1.8米、1.5米的堆肥反应器中进行,堆肥反应器用砖砌,底部有布气板、通气管、排水管,中部有温度测量孔,用小型空压机供气。以堆肥温度来衡量反应器中微生物反应活性,分别进行如下条件试验。

菌种的筛选和驯化

菌种是采用经高温发酵,含有丰富的嗜温菌的物料作为菌源,然后用10%的糖水进行接种,用40°Bx浓缩液对其进行驯化,最后得出堆肥用菌种。用该菌种在堆肥反应器中进行堆肥实验,温度峰值达74℃,达到国外 导的堆肥温度说明所筛选、驯化的堆肥用菌种,其活性是比较强的。

水分试验

通气量试验

通气量是好氧堆肥的要素之一。通气量不够,好氧菌难以繁殖,堆肥启动较慢,温度峰值较低,堆肥周期更长。而通气量过大,冷空气带走热量,使反应

器内温度不能升高,不利于堆肥的进行。我们对堆肥物料的体积与每分钟通气的体积比分别为20∶1、30∶1、40∶1的三个因子进行试验,试验得出的结论是:通气量比以20∶1~30∶1较为合适。

堆肥物料配比试验

本试验堆肥物料包含蔗渣、浓缩液、主发酵返回的堆肥(称回流堆肥,作菌种之用)及少量滤泥。其中回流堆肥及滤泥约占20%,其余主要由蔗渣和浓缩液组成。蔗渣与浓缩液的比例不同,导致堆肥物料的水分、空隙度的不同,这些因素对堆肥产生较大影响,我们在固定回流堆肥为15%、滤泥为5%条件下,分别对蔗渣(含水50%)与浓缩液(40°Bx)之比为1∶4、1∶5、1∶6进行试验,试验证实,渣液比为1∶5最为合适。

C/N比试验

有机物被微生物分解的速度随C/N比而变化,微生物自身的C/N比约为4~30,用作其营养的有机物C/N比最好也在此数值范围内,特别当C/N比在10左右时,有机物被微生物分解的速度最大。为了调节C/N比,我们分别在40°Bx浓缩液中加1%、3%、5%及10%的尿素进行对比试验。试验证明,在当前堆肥物料下,堆肥发酵过程不需外加尿素来调节C/N比,这是因为不外加尿素的堆肥物料,其C/N比即为10左右,符合微生物快速繁殖条件。

产品稳定性试验

将试验制得的样品装入具有薄膜内袋的编织袋中,常温贮存4个月,分别测定贮存前后样品中N、P2O5、K2O、有机质、水分的含量,以检验样品的稳定性,试验结果证实,各项指标变化不大,样品在贮存过程中有较高的稳定性,见表1。

产品技术指标及生产工艺

产品技术指标是依照农业部对此类产品的要求制定的,指标为:有机质≥30%,N+P2O5+K2O≥7%,水分≤15%,pH=3.5~8.0。生产工艺如图1。

产品肥效试验

用酒精废水浓缩液、蔗渣、滤泥经生化堆肥处理得到的有机肥产品,分别在蔬菜、甘蔗种植进行了肥效试验。在意大利生菜上进行的试验表明,使用该肥,蔬菜色泽更深绿,口感更好,与对照试验比增长14.3%。在广西甘蔗研究所对甘蔗种植的试验中,施用该肥与常规施肥相比,甘蔗产量增长6.6%,亩含糖量增长4.6%;与对照施肥相比,甘蔗产量增长10.9%,亩含糖量增长20.0%。

筛选、驯化的菌种具有较强活性,适用于酒精废水浓缩液的堆肥化处理,在5M3的堆肥反应器试验中,温度峰值达74℃,主发酵在一周内完成,达到文献水平。试验得到堆肥物料的最佳配方(以重量计)为:回流堆肥10~20、滤泥0~5、40°Bx浓缩液40~65、蔗渣15~25。最佳操作工艺条件为:堆肥物料水分50~60%,通气量为20∶1~30∶1(堆肥物料体积与每分钟通气的体积之比),C/N比为10左右。

采用生化堆肥处理,使酒精废水浓缩液变成一种具有固定指标、性能稳定,并且肥效良好的生物有机肥产品,是解决酒精废水浓缩液使用问题的一个良好途径。

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