專利名稱：利用鮮地瓜加工淀粉排放的廢水生產(chǎn)生物有機肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鮮地瓜加工淀粉排放的廢水處理領(lǐng)域，尤其是利用鮮地瓜加工淀粉排放的 廢水生產(chǎn)生物有機肥的方法。
背景技術(shù)：
甘薯(Ipomoeabatatas)是旋花科甘薯屬的一個重要栽培品種，原產(chǎn)于南美洲，由于 其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)并具有抗干旱、耐瘠薄、適應(yīng)性強、營養(yǎng)豐富等特點，在我國被大量的種植， 產(chǎn)量僅次于水稻、小麥和玉米，占世界甘薯產(chǎn)量的80%以上(年產(chǎn)約1.2億噸)。甘薯除 含豐富的淀粉和糖類外，甘薯塊根中一般還含有2 10%干物質(zhì)的蛋白質(zhì)。在我國，甘薯主 要用于生產(chǎn)甘薯淀粉，鮮紅薯生產(chǎn)淀粉一般屬于農(nóng)村手工生產(chǎn)，其工藝流程如下原料選 擇-水洗-破碎-磨碎過濾-兌漿-撇缸和坐缸-撇漿-起粉-干燥。其生產(chǎn)過程如下(l)原料
選擇由于紅薯品種不同，其品質(zhì)與淀粉含量也不同，即使同一品種，在不同產(chǎn)地，其品
質(zhì)也有很大差異。要選擇好加工淀粉的品種，要求淀粉含量高，帶病的紅薯不僅不適合做 淀粉加工原料，而且在貯藏中會傳染給別的薯塊，易發(fā)生腐爛造成損失，因此要把病薯剔
除干凈。(2)水洗將鮮薯倒人缸中加上清水，用人工進行翻洗，洗完后取出，瀝去余水。 (3)破碎瀝水后的鮮薯用破碎機打成碎塊，塊的大小為2厘米以下，以利于入磨。(4)磨
碎過濾這是紅薯淀粉生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，影響產(chǎn)品質(zhì)量和淀粉產(chǎn)出率。將鮮薯碎塊送人石
磨或金剛砂磨加水磨成薯糊，鮮薯重量與加水量的比例為1: 3 3.5。再將薯糊傾入孔徑
為60目的篩子中進行過濾。(5)兌漿經(jīng)過濾得到的淀粉乳放人大缸中，隨即按比例加入
酸漿和水調(diào)整淀粉乳的酸度和濃度。淀粉乳的酸度和濃度與淀粉和蛋白質(zhì)的沉淀有密切關(guān) 系。若淀粉乳酸度過大，淀粉和蛋白質(zhì)同時沉淀，使淀粉分離不清。酸度過小，則蛋白質(zhì)
和淀粉均沉淀不好，呈乳狀液，無法分離。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，酸漿最佳pH值為3.6 4.0。 大缸中淀粉乳濃度為3.5 4.0波美虔，加入酸槳量為淀粉乳的2%，加酸槳后淀粉乳的pH 值為5.6。若氣溫高，發(fā)酵快，酸漿用量可酌量減^。 (6)撇缸和坐缸兌漿后約靜置20 30分鐘，使沉淀完成，即可進行撇缸。將上層清泔水及蛋白質(zhì)、纖維和少量淀粉的混合液 取出，留在底層的為淀粉。在撇缸后的底層淀粉中加水混合，調(diào)成淀粉乳，使淀粉再沉淀。 在沉淀過程中起酸漿發(fā)酵作用，稱坐缸。坐缸時應(yīng)控制溫度和時間。坐缸溫度為2(TC左右。 在天冷時必須保溫或在加水混時可用熱水。坐缸發(fā)酵必須發(fā)透，在發(fā)酵過程中適當(dāng)?shù)財嚢瑁?促使發(fā)酵完成。 一般坐缸時間為24小時，天熱可相應(yīng)縮短一些時間。發(fā)酵完畢，淀粉沉 淀。(7)撇漿芬濾坐缸所生成的酸漿稱為二和漿，即酸漿法中主要使用的酸漿。發(fā)酵正 常的酸漿有清香味，漿色潔白如牛奶。若發(fā)酵不足或發(fā)酵過頭的酸漿，色澤和香味均差。 撇漿即是將上層酸漿撇出作為兌漿之用。撇漿后的淀粉用篩孔為120的細篩進行篩分。篩 上物為細渣，可作飼料。篩下物為淀粉，轉(zhuǎn)入小缸。淀粉轉(zhuǎn)入小缸后，加水漂洗淀粉，約 需放置24小時，防止出現(xiàn)發(fā)酵現(xiàn)象。(8)起粉淀粉在小缸中沉淀后，上層液體為小漿， 可與酸漿配合使用，或作為磨碎用水。撇去小漿后，在淀粉表面留有一層灰白的油粉，系 含有蛋白質(zhì)的不純淀粉。油粉可用水從淀粉表面洗去，洗出液可作為培養(yǎng)酸漿的營養(yǎng)物料， 底層淀粉用鏟子取出，淀粉底部可能有細砂粘附，應(yīng)將其刷去。(9)干燥經(jīng)過上述流程， 獲得濕淀粉。為了便于貯藏和運輸必須進行干燥。 一般采用日光曬干或送入烘房烘干。
如上所述，鮮甘薯生產(chǎn)淀粉過程中排放大量的廢水(洗鮮地瓜的泥水和淀粉制作過程 中洗漿、撇槳等排出的水)，經(jīng)檢測此類廢水中含有有機質(zhì)含量3.2%，蛋白質(zhì)含量為 0.21%,大腸菌群數(shù)=1326個/g;蛔蟲卵死亡率=13%; C0D = 98. 772mg / L，氨氮41.30mg /L，總磷二4.295mg/L， PH為5. 6,含水量81.48%。由于蛋白質(zhì)酸敗，COD等污染物嚴(yán) 重超標(biāo)等原因，如果直接排放到外界，將造成奇臭無比；這不僅使環(huán)境受到污染，而且還 造成了資源極大的浪費，限制了該產(chǎn)業(yè)的存在和發(fā)展。
EM是日本著名微生物專家比嘉照夫發(fā)明的一種新型復(fù)合微生物制劑，EM制劑商品名 稱在市場上各不相同，有的稱為"EM原露"，有的稱為"EM原液"，有的稱為"益生菌"， 其實都是指同一類產(chǎn)品。它是基于頭領(lǐng)效應(yīng)的微生物群體生存理論和抗氧化學(xué)說，以光合 菌為中心，與固氮菌并存、繁殖，采用適當(dāng)?shù)谋壤酮毺氐陌l(fā)酵工藝把經(jīng)過仔細篩選出的 好氣性和嫌氣性微生物加以混合后培養(yǎng)出的多種多樣的微生物群落。日方稱其EM含有10 個屬80多種微生物，其中主要的代表性微生物有光合細菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌四 類。各種微生物生長過程中產(chǎn)生的有用物質(zhì)及其分泌物質(zhì)，成為微生物群體相互生長的基 質(zhì)和原料，通過相互間的這種共生增殖關(guān)系，形成了一個復(fù)雜而穩(wěn)定的微生物系統(tǒng)，發(fā)揮 多種功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用鮮地瓜加工淀粉排放的廢水生產(chǎn)生物有機肥的方法，該 方法既解決了廢水奇臭無比，污染環(huán)境問題，又增加了有益微生物的總量，大大降低了污 染物總量，同時使生產(chǎn)的生物有機肥能夠達到國家要求的生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種利用鮮地瓜加工淀粉排放的廢水生 產(chǎn)生物有機肥的方法，其特征在于
1) 、將鮮地瓜加工淀粉排放的廢水集中沉淀，在密封狀態(tài)下，經(jīng)過沉淀罐的三級沉 淀，三級沉淀的時間分別為第一級2小時、第二級4小時和第三級8小時；沉淀罐內(nèi)溫度
保持在0t:以上，常壓；
所述的沉淀罐為密封鐵罐，直徑與高度的比例為1: 3，污水入口在罐頂部，第一級沉 淀罐出水口距離罐底1/5處，第二級沉淀罐出水口距離罐底1/6處，第三級沉淀罐出水口 距離罐底l/8處，沉淀物排放口在罐的底部；
2) 、將沉淀物和EM微生物制劑按重量比為1000: 1 5的比例混勻，保持溫度為15 'C 25'C置放24小時；在28。C 32'C的溫度下風(fēng)干，常溫造粒、篩分。
利用上述方法得到的生物有機肥有效活菌數(shù)cfu》0.20億/g;以干基計的有機質(zhì)^ 25.0%;水分《15.0%; pH值為5.5 8.5;大腸菌群數(shù)《100個/g;蛔蟲卵死亡率》95%; 有效期》6個月。各項指標(biāo)均符合生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
本方法選用EM的作用 一方面，增加有效活菌數(shù)，抑制有害活菌數(shù)，去除臭味；另 一方面，轉(zhuǎn)化沉淀物中的蛋白質(zhì)、COD等為有機小分子物質(zhì)，增加生物有機肥的有機質(zhì)、 氮磷鉀含量。因此本發(fā)明中通過EM去除臭味、增加有效活菌數(shù)，轉(zhuǎn)化沉淀物中的蛋白質(zhì)、 COD等為有機小分子物質(zhì)，增加生物有機肥的有機質(zhì)、氮磷鉀含量，是鮮地瓜加工淀粉排 放的廢水生產(chǎn)生物有機肥的關(guān)鍵，也是利用本方法得到的有機肥各項指標(biāo)達到生物有機肥 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵，EM的這種作用有別于現(xiàn)有技術(shù)。
為了發(fā)揮EM的作用，必須對鮮地瓜加工淀粉排放的廢水沉淀物進行預(yù)處理。本發(fā)明， 在密封狀態(tài)下，經(jīng)過沉淀罐的三級沉淀處理，預(yù)處理后的沉淀物可使EM發(fā)揮最大效能。
由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步，其實施的 有益效果也是顯而易見的。
本發(fā)明的有益效果是
1、 該方法解決了鮮地瓜加工淀粉的廢水排放對環(huán)境的不良影響，生產(chǎn)有機肥變廢為 寶，節(jié)約資源，為該鮮地瓜加工淀粉產(chǎn)業(yè)的存在和發(fā)展提供了技術(shù)保障。
2、 本方法在不添加其它化合物或元素的前提下，通過EM的作用，使鮮地瓜加工淀粉 排放的廢水沉淀物有效成分發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而使生產(chǎn)的有機肥各項指標(biāo)均能達到生物有機肥 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。不僅可降低有機肥的生產(chǎn)成本，也為該有機肥規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
3、該法生產(chǎn)的生物有機肥，可用于棉花、小麥、大蒜等作物。不僅改良土壤、而且 肥效顯著。
典型試驗情況為 1、棉花試驗
在山東省三大主要棉區(qū)(魯西南棉區(qū)的金鄉(xiāng)、魯西棉區(qū)的臨清和魯北棉區(qū)的東營)， 以現(xiàn)有品種魯棉研15號(特征特性中熟偏早，全生育期129天，出面好，結(jié)鈴性強， 吐絮暢而集中，株型清秀，通透性好，易管理，單鈴重5.6克，衣份41.2%，子指10.3克， 衣指8.9克.該品種高抗棉鈴蟲等鱗翅目害蟲，抗枯萎耐黃萎，枯黃萎病指分別為2.83和 4.67。對苗期病害也有較強的抗性。其纖維潔白，有絲光、外觀好，2.5%纖維跨長30.5
毫米，比強度21.0里牛/特克斯，麥克隆值4.2，氣紗品質(zhì)1889。)為試驗品種，以每畝 基施該生物有機肥150公斤為處理，以不施有機肥為對照，重復(fù)三次，其它施肥(畝基施 尿素30公斤、二銨30公斤、追施尿素15公斤)和管理措施完全相同，試驗結(jié)果分別為棉 花籽棉產(chǎn)量分別為346. 5公斤/畝、315. 5公斤/畝和254. 4公斤/畝，皮棉產(chǎn)量分別為142. 3 公斤/畝、129. 4公斤/畝和104. 3公斤/畝，分別比對照增產(chǎn)24. 3%、 20. 2%和11. 9%。
2、 小麥試驗
在山東省農(nóng)科院試驗農(nóng)場小麥田中，以現(xiàn)有品種濟麥20(特征特性冬性，幼苗直立， 苗色深綠，葉片較窄，分蘗能力強，成穗率高；株型緊湊，葉片上沖，葉耳紫色，旗葉較 窄，中長，挺直；株高75 80厘米，抗倒伏性好；抽穗后莖葉穗臘質(zhì)重；穗紡錘型，長 芒，白殼，白粒，角質(zhì)；畝穗數(shù)40萬，穗粒數(shù)36粒，千粒重40克，有較好的抗旱性。) 為對照品種。以每畝基施該生物有機肥150公斤為處理，以不施有機肥為對照，重復(fù)三次， 其它施肥(畝基施尿素30公斤、二銨30公斤、追施尿素15公斤)和管理措施完全相同， 試驗結(jié)果為小麥畝平均產(chǎn)量為535. 4公斤，比對照增產(chǎn)36. 2%。
3、 大蒜試驗
在山東省金鄉(xiāng)縣雞黍鎮(zhèn)科技園，以現(xiàn)有品種金鄉(xiāng)大蒜(特征特性外皮白色、較厚，
不易脫皮，圓形，橫徑一般在5. 5厘米，單頭重70 100克，單頭瓣一般為13 17瓣， 外形扁圓周形，不裂瓣。含大蒜素0.39%，鎂0.52%,硒3.88毫克/公斤，鐵14.98毫克/ 公斤，磷0. 16%， f丐141毫克/公斤，Veil. 54毫克/公斤，VB20. 96毫克/公斤，粗纖維0. 63%, 碳水化合物27.32%，粗蛋白6.83%，各類氨基酸含量總和為0. 7%，總硫含量0. 97%。)為 實驗品種，以每畝基施該生物有機肥150公斤為處理，以不施有機肥為對照，重復(fù)三次， 其它施肥(畝基施尿素30公斤、二銨30公斤、追施尿素15公斤)和管理措施完全相同， 試驗結(jié)果為小麥畝平均產(chǎn)量為2304. 9公斤，比對照增產(chǎn)20. 2%。
該生物有機肥批量生產(chǎn)后，不僅為鮮地瓜加工企業(yè)解決了處理垃圾和污染環(huán)境問題， 而且為生物有機肥生產(chǎn)企業(yè)增效14.4億元(全國每年加工淀粉用鮮地瓜約8000萬噸，排 放污水約2.4億噸，可生產(chǎn)有機肥240萬噸，每噸按凈收入600元計算)，通過改良土壤、
增加產(chǎn)量可實現(xiàn)社會效益57.4億元(以棉花為例，240萬噸有機肥，可施1.6億畝，每畝
增產(chǎn)19. 8%,皮棉產(chǎn)量按150公斤/畝，皮棉價格按12元/公斤計算)。
具體實施例方式
例一利用鮮地瓜加工淀粉排放的廢水生產(chǎn)生物有機肥的方法，其步驟是
1) 將鮮地瓜加工淀粉排放的廢水集中沉淀，在密封狀態(tài)下，經(jīng)過沉淀罐的三級沉淀， 三級沉淀的時間分別為第一級2小時、第二級4小時和第三級8小時；沉淀罐內(nèi)溫度保持 在0'C以上(鮮地瓜加工時環(huán)境溫度一般均在零度以上)，常壓，留有水位觀察表。
所述的沉淀罐為密封鐵罐，直徑與高度的比例為l: 3，污水入口在罐頂部，第一級沉 淀罐出水口距離罐底l/5處，第二級沉淀罐出水口距離罐底l/6處，第三級沉淀罐出水口
距離罐底l/8處，沉淀物排放口在罐的底部。
2) 、將沉淀物和EM微生物制劑按重量比為1000: 1的比例混勻，保持溫度為15'C置 放24小時(15'C以下采取保溫措施)；在28'C的溫度下風(fēng)干，常溫造粒、篩分即可生產(chǎn) 出生產(chǎn)生物有機肥。
3) 經(jīng)檢測生物有機肥有效活菌數(shù)(cfu)為0.25億/g，有機質(zhì)含量33.4%，氮磷鉀有 效養(yǎng)分含量6. 1%， pH為6. 1，水分為10.01%，大腸菌群數(shù)13個/g;蛔蟲卵死亡率99%; 有效期可達到1年，各項指i示均符合生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
例二利用鮮地瓜加工淀粉排放的廢水生產(chǎn)生物有機肥的方法，其步驟是
1) 將鮮地瓜加工淀粉排放的廢水集中沉淀，在密封狀態(tài)下，經(jīng)過沉淀罐的三級沉淀， 三級沉淀的時間分別為第一級2小時、第二級4小時和第三級8小時；沉淀罐內(nèi)溫度保持 在o'c以上，常壓，留有水位觀察表。
所述的沉淀罐為密封鐵罐，直徑與高度的比例為1: 3,污水入口在罐頂部，第一級沉
淀罐出水口距離罐底l/5處，第二級沉淀罐出水口距離罐底l/6處，第三級沉淀罐出水口 距離罐底l/8處，沉淀物排放口在罐的底部。
2) 、將沉淀物和EM微生物制劑按重量比為1000: 5的比例混勻，保持溫度為25'C置 放24小時；在32'C的溫度下風(fēng)干，常溫造粒、篩分即可生產(chǎn)出生產(chǎn)生物有機肥。
3)經(jīng)檢測生物有機肥有效活菌數(shù)(cfu)為0.37億/g,有機質(zhì)含量30.4%,氮磷鉀有 效養(yǎng)分含量5. 2%， pH為5. 9，水分為10. 01%，大腸菌群數(shù)11個/g;蛔蟲卵死亡率99%; 有效期可達到1年，各項指標(biāo)均符合生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
例三與例二的區(qū)別在于，沉淀物和EM微生物制劑按重量比為1000: 3的比例混勻， 保持溫度為2(TC置放24小時；在30。C的溫度下風(fēng)干，常溫造粒、篩分即可生產(chǎn)出生產(chǎn)生 物有機肥。經(jīng)檢測生物有機肥有效活菌數(shù)(cfu)為0.29億/g，有機質(zhì)含量31. 3. 4%，氮 磷鉀有效養(yǎng)分含量5. 7%， pH為6. 0，水分為10. 01%，大腸菌群數(shù)12個/g;蛔蟲卵死亡率 99%;有效期可達到l年，各項指標(biāo)均符合生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明實施例并不局限于如此，有關(guān)參數(shù)的選擇，可以在其范圍內(nèi)自由選取，所生產(chǎn) 的生物有機肥均符合生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY 884—2004)。
權(quán)利要求
1、一種利用鮮地瓜加工淀粉排放的廢水生產(chǎn)生物有機肥的方法，其特征在于1)、將鮮地瓜加工淀粉排放的廢水集中沉淀，在密封狀態(tài)下，經(jīng)過沉淀罐的三級沉淀，三級沉淀的時間分別為第一級2小時、第二級4小時和第三級8小時；沉淀罐內(nèi)溫度保持在0℃以上，常壓；所述的沉淀罐為密封鐵罐，直徑與高度的比例為1∶3，污水入口在罐頂部，第一級沉淀罐出水口距離罐底1/5處，第二級沉淀罐出水口距離罐底1/6處，第三級沉淀罐出水口距離罐底1/8處，沉淀物排放口在罐的底部；2)、將沉淀物和EM微生物制劑按重量比為1000∶1～5的比例混勻，保持溫度為15℃～25℃置放24小時；在28℃～32℃的溫度下風(fēng)干，常溫造粒、篩分。
全文摘要
一種利用鮮地瓜加工淀粉排放的廢水生產(chǎn)生物有機肥的方法，屬于廢水處理領(lǐng)域，其步驟如下①將排放的廢水集中沉淀。經(jīng)過沉淀罐的3級沉淀，沉淀時間分別為2小時、4小時和8小時。②將沉淀物和EM按重量比1000∶1～5混勻，15℃～25℃置放24小時；③在28℃～32℃下風(fēng)干，常溫造粒、篩分。該方法既解決了廢水奇臭無比、污染環(huán)境的問題，又增加了有益微生物的總量，大大降低了污染物總量，同時使生產(chǎn)的生物有機肥能夠達到國家要求的生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所生產(chǎn)的生物有機肥可用于棉花、小麥、大蒜等作物。
文檔編號C05F7/00GK101182249SQ20071011365
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者劉繼永, 孟慶華, 崔正鵬, 波 楊, 王勝利, 趙紅軍 申請人:山東魯壹棉業(yè)科技有限公司