一种木薯污泥资源化处理技术的制作方法

文档序号:11237985阅读:858来源:国知局

本发明涉及环境保护和蚯蚓养殖技术领域,具体为木薯污泥处理和蚯蚓养殖技术。



背景技术:

在木薯淀粉加工过程中,淀粉车间和酒精车间每天产生大量的淀粉废水和酒精废醪液。淀粉废水和酒精废醪液通过厌氧发酵系统产生沼气的同时也产生了大量的污泥浓缩液,这些污泥浓缩液经过添加絮凝剂后压滤形成污泥,这些污泥就是工厂的固体废弃物,数量非常巨大。

例如,某企业每天产生这种木薯污泥200吨。这种污泥的含水量一般为90%左右,有机质含量高达40%,颜色发黑,粘性很大,含有大量的甲烷杆菌,ph值大约为4左右。

具有这种物化性质的木薯污泥很难直接使用,利用价值不高,因此生产单位必须对木薯污泥进行无害化处置。

目前的技术是填埋,生产单位雇佣大型卡车拉到指定地点填埋,甚至是露天放置。此种方式占用了大量的土地资源,产生了巨额的运输费和人工处理费用。特别是,木薯污泥在雨水的冲刷下,流到周边的农村地区,形成了严重的污染,破坏了生态,影响了农民的生产和生活。

因此,处置大量的木薯污泥,每年浪费大量的资金,给生产单位带来了极大的经济负担。

据不完全统计,公司每年不得不浪费1000多万元在木薯污泥的处理上,这些资金的投入严重影响了生产单位的经营收入与经济增长,影响公司的生存与发展。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种可以对木薯污泥进行无害化、资源化的技术,主要途径就是先对木薯污泥进行预处理和发酵,然后用来作为蚯蚓的饵料,为了实现这个目的,本发明采用如下技术方案:

一、本发明的主要技术特征

1、技术特征一:

新原料。未见使用经过预处理和发酵后的木薯污泥作为蚯蚓饵料的报道;木薯污泥的有机质含量很高,约为40%左右。木薯污泥中还含有大量的甲烷杆菌尸体,蛋白质含量高,因此可以作为蚯蚓的食物。但因为木薯污泥酸性过重,粘度太大,不能够直接喂养蚯蚓,否则蚯蚓会逃逸或死亡。因此,作为蚯蚓的饵料必须先经过预处理和发酵。

2、技术特征二:

木薯污泥的预处理。在发酵之前必须要进行预处理,预处理就是为了能够让微生物在堆沤的木薯污泥堆里生长繁殖,对木薯污泥进行物化性质的调整,处理技术要根据每个批次的木薯污泥进行检测之后,再根据检测结果进行预处理。比如,用石灰水调整酸性至中性;加膨松剂到木薯污泥中并混匀,改变透气情况。如不调整酸碱度到中性左右就直接喂养蚯蚓会使蚯蚓逃逸、身体肿胀或中毒反应。

3、技术特征三:

发酵。预处理后进行堆沤发酵,堆沤发酵时添加的辅料和菌种是创新的。辅料是根据本地化原则使用工厂化的杏鲍菇废菌糠,用来降低污泥的粘度,有利于好养菌的繁殖;菌种是自主筛选的发酵生物菌。经过发酵后,原料变得松、软、嫩、细,酸度、水分、气味都适合蚯蚓之后,才能够作为蚯蚓的基料或饵料。

4、技术特征四:

养殖方式。采用堆制养殖蚯蚓,一次性放足饵料,够吃一个生长周期,一般是1-2个月,直至收获期。这种方式即为原位养殖方式,高密度养殖,不需要遮盖,但需要在发酵堆四周挖好排水沟。不用添新料,不用去除蚯蚓粪,仅注意补充水分即可。

5、技术特征五:

收获方式。一般情况下,商品蚓在收获时,用人工分开蚯蚓和蚯蚓粪,但这个工作非常耗时耗工,成本难降低。因此,本专利的内容之一就是开发适宜产品,如生物饲料,改变传统的分离模式,不分开蚯蚓和蚯蚓粪,除杂后直接烘干粉碎做生物饲料的基料。

6、技术特征六:

做成新型的生物饲料。单一的产品蚯蚓或蚯蚓粪都是蛋白质含量很高的,尤其是蚯蚓,都非常适合做水产饲料,因此本专利中,蚯蚓与蚯蚓粪不需要分离。当蚯蚓的生长周期完成后,整个批次的蚯蚓与蚯蚓粪都用作生物饲料的原料,先除杂,再热空气烘干,最后粉碎,混配麦麸等辅料,包装成品,入库保存。

二、本发明的主要生产工艺流程

本发明的主要生产工艺流程(即实施步骤)如下:

1、步骤一:

检测每个批次木薯污泥的物化性质,包括ph值、含水率、粘度、有机质含量、农残含量、重金属含量等指标。抽样时必须是新鲜的木薯污泥,也就是当日木薯污泥,三个班次,每个班次抽样一次。每次抽样要符合统计的要求,能够全面反映该批次木薯污泥的物化性质。

2、步骤二:

检测完成后,如果木薯污泥的重金属含量不超标,那么就可以将本批次的木薯污泥运送到原料场地。原料场地事先做好基建,要求三通,挖设良好的排水系统。原料场功能分区,一区是原辅料存放区;二区是原料预处理与发酵区。

3.步骤三

调整ph值:木薯污泥的ph一般为4左右,用氢氧化钙清液调整木薯污泥的ph到达7左右,务必调整均匀。

4、步骤四:

添加发酵助剂:添加本地食用菌杏鲍菇的废菌糠,去除废菌糠的塑料薄膜袋子,添加量一般为5%左右,如果木薯污泥还很粘稠,那么可以加大杏鲍菇废菌糠的比例。如果没有杏鲍菇废菌糠,也可以采用其他的膨松剂,如附近糖厂的蔗叶泥、木薯渣、木薯皮、酒糟、稻米秸秆、玉米秸秆等纤维性的物料。

5、步骤五:

调整碳氮比:根据对木薯污泥碳氮比的测得结果,补充适量的碳素或氮素,使碳氮比值在20-30:1之间。在添加膨松剂的时候也可以同时调整碳氮比,必要时可以添加碳素或氮素,木薯污泥的氮素偏高,着重添加碳素。

6、步骤六:

加入微生物发酵助剂:经过前面的预处理后,再添加2%的微生物菌剂。加入的菌剂能够加快发酵进程,减少臭味。微生物菌剂应提前做好发酵液,菌种为自主筛选,特别是蚯蚓益生菌。当然,该菌剂也可以在添加膨松剂的时候一起加入。

7、步骤七

调整湿度:经过前面的预处理后,检测含水量,调整湿度为60%-70%。如湿度不足70%,可以添加水分调整;如湿度超过70%,就摊开晾干。如晾干时天气不好,则可以用铲车将准备好的干杏鲍菇废菌糠混合到木薯污泥中,调整好湿度。

8、步骤八:

堆沤发酵:将拌匀的木薯污泥堆积为高1.5米,底宽2米,横截面为半圆形的一条垄,垄的长度不限,用口径20厘米的木棍沿着侧面打孔,每个孔隔1米,在每个孔上面倒盖一个塑料框。整个垄面覆盖塑料薄膜保温保湿。在垄上插上几支温度计,每天检测温度。

9、步骤九:

翻堆补湿:当木薯污泥堆发酵升温至70℃,维持高温后开始降温时,就第一次翻堆。翻堆时视水分挥发情况补充水分,再堆积发酵,如此反复直至发酵料堆不再升温为止,一般反复三次即可。

10、步骤十:

发酵完全的检测:当发现料温不再升高,一般就是发酵的终点了。木薯污泥的发酵终点一般的质量指标是感觉发酵料变得松、软、细、嫩、无臭味。发酵好的木薯污泥饲料保持湿度为70%,通风透气,放置一个月后作为蚯蚓饵料使用。

从上述内容可以得知,本发明同时具有如下几个优点:

1、优点一:

本发明内容处理木薯污泥固体废弃物,既解决了环保问题,又能够变废为宝,提高产品附加值。

2、优点二:

发酵好的木薯污泥是蚯蚓养殖的好饵料,不但营养丰富,而且廉价、大宗、易得。

3、优点三:

通过木薯污泥的处置-蚯蚓养殖-生物肥料种植或生物饲料养殖,延长了产业链,提高了企业的抗风险能力。

总而言之,本发明兼顾蚯蚓养殖、污泥资源化,可机械化处理,人工成本低,可形成规模化生产。

具体实施方式

本发明共公开了两个实施例,分别阐述如下:

一、实施例一

本实施例的技术特征和实施步骤分别为:

1.新原料。未见使用木薯污泥作为蚯蚓原料的报道;

2.在发酵前进行预处理。根据物料的物化性质进行预处理,与别人不同。

3.发酵。预处理后进行堆沤发酵,堆沤发酵时添加的辅料和菌种是自己筛选的。辅料是根据本地化使用杏鲍菇废菌糠;菌种是自己筛选的菌株。

4.养殖方式。采用堆制养殖蚯蚓,一次性放足饵料,够吃一个周期45天,直至收获蚯蚓和蚯蚓粪。

5.收获方式。改变传统的蚯蚓与蚯蚓粪的分离模式,不分开两者,直接烘干粉碎做生物饲料。

6.做成新型饲料。蚯蚓与蚯蚓粪,包括蚯蚓蛋,一同烘干粉碎,添加麦麸等辅料,做成水产或猪饲料。

1.整理场地,场地要三通,根据木薯污泥日产200吨的数量,场地的面积要求45亩以上。场地分原辅料存放区,发酵区和养殖区,后二区的功能轮换。挖设良好的排水系统,保障发酵料堆不被雨水浸泡。

主干区的道路要铺设20厘米厚度的水泥板,保障在下雨天40吨重的卡车能够正常运货。

2.检测每批木薯污泥的物化性质,包括ph值、含水率、碳氮比、粘度、有机质含量、农残含量、重金属等指标,以决定是否能够使用本批次的木薯污泥以及为后续的预处理提供科学依据,当重金属检测的浓度符合国家农用标准时(最新版),可以运输到发酵-生产区进行预处理和发酵。如果木薯污泥的重金属超标,则需要另行处理,处理技术不在本专利的范畴之内。

3.调整ph值:根据木薯污泥酸碱度的检测结果调整酸碱度,ph一般为4左右。配制熟石灰,100斤清水加4斤熟石灰,过滤取清液,用这种清液来调整木薯污泥的酸碱度。

4.添加发酵助剂并调整碳氮比:添加本地食用菌企业生产的杏鲍菇废菌糠,废菌糠为杏鲍菇第一潮菇采收后的培养基,培养基外面包裹一层塑料薄膜。采用粉碎机将袋装的杏鲍菇废菌糠粉碎后,去除塑料薄膜,此时杏鲍菇废菌糠的水分含量为45%左右。添加量一般为8%左右,以木薯污泥的体积计算。调整后的物料,抽样检测碳氮比,检测的结果要求为25:1左右,可以通过添加不同比例的杏鲍菇废菌糠来调整碳氮比。

5.调整湿度并调整酸碱度:检测含水量,调整湿度为60%-70%。含水量的检测可以使用水分测定仪,或简单的用手检测,即用手紧握住调整好的料,如指缝有水渗出,并滴出1-2滴,放手料落地不散即可。如湿度不足70%,可以添加水分调整;如湿度超过70%,就摊开晾干。如晾干时天气不好,则可以用铲车将准备好的干杏鲍菇废菌糠混合到木薯污泥中,逐渐调整。在调整湿度的同时,添加2%(体积比)的微生物菌剂,该液体菌剂应提前一天发酵好的;该菌剂也可以在添加膨松剂的时候一起添加。

6.堆积发酵:将拌匀的木薯污泥堆积为高1.5米,底宽2米,上宽1.5米,横截面为梯形的一条垄,垄的长度不限,可以根据场地而定,一般为30-40米。用口径20厘米的木棍沿着侧面打孔,每个孔隔1米,在每个孔上面倒盖一个塑料框。整个垄面覆盖塑料薄膜保温保湿,让温度迅速上升。在垄上插上温度计,每天检测温度。

7.翻堆补湿:当木薯污泥堆发酵升温至70℃-80℃,维持高温后开始降温时,就进行第一次翻堆。翻堆时视水分挥发情况补充水分,再堆积发酵,如此反复直至发酵料堆不再升温为止,一般反复三次即可。

8.发酵完成的检测:当发现料温不再升高,一般就是发酵的终点了。木薯污泥的发酵终点的质量指标是感觉发酵料变得松、软、细、嫩、无臭味。发酵好的木薯污泥饲料保持湿度为70%,通风透气,放置一个月后作为蚯蚓饵料使用,使用前做生物性试验,试验发现蚯蚓正常取食,钻进料堆,48小时内无逃逸,无扭曲翻滚,无死亡,即可大面积、高密度地投放蚯蚓种苗。至于蚯蚓养殖的流程、工艺和参数,不在本专利的范畴之内。

9.采用以上处理木薯污泥的技术,每天可以处理200吨,预处理后堆成3条垄发酵,垄间宽6米,占地面积约1亩,发酵一个月。整个场地45亩以上,分为辅料存放区和发酵-养殖区,每个月轮一圈,空置消毒一周,其他处理一周。每个月产优质蚯蚓饵料6000吨。

二、实施例二

本实施例的技术特征和实施步骤分别为:

1.新原料。未见使用木薯污泥作为蚯蚓原料的报道;

2.在发酵前进行预处理。根据物料的物化性质进行预处理,与别人不同。

3.发酵。预处理后进行堆沤发酵,堆沤发酵时添加的辅料和菌种是自己创新的。辅料是根据本地化使用杏鲍菇废菌糠;菌种是自己筛选的微生物菌群。

4.养殖方式。采用堆制养殖蚯蚓,一次性放足蚯蚓饵料,够吃一个周期45天,直至收获蚯蚓和蚯蚓粪。

5.收获方式。改变传统的蚯蚓与蚯蚓粪的分离模式,不分开两者,直接烘干粉碎做生物饲料。

6.做成新型的生物饲料。蚯蚓与蚯蚓粪,包括蚯蚓蛋,一同烘干粉碎,添加麦麸等辅料,做成水产或猪饲料。

1.整理场地,场地要三通,根据木薯污泥日产200吨的数量,场地的面积要求50亩以上。场地分原辅料存放区,发酵区和养殖区,后二区的功能轮换。挖设良好的排水系统,保障发酵料堆不被雨水浸泡。

主干区的道路要铺设20厘米厚度的水泥板,保障40吨重的卡车能够正常运货,特别是在雨天时。

2.检测每批次木薯污泥的物化性质,包括ph值、含水率、碳氮比、粘度、有机质含量、农残含量、重金属等指标,以决定是否能够使用本批次的木薯污泥以及为后续的预处理提供科学的数据,当重金属检测的浓度符合国标农用标准时(最新版),可以运输到发酵-生产区进行预处理和发酵。如果木薯污泥的重金属超标,则需要另行处理,处理技术不在本专利的范畴之内。

3.调整ph值:根据木薯污泥酸碱度的检测结果调整酸碱度,ph一般为4左右。配制熟石灰溶液,100斤清水加4斤熟石灰,过滤取清液,用这种清液来调整木薯污泥的酸碱度。

4.添加发酵助剂并调整碳氮比:添加本地食用菌企业生产的杏鲍菇废菌糠,废菌糠为杏鲍菇第一潮菇采收后的培养基,培养基外面包裹一层塑料薄膜袋子。采用粉碎机将袋装的杏鲍菇废菌糠粉碎后,去除塑料薄膜,此时杏鲍菇废菌糠的水分含量为45%左右,构成杏鲍菇培养基的木屑、甘蔗渣等都很蓬松,利于通风透气。添加的量一般为10%以上,以木薯污泥的体积计算。调整后的物料,抽样检测碳氮比,检测的结果要求为20:1左右,可以通过添加不同比例的杏鲍菇废菌糠来调整碳氮比。

5.调整湿度并调整酸碱度:检测含水量,调整湿度为70%。含水量的检测可以使用水分测定仪,或简单的用手检测,即用手紧握住调整好的料,如指缝有水渗出,并滴出1-2滴,放手料落地不散即可。如湿度不足70%,可以添加水分调整;如湿度超过70%,就摊开晾干。如晾干时天气不好,则可以用铲车将准备好的干杏鲍菇废菌糠混合到木薯污泥中,逐渐调整。在调整湿度的同时,添加2%(体积比)的微生物菌剂,该液体菌剂应提前一天发酵好;当然,该菌剂也可以在添加膨松剂的时候一起添加。

6.堆积发酵:将拌匀的木薯污泥堆积为高1.5米,底宽2米,上宽1.5米,横截面为梯形的一条垄,垄的长度不限,可以根据场地而定,一般为30-40米左右。用口径30厘米的木棍沿着侧面打孔,每个孔隔1米,在每个孔上面倒盖一个塑料篮筐。整个垄面覆盖塑料薄膜保温保湿,让温度迅速上升。在垄上插上温度计,每天检测温度。

7.翻堆补湿:当木薯污泥堆发酵升温至60℃-70℃,维持高温并开始降温时,就进行第一次翻堆。翻堆时视水分挥发情况补充水分,然后再堆积发酵,如此反复直至发酵料堆不再升温为止,一般反复三次即可。

8.发酵完全的检测:当发现料温不再升高,一般就是发酵的终点了。木薯污泥的发酵终点的质量指标是发酵料变得松、软、细、嫩、无臭味。发酵好的木薯污泥维持湿度为70%,通风透气,放置一个月后作为有机肥基料使用,在基料中根据客户需求,添加氮磷钾、腐殖酸、生物菌剂、硒材料等成分,制成系列的生物有机肥供市场。具体如何混配辅料则不在本专利的范畴之内。

9.采用以上处理木薯污泥的技术,每天可以处理200吨,木薯污泥预处理后堆成3条垄,垄间宽6米,占地面积约1亩,发酵一个月。整个场地50亩,其中45亩发酵及养殖区,每个月轮一圈,空置消毒一周。每个月产优质有机肥基料6000吨。在基料添加一定比例的无机氮磷钾、功能菌剂和富硒原料,生产功能性有机肥,进一步缩短处置时间,提高产品附加值。

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