本发明涉及维生素c工业生产废菌渣处理及废物资源化利用技术领域，具体为一种维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法。
背景技术：
中国年产维生素c(vc)约16～18万吨，出口14万吨，占世界总销量的90％以上。维生素c生产过程中，排放一种大宗废弃物—废菌渣液。每生产1吨vc约排放1吨废菌渣液，我国年排放量约16～18万吨，cod值高达5～10万mg/l。该废菌渣系vc发酵液经超滤截留后剩余的10万道尔顿以上大分子物质，主要为菌体及其碎片、剩余培养基等。因vc发酵后期存在菌体破裂现象，故该废液具有高度稳定的胶体特性，极难沉淀和脱水。目前主要采用好氧污水处理技术处理该废菌渣，既浪费资源、又带来巨大环保压力。亟待开发废菌渣高效脱水及资源化利用的新技术和新方法。
尽管已有废菌渣液制有机肥(专利申请号200910248459.2)和生产菌体蛋白(专利申请号cn201210281439.7)的资源化利用的相关专利，但因废菌渣含水量大，制有机肥成本高且存在易腐败污染环境的问题，而生产菌体蛋白，不仅要高温处理，还要加入蛋白酶水解，最后还需进行喷雾干燥等，处理过程复杂且成本极高，难以实际生产应用。
废菌渣液要资源化利用，其首要解决的问题是其易腐败变臭的问题。废菌渣营养极其丰富、ph6～8，满足大部分菌株的生长需求，因此，废菌渣若不及时脱水处理，很快就会滋生细菌导致环境污染。可见，目前制约维生素c发酵废菌渣资源化利用的首要问题是研发出废菌渣的高效、低成本脱水新技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，以解决维生素c发酵菌渣常温下储存运输困难、容易二次发酵产生污染、常规加热脱水和污水处理成本高的问题，为维生素c发酵菌渣低成本资源化利用提供一种新方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，维生素c发酵废菌渣与调理剂按质量比例1:0.01～0.08混合后得调理液，静置0.5～10h，再加入1～8wt％的复合助滤剂，在充分混合后，经板框压滤，过滤压力为0.2～0.5mpa，得到含水量为40～70wt％的菌渣滤饼，再经烘干或风干得到菌渣干品，作为饲料或肥料添加剂。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，调理剂包括硫酸铝钾、硫酸钙以及“微生物代谢的高分子有机物与低分子化合物”之一种或两种以上；按质量份数计，每100份维生素c发酵废菌渣中各加入0.5～2份硫酸铝钾、0.5～2份硫酸钙和0.5～4份微生物代谢的高分子有机物与低分子化合物中的一种或两种以上。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，在维生素c发酵废菌渣加入调理剂并混合后，调理液在0～30℃下静置。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，复合助滤剂包括基本助滤剂和附加助滤剂，基本助滤剂为珍珠岩粉、活性炭粉、硅藻土中的一种或两种以上，附加助滤剂为文冠果壳粉末，复合助滤剂粒径为100～200目。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，复合助滤剂按1～8wt％的比例加入到调理液中，复合助滤剂中基本助滤剂与附加助滤剂的质量比例为1:0.2～3。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，优选地，基本助滤剂为珍珠岩、活性炭，按质量份数计，加入量分别为每100份维生素c发酵废菌渣中各加入2～3份和0.5～1份，附加助滤剂文冠果壳粉末加入量为每100份维生素c发酵废菌渣加入2～4份。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，微生物代谢的高分子有机物与低分子化合物，将特定微生物菌株的发酵液经菌体超滤分离、上清液蒸馏浓缩工序后的提取浓缩液，其主要成分包括高分子有机物：糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸之一种或两种以上，以及低分子化合物：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸、乳酸和2-酮基-l-古龙酸之一种或两种以上；按质量百分比计，高分子有机物2～10％，低分子化合物5～30％，无机盐3～5％，其它有机物2～4％，其余为水分。
其中，特定微生物菌株是：菌株红平红球菌(rhodococcuserythropolis，cgmcc4.1814)、巨大芽孢杆菌(bacillusmegaterium，cgmcc1.7416)、枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis，cgmcc1.14985)、地衣芽孢杆菌(bacilluslicheniformis，cgmcc1.813)、蜡质芽孢杆菌(bacilluscereus，cgmcc1.4565)中的一种或两种以上。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，维生素c发酵废菌渣是指：维生素c发酵液经超滤截留后剩余的10万道尔顿以上大分子物质，主要为菌体及其碎片、剩余培养基，化学需氧量cod为5～10万mg/l，其中：干物质含量为3～9wt％，粗蛋白含量占干物质40～60wt％。
所述的维生素c发酵废菌渣的快速、高效脱水方法，板框压滤后的菌渣滤饼经干燥后得到菌渣干品，干燥方式为加热烘干或风干中的一种或其两种的组合；其中，加热烘干指将滤饼放置于烘干设备中，40～85℃烘干至含水量降至10～20wt％；风干是通过将菌渣滤饼置于通风处常温风干至含水量降至10～20wt％。
本发明的设计思想是：根据维生素c发酵菌渣含大量蛋白的特性，首先加入无机盐类和微生物调理剂，包括硫酸铝钾、硫酸钙和微生物代谢的高分子有机物与低分子化合物提取物，使其中和蛋白表面的电荷从而加速菌渣蛋白的聚集和沉降，再加入复合助滤剂(包括基本助滤剂和附加助滤剂)，减少可压缩滤饼的过滤阻力、提高滤饼的刚性和孔隙率。而且，所加入附加助滤剂-文冠果壳粉，更有助于吸附凝聚废菌渣液中微细的固体粒子，不仅加快滤速，还更容易滤清，从而有效实现维生素c发酵废菌渣液的快速脱水。
本发明具有如下优点及有益效果：
1、本发明维生素c发酵废菌渣的脱水方法，简单、易操作、成本低，脱水效果好，可使废菌渣经板框处理后的含水量降至40～70％，大大降低后期干燥和资源化利用的成本。
2、本发明所用的附加助滤剂为文冠果壳粉，原料成本低廉，助滤效果好，为文冠果壳的资源化利用开辟新的利用途径。
3、采用本发明所述脱水技术脱水后的菌渣，因脱水过程无高温处理，可使菌渣中的活性营养成分最大程度保留以及芽孢杆菌等得以存活，在资源化利用中，可用来作为生产高附加值饲料添加剂或肥料添加剂的原料，实现废菌渣的高值化利用。
4、本发明通过无机调理剂和微生物调理剂相结合，大大提高聚凝效率。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明维生素c发酵废菌渣快速脱水的方法，具体为：维生素c发酵废菌渣与调理剂按1:0.01～0.08(质量比)的比例混合后得调理液，静置0.5～10h，再加入1～8wt％的复合助滤剂，混合后经板框压滤得到含水量为40～70wt％的菌渣滤饼，再经干燥得到菌渣干品，可作为饲料或生物有机肥的原料得以资源化利用。所述复合助滤剂包括基本助滤剂和附加助滤剂，基本助滤剂为珍珠岩、活性炭、硅藻土中的一种或两种以上，附加助滤剂为文冠果壳粉末，复合助滤剂中基本助滤剂与附加助滤剂的质量比例为1:0.2～3。
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
实施例1
本实施例中，取废菌渣液20公斤，分别加入硫酸铝钾0.2公斤和硫酸钙0.2公斤，充分搅拌10分钟，静置4小时。再往其中加入珍珠岩粉(过100目筛)0.4公斤、粉末活性炭(过100目筛)0.2公斤，文冠果壳粉(过100目筛)0.4公斤，充分搅拌10分钟，导入板框压滤机压滤，过滤压力为0.2～0.4mpa，经过1小时压滤，得到含水量为50wt％的滤饼4.3公斤，再于恒温烘箱中70℃烘干3.5小时，得到含水量为20wt％的干燥菌渣2.7公斤。
实施例2
本实施例中，取废菌渣液20公斤，分别加入硫酸铝钾0.4公斤、硫酸钙0.2公斤和枯草芽孢杆菌菌株(cgmcc1.14985)代谢的高分子有机物/低分子化合物提取物0.2公斤，充分搅拌10分钟，静置8小时。再往其中加入珍珠岩粉(过100目筛)0.6公斤、粉末活性炭(过150目筛)0.1公斤，文冠果壳粉(过100目筛)0.6公斤，充分搅拌10分钟，导入板框压滤机压滤，过滤压力为0.3～0.5mpa，经过1小时压滤，得到含水量为46wt％的滤饼4.5公斤，再于恒温烘箱中40℃烘干9小时，得到含水量为16wt％的干燥菌渣2.9公斤。
其中，枯草芽孢杆菌菌株(cgmcc1.14985)代谢的高分子有机物/低分子化合物提取物，制备过程如下：
枯草芽孢杆菌菌株发酵培养基的组成为：玉米粉2wt％，葡萄糖2wt％，酵母粉2wt％，硫酸锰0.01wt％,氯化钙0.01wt％，其余为水分。发酵条件为：60升气升式发酵罐中导入发酵培养基45l，接种量15％，通风量1:0.5，温度为35℃，ph自然，发酵时间48小时。将45l发酵好的发酵液经10万道尔顿的超滤膜过滤后，分离出40l超滤液，经低温减压浓缩蒸发37l水，得到提取物3.1公斤。
按质量百分比计，该提取物的组成如下：高分子有机物8～10％，低分子化合物15～20％，无机盐3～4％，其它有机物3％，其余为水分。其中，高分子有机物为核酸(占提取物的质量百分比1.8％)、蛋白(占提取物的质量百分比5.3％)，多糖(占提取物的质量百分比2.0％)；低分子化合物为丙酸(占提取物的质量百分比3.2％)丁酸(占提取物的质量百分比3.9％)，草酸(占提取物的质量百分比5.1％)，乳酸(占提取物的质量百分比5.7％)。
实施例3
本实施例中，取废菌渣液20公斤，分别加入硫酸铝钾0.4公斤和硫酸钙0.4公斤，充分搅拌10分钟，静置10小时。再往其中加入珍珠岩粉(过100目筛)0.3公斤，粉末活性炭(过200目筛)0.1公斤，硅藻土(过100目筛)0.4公斤，文冠果壳粉(过100目筛)0.8公斤，充分搅拌10分钟，导入板框压滤机压滤，过滤压力为0.3～0.5mpa，经过1小时压滤，得到含水量为40wt％的滤饼4.7公斤，再于恒温烘箱中60℃烘干4小时，得到含水量为11wt％的干燥菌渣3.1公斤。
实施例4
本实施例中，取废菌渣液20公斤，分别加入硫酸铝钾0.4公斤、硫酸钙0.2公斤和地衣芽孢杆菌菌株(cgmcc1.813)代谢的高分子有机物/低分子化合物提取物0.6公斤，充分搅拌10分钟，静置6小时。再往其中加入珍珠岩粉(过100目筛)0.8公斤，文冠果壳粉(过100目筛)0.6公斤，充分搅拌10分钟，导入板框压滤机压滤，过滤压力为0.3～0.5mpa，经过1小时压滤，得到含水量为55wt％的滤饼6公斤，再于恒温烘箱中50℃烘干10小时，得到含水量为18wt％的干燥菌渣3.2公斤。
其中，地衣芽孢杆菌菌株(cgmcc1.813)代谢的高分子有机物/低分子化合物提取物，制备过程如下：
地衣芽孢杆菌菌株发酵培养基的组成为：豆粕90g/l，淀粉30g/l，葡萄糖20g/l，caco34g/l，(nh4)2so40.7g/l，蛋白胨10g/l，其余为水分。发酵条件为：100升气升式发酵罐中导入发酵培养基65l，接种量15％，通风量1:0.4，温度为37℃，ph自然，发酵时间72小时。将50l发酵好的发酵液经5万道尔顿的超滤膜过滤后，分离出45l超滤液，经浓缩蒸发42l水，得到提取物3.4公斤。
按质量百分比计，该提取物的组成如下：高分子有机物8～10％，低分子化合物12～15％，无机盐4～5％，其它有机物4％，其余为水分。其中，高分子有机物为核酸(占提取物的质量百分比1.5％)、蛋白(占提取物的质量百分比5％)，多糖(占提取物的质量百分比2.8％)；低分子化合物为乙酸(占提取物的质量百分比1.4％)，丙酸(占提取物的质量百分比3.0％)，丁酸(占提取物的质量百分比3.2％)，草酸(占提取物的质量百分比4.8％)。
应用例
以番茄为考察对象，将实施例4得到的干燥菌渣样品，于每株番茄根际施入20g，共施入10株，另10株未施入干燥菌渣的为对照组。除施用干燥菌渣外，各处理其它田间管理均保持一致。结果显示，与对照组相比，施入干燥菌渣的处理组，平均每株番茄的产量增加8％，番茄的维生素c含量提高11％。
以上所述的仅是本发明的优选实施方案，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化合改进，这些都属于本发明的保护范围。