蔗糖副产物滤泥、糖蜜酒精废醪液的开发利用

2009-04-19 10:15:22张跃彬高正卿
中国糖料 2009年1期
关键词:糖蜜糖厂副产物

张跃彬,高正卿

(1.云南省农业科学院甘蔗研究所,开远661600;2.云南省轻工业研究所,昆明650034)

综合利用

蔗糖副产物滤泥、糖蜜酒精废醪液的开发利用

张跃彬1,高正卿2

(1.云南省农业科学院甘蔗研究所,开远661600;2.云南省轻工业研究所,昆明650034)

概述了蔗糖副产物滤泥、糖蜜酒精废醪液开发作甘蔗复合肥的价值和生态意义。

蔗糖副产物;滤泥;糖蜜;酒精废醪液

滤泥、酒精废醪液是我国制糖生产和糖蜜生产酒精过程中产生的副产物,近年来,随着国家对环境保护力度的加大,对工业三废排放的严控,我国制糖企业对滤泥、酒精废醪液的处理探索了很多方法,本文就副产物滤泥、糖蜜酒精废液作为甘蔗肥料利用进行研究探索。

1 滤泥、酒精废醪液

1.1 滤泥

甘蔗制糖过程中,蔗汁通过澄清、由压滤机或真空吸滤机过滤后的残渣叫滤泥。滤泥含有甘蔗纤维、蔗糖,带有蔗蜡的凝结胶体,蛋白质、磷酸钙,还夹带随原料蔗茎带来的砂泥,这些成分多来自甘蔗本身,而钙质物多数是蔗汁澄清处理时加入的;滤泥还含有少量的铁、锌等微量元素。滤泥一般占压榨量的3%~4%,日处理2000t的糖厂,一个榨季就可产生滤泥1万t左右。我国制糖企业普遍采用的是亚硫酸法,亚硫酸法制糖的滤泥,具有较高的利用价值,有机质丰富,肥效高,通过腐熟处理,是优良的有机肥源。

1.2 酒精废醪液

酒精废醪液是糖蜜原料经发酵后,进行粗馏过程中产生的高浓度有机废水,每生产一吨酒精产生13~15t废醪液,所含有机物高,BOD5为60~80g/L,CODcr为80~120g/L,SS为2.5~5g/L,pH为3.5~4.5,废液呈酸性,颜色深,排放量大。同时废醪液中还含有类黑色素,这是一种糖和氨基酸结合的化合物,致使废醪液颜色较深,虽无毒性,但排入江河会使水体富营养化,造成水体缺氧,鱼虾绝迹,河水发臭,既严重污染环境又造成有用资源的浪费。酒精废醪液含有丰富的氮、磷、钾和有机质,其中含有10%~12%的固形物,固形物中70%为有机质,如酵母菌体、蛋白质、糖分、氨基酸、维生素、有机酸等,其余30%为灰分,如氮、磷、钾、钙、镁等无机酸。废醪液外观呈褐黑色。

因此,合理利用酒精废醪液不仅能够有效解决糖厂最大的水污染排放,而且通过适当的生产工艺处理,完全可以转化为对工农业生产有益的产品,尤其是具有良好农用价值的有机肥,从而为企业带来经济和环境的双重收益。

表1 不同制糖工艺滤泥的成分

表2 酒精废醪液成分分析表

2 滤泥、酒精废醪液的施用

滤泥单独作为肥料,应进行堆沤腐熟后才能施用,堆沤过程中加盖薄膜或用泥土覆盖,以减少养分损失。滤泥一般做基肥,也可作追肥,施用量15t/hm2左右,施放滤泥的蔗地应配合施用石灰750kg/hm2以中和其酸性。

酒精废醪液是糖厂利用制糖后的糖蜜生产酒精后的副产物,一般为原料蔗量的15%左右。酒精废醪液具有很多甘蔗生长所需的养分,其中包括糖蜜中的氮、磷、钾和发酵过程中加入的养分,都溶解在酒精废醪液中,据分析,酒精废醪液约含全氮0.05%,全磷0.01%,全钾0.1%,研究表明,施用酒清废醪液,平均增产甘蔗可达15t/hm2以上,酒精废醪液养分浓度低,以液体方式灌溉施用,因此使用时,应注意灌溉施用量,一般以土壤含水量接近饱和为宜,一般施用量在450~600t/hm2左右。但长期施用酒精废醪液会导致蔗糖分下降,根据巴西等先进国家的经验,在施用酒精废醪液的同时,应在甘蔗成熟期配套喷施甘蔗增糖剂。

农灌法:酒精废液中含有丰富的氮、磷、钾和有机质,是农作物的优良肥料。农灌法即把酒精废液直接排到农田,由其自然发酵,使植物吸收废液的养分和水分。广西一些糖厂以及我省陇川糖厂、孟连糖厂、景真糖厂等采用农灌法。该法投资少,运行费用低,能充分利用水分和养分。景真糖厂酒精车间排出的废醪液,除部分外排,有部分被农场职工作甘蔗的肥料施用,施用量为60t/hm2,施用方法是甘蔗收获后用槽车运出废液灌溉蔗田。

3 利用副产物滤泥、酒精废醪液开发甘蔗复合肥

长期以来,由于传统有机肥源数量的限制,甘蔗生产投入的养分主要以化肥为主,这不仅是加大农业生产成本的投入,而且无机化肥的长期施用,造成蔗区农业土壤理化性状变劣,有机质含量少,土壤养分少而不均,严重影响了甘蔗生产的发展。滤泥作为一种优良的有机肥源,应大力进行推广应用,同时,由于滤泥其肥粒细小,养分好,松软、水分适度并含有一定的糖分等营养物质,又是生物固氮菌、磷细菌、钾细菌等作物增产菌的适宜载体,可与现代生物高技术结合,接种生物菌,开发生物肥,提高利用价值。

糖厂的另一副产物酒精废醪液,有机污染物的含量高,一般含CODcr:100~120g/L,BOD5:50~60g/L,容易造成水体富营养化、缺氧、水质恶化、发臭,严重污染地表、地下水,是极难处理的高浓度有机废水。近年来,为治理酒精废醪液,部分糖厂蔗区都在示范推广酒精废醪液灌溉蔗田,但严格讲,不符合环境保护政策及法规。

酒精废醪液虽然是有机污染物含量高的物质,但其中也含有很多营养物质,如果加以一定的工艺处理,和滤泥一样可以作为制造有机生物复混肥的原料。酒精废醪液处理的方法有蒸发浓缩法、沉降法等。近年来开展的“冲灰水”技术,也是处理酒精废醪液的一种实用方法,“冲灰水”技术主要是在糖厂的水膜除尘系统中,利用酒精废醪液,经渣水分离器分离出酵母泥等固形物,滤清液送入清液池,再用泵送至锅炉水膜除尘器作除尘冲灰用,以替代清水。排出的冲灰水经曲筛过滤后进入混合池,再泵入渣水分离器分离出来的上清液排入清液池供循环使用。渣水分离器排出的灰渣和曲筛分出的灰渣均排入沉灰池,沉灰池中沉积的灰水经重力沉降后回流至混合池,灰渣靠重力疏水和自然蒸干,即成为含多营养物具有潜在利用价值的混合物质,有机物含量约7%,P2O5含量约0.04%,K2O含量约1%,总氮含量约0.5%。

经过处理的浓废醪液,与现代生物高技术结合,接种生物菌,经多级发酵培养,就可生产出高效复合微生物发酵剂;如果加上灰渣、滤泥等作为基质,就可以生产开发出固定高效生物菌肥。另外,根据甘蔗的营养需求配比无肥氮、磷、钾又可以开发生产优质有机复混(合)肥。

高效复合微生物发酵剂的工艺流程图

固体肥工艺流程图

4 市场前景

长期以来,由于传统有机肥源数量的限制,甘蔗生产投入的养分主要以化肥为主,这不仅是加大农业生产成本的投入,而且无机化肥的长期施用,造成蔗区农业土壤理化性状变劣,有机质含量少,土壤养分少而不均,严重影响了甘蔗生产的发展。滤泥与酒精醪液开发的优良有机肥,肥粒细小,养分好,松软、水分适度,含有固氮菌、磷细菌、钾细菌等作物增产菌,氮磷钾配比科学,利用价值高,产业化前景好。

Development and Utilization on Filter Mud of Cane Sugar by-product and Wastewater from Alcoholic Fermentation of Molasses

ZHANG Yue-bin1,GAO Zheng-qing2
(1.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kaiyuan,Yunnan 661600,China; 2.Light Industry Institute of Yunnan Province,Kunming 650034,China)

There are an importance and eco1ogica1 significance for deve1opment fi1ter mud of cane sugar byproduct and wastewater from a1coho1ic fermentation of mo1asses to use as sugarcane compound ferti1izer.

Cane sugar by-product;Fi1ter mud;Mo1asses;Wastewater from a1coho1ic fermentation

杂566.109(9)

A

1007-2624(2009)01-0063-02

2008-05-11

云南省科技强省攻关课题研发内容(2008~2010)。

张跃彬(1968-),男,云南省建水县人,云南省农业科学院甘蔗研究所研究员,主要从事甘蔗综合技术研究开发。

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