一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法
2023-10-17 23:59:44
一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，其特徵在於包括以下步驟：將造紙蒸煮黑液爆氣預處理後調節pH值至4~7；培養產阮假絲酵母菌獲得發酵菌種液；利用稀釋蒸煮黑液外加營養物質進行酵母菌的二級菌種培養；將預處理的造紙黑液中添加二級種子進行發酵處理；發酵後過濾獲得酵母菌；過濾上清液經噴漿造粒或濃縮復配獲得有機肥。本發明拓寬了造紙黑液的處理方式，有效降低黑液BOD，有效實現了造紙黑液的資源化利用，降低了汙水處理成本，工藝簡單實用性強。該酵母菌可用於核糖核酸和單細胞蛋白的生產，有機肥富含黃腐酸能夠增加作物產量，提高作物的抗逆性，是適應現代農業的環保型肥料。
【專利說明】一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到汙水處理【技術領域】，尤其涉及一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥的方法。
【背景技術】
[0002]我國縣及縣以上造紙及紙製品工業廢水排放量佔全國工業總排放量的18.6%，其中處理排放達標量僅佔造紙工業廢水總排放量的49.3%，經測驗發現製漿蒸煮廢液(通稱造紙黑液)中所含的汙染物佔到了汙染排放總量的90%以上。因此，造紙黑液排放作為造紙廠汙染的主要根源，急需研究出處理造紙黑液的方法，避免其對環境造成汙染。在對製漿黑液成分的分析中發現，黑液含有大量的黃腐酸、半纖維素和纖維素的分解物等有機物，使得廢水的COD高達100g/L，B0D也有50g/L，如用化學方法進行處理，工藝複雜，需要大量化學試劑和設備的投入，成本太高。黃腐酸、小分子多糖是可被植物直接吸收的有效營養成分，因此，將黑液資源化利用受到了越來越多的關注。
[0003]秸杆中的半纖維素是五碳糖和六碳糖構成的異質多聚體，在酸性蒸煮條件中易被降解為單糖或多糖。產朊假絲酵母，其蛋白質、維生素B和核糖核酸含量豐富，並能在以尿素和硝酸作為氮源的培養基中充分利用五碳糖和六碳糖生長繁殖。
【發明內容】
[0004]本發明公開了一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，該方法是一種化學和生物技術相結合處理造紙廢水的技術方法，不僅工序簡單，處理成本低，無二次汙染，而且有效實現了造紙黑液的資源化利用。
[0005]一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，主要包括以下工藝步驟:
(1)造紙黑液預處理:黑液過濾除去不溶物質，爆氣處理30mirTl20min，加入稀酸或稀鹼調節黑液PH至4?7，再稀釋0.Γ5倍；
(2)產阮假絲酵母菌菌種的培養:在含有葡萄糖19g/L、酵母膏9g/L、K2HP041.5 g/L、和MgS04 1.2g/L的培養基，pH值4?7，發酵溫度20°C?35°C，轉速180rpm條件下培養8h?36h ；
(3)菌種二級擴大培養:取步驟(I)所得黑液再次稀釋0.flO倍，加入0.019Γ5%的尿素為氮源，按0.19Γ10%的比例加入步驟(2)中所得菌種，在pH值Γ7，發酵溫度20 0C?35°C，轉速180rpm條件下培養8h?36h ；
(4)黑液發酵:步驟⑴所得處理黑液中按0.19Γ10%的比例加入步驟(3)中所得菌種液，在pH值4?7，發酵溫度20°C?35°C，轉速180rpm條件下培養8h?36h ；
(5)菌體獲得:將步驟(4)所得發酵液進行過濾或離心處理，獲得酵母菌體和發酵濾液；
(6)有機肥母液製備:將步驟(5)所得發酵濾液濃縮至乾物質終濃度309Γ50%，得到有機肥母液。
[0006]對於上述技術方案，步驟(I)中所述的稀酸為鹽酸或硫酸或磷酸，所述的稀鹼為氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉或碳酸鉀；
所述的酵母菌菌體提取技術中，將發酵液用常規過濾或離心方法，得到酵母菌菌體； 利用所述步驟出)中所得有機肥母液製備有機肥的方法，其方法如下:
(1)以所得的有機肥母液為基液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素中的至少一種復配，製成有機肥，各組分重量配比為:有機肥母液10°/Γ80%，尿素5°/Γ30%，硫酸鉀5°/Γ20%，微量元素2°/Γ20%,磷酸二氫鉀5°/Γ20%,微量元素選自銅、鐵、猛、鋅、硼、鑰；
(2)將有機肥母液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素復配，充分反應即得到高效葉面肥，重量配比如下:有機肥母液10°/Γ70%，尿素5°/Γ25%，硫酸鉀5°/Γ?8%，微量元素2%?10%，磷酸二氫鉀5%?15% ；
(3)將有機肥母液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀微量元素復配，充分混合、造粒、乾燥、過篩即得到造紙黑液有機肥，重量配比如下:有機肥母液109Γ70%，尿素59Γ25%，硫酸鉀5%?18%，微量元素2%?10%，磷酸二氫鉀5%?15%。
[0007]該技術利用造紙黑液培養得到產阮假絲酵母，在有效降低黑液BOD的同時，獲得的菌體可用以抽提出核糖核酸，生產肌苷單磷酸酯和鳥苷單磷酸酯等調味劑、抗癌劑或抗病毒劑，也可直接將蛋白質用於飼料生產中。該方法獲得的肥料產品含有的豐富黃腐酸，能夠促進植物生長調，提高作物抗逆能力，增產和改善農產品品質。
本發明利用化學和生物技術相結合的方法將造紙黑液的資源化利用，其工序簡單，處理成本低，無二次汙染，而且有效實現了造紙黑液的資源化利用。
【具體實施方式】
[0008]下面結合以下實施例對本發明作進一步描述。
[0009]實施例1
一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥的方法，其主要包括以下工藝步驟:
(1)造紙黑液預處理:將鹼法製漿造紙產生黑液過濾，除去不溶物質，爆氣處理30min,加入稀酸調節至黑液pH至5,再稀釋0.1倍；
(2)產阮假絲酵母菌菌種的培養:在含有葡萄糖19g/L、酵母膏9g/L、K2HPO4 1.5 g/UMgSO4 1.2g/L的培養基中，pH值5，發酵溫度25°C，轉速180rpm條件下培養24h;
(3)菌種二級擴大培養:取步驟(I)所得黑液稀釋0.Γ10倍，加入1%的尿素為氮源，按0.1°/Γ10%的比例加入步驟(2)中所得菌種，在pH值5，發酵溫度25°C，轉速180rpm條件下培養8h?36h ；
(4)黑液發酵:步驟(I)所得處理黑液中按2%的比例加入步驟(3)中所得菌種液在pH值6，發酵溫度25°C，轉速180rpm條件下培養24h ；
(5)菌體獲得:過濾步驟(4)所得發酵液，獲得酵母菌體和發酵濾液；
(6)有機肥母液的製備:將步驟(5)所得濾液濃縮至乾物質終濃度35%，獲得有機肥母液；
(7)有機肥葉面肥的製備:將過濾或離心後所得的發酵上清液液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素復配，充分反應即得到高效葉面肥，重量配比如下:有機肥母液70%，尿素5%，硫酸鉀15%，微量元素5%，磷酸二氫鉀5%。
[0010]實施例2
一種利用造紙黑液製取酵母菌和有機肥的具體步驟為:
(1)造紙黑液預處理:將亞硫酸鹽製漿所得黑液過濾，除去不容物質，爆氣處理120min,稀氫氧化鉀調節至黑液pH至7,再稀釋5倍；
(2)產阮假絲酵母菌菌種的培養:在含有葡萄糖19g/L、酵母膏9g/L、K2HP04 1.5 g/L、MgS04 1.2g/L的培養基，在pH值7，發酵溫度20°C，轉速180rpm條件下培養16h ；
(3)菌種二級擴大培養:取步驟(I)所得黑液稀釋5倍，加入5%的尿素為氮源，按10%的比例加入步驟(2)中所得菌種，在pH值7，發酵溫度20°C，轉速180rpm條件下培養36h ;
(4)黑液發酵:步驟(I)所得處理黑液中按10%的比例加入步驟(3)中所得菌種液，在pH值為7，發酵溫度20°C，轉速180rpm條件下培養36h ；
(5)菌體獲得:過濾步驟(4)所得發酵液，獲得酵母菌體和發酵濾液；
(6)有機肥母液的製備:將步驟(5)所得濾液濃縮至乾物質終濃度30%，獲得有機肥母液；
(7)以所得的有機肥母液為基液與尿素、磷酸二氫鉀、微量元素復配，製成有機肥，各組分重量配比為:有機肥母液80%,尿素5%,微量元素5%,磷酸二氫鉀10%,微量元素選自銅、鐵、錳、鋅、硼、鑰。上述實施例中的微量元素是採用銅鐵、錳、鋅、硼、鑰中德幾種元素的螯合物。
[0011]實施例2
一種利用造紙黑液製取酵母菌和有機肥的具體步驟為:
(1)造紙黑液預處理:將亞硫酸鹽製漿所得黑液過濾，除去不容物質，爆氣處理120min,稀氫氧化鉀調節至黑液pH至5,再稀釋I倍；
(2)產阮假絲酵母菌菌種的培養:在含有葡萄糖19g/L、酵母膏9g/L、K2HP04 1.5 g/L、MgS04 1.2g/L的培養基，在pH值6，發酵溫度25°C，轉速180rpm條件下培養30h ;
(3)菌種二級擴大培養:取步驟(I)所得黑液稀釋10倍，加入1%的尿素為氮源，按3%的比例加入步驟(2)中所得菌種，在pH值5，發酵溫度25°C，轉速180rpm條件下培養12h;
(4)黑液發酵:步驟(I)所得處理黑液中按3%的比例加入步驟(3)中所得菌種液，在pH值為6，發酵溫度25°C，轉速180rpm條件下培養12h ；
(5)菌體獲得:過濾步驟(4)所得發酵液，獲得酵母菌體和發酵濾液；
(6)有機肥母液的製備:將步驟(5)所得濾液濃縮至乾物質終濃度40%，獲得有機肥母液；
(7)將有機肥母液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素復配，充分混合、造粒、乾燥、過篩即得到造紙黑液有機肥，重量配比如下:有機肥母液70%，尿素10%，硫酸鉀15%，微量元素5%,磷酸二氫鉀10%。
[0012]上述實施例中的微量元素是採用銅鐵、錳、鋅、硼、鑰中德幾種元素的螯合物。
[0013]實施例3
一種利用造紙黑液製取酵母菌和有機肥的具體步驟為:
(1)造紙黑液預處理:將亞硫酸鹽製漿所得黑液過濾，除去不容物質，爆氣處理120min,稀氫氧化鉀調節至黑液pH至4,再稀釋3倍；
(2)產阮假絲酵母菌菌種的培養:在含有葡萄糖19g/L、酵母膏9g/L、K2HP04 1.5 g/L、MgS04 1.2g/L的培養基，在pH值4，發酵溫度30°C，轉速180rpm條件下培養8h ;
(3)菌種二級擴大培養:取步驟(I)所得黑液稀釋3倍，加入3%的尿素為氮源，按1%的比例加入步驟(2)中所得菌種，在pH值5，發酵溫度30°C，轉速180rpm條件下培養36h;
(4)黑液發酵:步驟(I)所得處理黑液中按3%的比例加入步驟(3)中所得菌種液，在pH值為4，發酵溫度35°C，轉速180rpm條件下培養36h ；
(5)菌體獲得:過濾步驟(4)所得發酵液，獲得酵母菌體和發酵濾液；
(6)有機肥母液的製備:將步驟(5)所得濾液濃縮至乾物質終濃度50%，獲得有機肥母液；
(7)將有機肥母液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素復配，充分反應即得到高效葉面肥，重量配比如下:有機肥母液65%，尿素5%，硫酸鉀10%，微量元素5%，磷酸二氫鉀15%。
[0014]上述實施例中的微量元素是採用銅鐵、錳、鋅、硼、鑰中德幾種元素的螯合物。
[0015]此外，本發明並不局限於上述實施方式，基於相同手段所達到的技術效果，都屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，其特徵在於:主要包括以下工藝步驟: (I)造紙黑液預處理:黑液過濾除去不溶物質，爆氣處理30mirTl20min，加入稀酸或稀鹼調節黑液PH至4?7，再稀釋0.Γ5倍； (2)產阮假絲酵母菌菌種的培養:在含有葡萄糖19g/L、酵母膏9g/L、K2HP04 1.5 g/L、和MgS04 1.2g/L的培養基，pH值4?7，發酵溫度20°C?35°C，轉速180rpm條件下培養8h?36h ； (3)菌種二級擴大培養:取步驟(I)所得黑液再次稀釋0.Γ10倍，加入0.019Γ5%的尿素為氮源，按0.19Γ10%的比例加入步驟(2)中所得菌種，在pH值Γ7，發酵溫度20 0C?35°C，轉速180rpm條件下培養8h?36h ； (4)黑液發酵:步驟⑴所得處理黑液中按0.19Γ10%的比例加入步驟(3)中所得菌種液，在pH值4?7，發酵溫度20°C?35°C，轉速180rpm條件下培養8h?36h ； (5)菌體獲得:將步驟(4)所得發酵液進行過濾或離心處理，獲得酵母菌體和發酵濾液； (6)有機肥母液製備:將步驟(5)所得發酵濾液濃縮至乾物質終濃度309Γ50%，得到有機肥母液。
2.根據權利要求1所述的一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，其特徵在於:所述步驟(I)中的稀酸為鹽酸或硫酸或磷酸，稀鹼為氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉或碳酸鉀。
3.根據權利要求1所述的一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，其特徵在於:利用所述有機肥母液製備有機肥的方法，以所述有機肥母液為基液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素中的至少一種復配，製成有機肥，各組分重量配比為:有機肥母液10%?80%，尿素5%?30%，硫酸鉀5%?20%，微量元素2%?20%，磷酸二氫鉀5%?20%，微量元素選自銅、鐵、猛、鋅J朋、鑰。
4.根據權利要求1所述的一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，其特徵在於:利用所述有機肥母液製備有機肥的方法，將所述有機肥母液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素復配，充分反應即得到高效葉面肥，重量配比為:有機肥母液109Γ70%，尿素5%?25%，硫酸鉀5%?18%，微量元素2%?10%，磷酸二氫鉀5%?15%。
5.根據權利要求1所述的一種利用造紙黑液生產酵母菌和有機肥母液的方法，其特徵在於:利用所述有機肥母液製備有機肥的方法，將所述有機肥母液與尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、微量元素復配，充分混合、造粒、乾燥、過篩即得到造紙黑液有機肥，其重量配比為:有機肥母液10°/Γ70%，尿素5°/Γ25%，硫酸鉀5°/Γ?8%，微量元素2°/Γ?Ο%，磷酸二氫鉀5°/Γ?5%。
【文檔編號】C12R1/72GK104232494SQ201410444780
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】董桂秀, 梁愛新, 張召佐, 宮玉勝, 楊海徵, 徐廣美 申請人:稼禾生物股份有限公司