[發明專利]一種利用味精生產的廢棄液制備堿土改良劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210333633.5
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102851032A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 張玉革;姜勇;董怡華
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽應用生態研究所
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C09K101/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術領域

本發明涉及工業廢棄物處理技術，具體的說是一種利用味精生產的廢棄液制備堿土改良劑及其制備方法。

背景技術

利用生物發酵技術合成谷氨酸生產味精，在發酵液中必須加入相應的氮素、氯化鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸錳、硫酸鐵、硼砂，這些營養物質全部遺留在廢棄液中，同時還含有殘糖、菌體等有機物。離子交換環節中產生的高濃度廢棄液的化學需氧量（COD_cr）為30,000～45,000mg/L、生化需氧量（BOD₅）為20,000～25,000mg/L、固體懸浮物總量（SS）10,000～15,000mg/L，NH₃-N含量為10,000～15,000mg/L、SO₄^2-含量為40,000～50,000mg/L，pH值2～3，是一種處理難度高的工業廢物（買文寧等.味精發酵母液綜合處理工藝技術.河南科學，2002，20（4）：388～391）。目前，利用味精生產過程中離子交換高濃度廢棄液生產肥料是資源化利用的一個途徑，但多數技術通過廢棄液蒸發濃縮制成干粉，再配加氮磷鉀及微量元素，制成復合肥（中國發明專利申請分開號：CN1136029A、CN1169474A、CN1442396A、CN1288877A、CN1170789C、CN101045657A、CN101037353A；季保德.用味精廢液沉淀物生產有機復合肥的新工藝.磷肥與復肥，2002，17(3):55-57;王永泉,高立棟.谷氨酸發酵尾液生產有機無機復混肥料.發酵科技通訊,2007,36(2):25-26）。其中，廢棄液制備干粉環節的能耗高，添加磷酸二銨或磷酸一銨的成本相對也較高，除極少數技術進行產業化生產外，大多技術推廣應用難度較大。若原液濃縮，使廢棄液中固體物質含量在20～30%，再添加其他原料以中和水分，則成本將大大降低。濃縮后成分中氮和SO₄^2-含量較高，本身可提供大量氮素和硫素營養，其中含量大量的氨基酸對磷素具有一定的活化作用，配以其他固體原料，生產土壤改良劑，達到廢物無害化處理和資源化利用的雙重目的，是一項較為理想的技術措施。

生物炭是生物質在無氧或微氧條件下低溫熱轉化后的固體副產物，是有機碳含量高、多孔性、堿性、吸附能力強的多用途材料。生物炭能夠提高土壤有機碳含量，改善土壤保水和保肥性能，減少養分損失，有益于土壤微生物棲息和活動，是良好的土壤改良劑。生物炭延緩肥料在土壤中的養分釋放，降低養分損失，提高肥料養分利用率，是肥料養分增效的有效載體。生物炭在土壤中極為穩定，埋到地下后可以有幾百至上千年不會消失，可長期將碳固貯于土壤，具有極強的土壤固碳潛力，有助于減緩全球變暖。利用廢棄生物質生產生物炭，并將生物炭農用將是具有廣闊前景的多贏技術。目前，我國農作物秸稈及農作物生產過程中產生的廢棄物（如稻殼、玉米芯等）的利用率很低，以此為基礎制作生物炭，并在農業生產中應用，將是循環農業發展過程中的一項應用前景廣闊的技術。在生物炭肥料和土壤改良方面，中國發明專利申請公布號CN102424642A公開了一種將玉米秸稈、或蘋果樹廢枝干木屑經熱裂解或氣化后得到的生物炭；將生物炭和硝酸銨溶液、或尿素-硝酸銨溶液混合，攪拌烘干，加入粘結劑，造粒烘干，生產生物炭基緩釋氮肥的方法，具提高氮肥利用率的功效；CN102515914A公布了一種生物質碳肥料的制備及使用方法，特征是將生物質原料風干、粉碎，于250～650℃缺氧或無氧條件下進行碳化后，研磨過篩，制備生物質碳肥料并直接在農田使用；CN102405706A公布了一種利用農業廢棄物生物質炭化產物改良熟化鹽堿土的方法；CN102358714A公布了一種利用秸稈、廚余廢棄物生物質炭生產的多功能生物質炭肥；CN102342301A公布了一種利用秸稈和生活櫥余生物質炭化副產品的葉面調理劑及其應用方法。上述利用生物炭制作肥料的土壤改良的方法中，提供了生物炭農用的一些技術途徑，但生物炭本身養分含量低，作為土壤改良劑或調理劑單獨使用具有一定的局限性，實際應用中有待改進。其中原料，如褐煤、粉煤灰及硅藻土等有改良堿土方面亦具有很好的效果，這些原料可以單獨使用，也可以配合使用。

堿土是指土壤膠體吸附一定數量的交換性鈉，堿化度在15～20%以上，對作物正常生長產生不同程度危害的土壤。以工業廢棄物為主要原料制作堿土改良劑具有雙重效果：一是進行了工業固體廢棄物的無害化處理和資源化利用；二是改良低產堿土，降低施肥成本，節約資源，發展循環農業，實現農田可持續利用。

發明內容