[发明专利]酒精糟液发酵污泥中腐植酸的提取方法

说明书

技术领域

本发明属于化工及废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种酒精糟液发酵污泥中腐植酸的提取方法。

背景技术

酒糟是农作物发酵制造乙醇后的糟液，浓度高、数量大、无毒、营养丰富。一般国内对其进行综合利用使用如下工艺，首先对酒糟进行分离得到糟渣和糟液，糟渣经干燥除去糟渣中的水分,制成质优价廉的干蛋白饲料。对酒精糟液进行沼气厌氧发酵制备沼气，供居民生活用燃料，同时还可作为工业原料。对沼气发酵后的沼液进行分离，得到发酵污泥（酒精糟液发酵污泥），将污泥干燥后制成高效有机肥。污泥干燥后有机质、氮(以氮元素计) 、磷(以P₂O₅ 计) 、钾(以K₂O 计) 的平均含量分别大于40%，4%，6%，0.5% ，与菜籽饼中氮、钾含量(4.6%, 1.4%) 几乎相等，磷的含量还远远高于菜籽饼中磷的含量(2.5%)，是一种养分含量较高的有机肥。

污泥干燥后制成高效有机肥存在两个问题影响它的大量使用，一是氮、磷、钾的含量较低，要达到农作物生长所需的量，所使用的污泥量很大，人力及储运费用偏高。如果将污泥直接掺加到复合肥中，会使复合肥的外观发黑，有臭味，同时由于污泥的吸湿性，会影响复合肥的生产工艺，复合肥容易返潮。二是污泥的臭味较大，使用不方便。

污泥中作为有机肥的主要物质是其中的含有羧基、羟基等活性基团的腐植酸类物质，它们在土壤中对植物可以起到平衡吸收、保持水分、改良土壤、促进植物生长的作用。

 腐植酸是一种常用的化工原料、农肥平衡剂和增效剂，主要来源于褐煤和泥炭。腐植酸是一类成分复杂的天然有机物质，广泛存在于风化煤、褐煤中，是一种天然大分子芳香族羟基羧酸的混合物，所具有的多种活性基团(羧基、酚羟基、醇羟基、甲氧基等)赋予其多种功能，如酸性、亲水性、阳离子交换性、络合能力及较高的吸附能力等。腐植酸的应用非常广泛，涉及工业、农业、医药、畜牧、环保等各个领域，其中，在工业上的应用主要是在型煤的制备上用作胶粘剂，在农业的应用上，作为复合肥养分平衡剂。将腐植酸加入农肥后，一是可以提高肥料利用率，普通肥料中的N、P、K养分不容易被作物完全吸收。加入腐植酸后可以大幅度提高N、P、K的利用率。二是增强抗逆性能，腐植酸可缩小叶面气孔的开张度，减少水分蒸发，使植物和土壤保持较多的水分，具有独特的抗旱、抗寒、抗病能力。三是刺激作用，腐植酸具有活化功能，可增加植物体内氧化酶活性及代谢活动，从而促进植物生长。四是改良土壤，腐植酸中胶体与土壤中的钙、镁形成絮状凝胶，可改善土壤的结构，提高土壤的吸附、交换能力，调节pH值，达到土壤酸碱平衡。因此腐植酸具有很好的开发前景和应用价值。

现在制作腐植酸的原料都是褐煤、泥炭，采用的工艺路线是烧碱溶解-酸中和沉淀的工艺。

先用烧碱溶液抽提褐煤、泥煤中所含的腐植酸，生成的腐植酸钠盐溶于水中。其化学反应式为：

R-(COOH)n+nNaOH→R-(COONa)n+nH₂O

过滤后，用酸中和滤液，沉淀出腐植酸，经过滤，烘干后得到腐植酸产品。上述腐植酸的制备方法是以褐煤、泥炭为原料提取的。

发明内容

为了更好的利用酒精糟液发酵污泥，克服现有利用途径存在的缺陷，提高酒精糟液发酵污泥的利用价值。本发明提供了一种从酒精糟液发酵污泥中提取腐植酸的方法。

   为达到上述目的，本发明所述从酒精糟液发酵污泥中提取腐植酸的方法包括以下步骤：

（1）原料处理

将酒精糟液发酵污泥脱水，使其固含量大于20%；

（2）氧化、脱臭处理

将污泥溶液加热至20-60⁰C，在搅拌下通过臭氧发生器通入占污泥中固体量0.5%-5%的臭氧（按通入的纯量计算）或者加入占污泥中固体量1%-5%的质量百分比浓度为30%的过氧化氢溶液或者加入占污泥中固体量0.5%-5%的质量百分比浓度为30%的过氧乙酸溶液，反应时间30-120分钟；其氧化、脱臭过程使用臭氧、双氧水或过氧乙酸作为氧化剂。其使用量按含100公斤固体的酒精糟液发酵污泥量计算分别为：

     臭氧：0.5-5公斤（按通入的纯量计算）

     双氧水（30%）：1-5公斤

     过氧乙酸（30%）：0.5-5公斤

（3）碱溶、羧甲基化处理