[发明专利]一种利用谷氨酸废水生产液体肥料的方法

说明书

 

技术领域

本发明属于氨基酸发酵废水处理领域，具体涉及一种利用谷氨酸废水生产液体肥料的方法。

 

背景技术

谷氨酸，是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作用。

随着氨基酸发酵技术的不断发展，我国已经成为味精的生产和消费大国，但是味精生产过程中所排放的废水量大，味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有CODCr高、BOD5高、菌体含量高、硫酸根(改用硫酸调pH前为氯离子)含量高、氨氮含量高及pH值(1.5-3.2)低“五高一低”的特点。是一种治理难度很大的工业废水。由于不能有效地治理味精废水，不少味精厂被列入全国重点污染源单位之列，味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题。废水中含有的大量菌体，它是一种单细胞蛋白，含有丰富的蛋白质。

我国肥料的发展和应用历程，是从农家肥到使用无机肥为主要阶段，因农家肥污染源多，运输量大，在操作上费时费力并且效果不是特别明显；而无机肥成份单一，利用率较低，而且往往会造成土壤板结和伴随水土流失污染水源，影响生态环境。目前，市场多采用含氮磷钾的无机复合肥等，该复合肥的肥效全面，但是也存在肥效不持久，容易流失等缺陷；更重要的是，目前复合肥的价格较高，给农民带来较大的负担，如何降低肥料成本，提高农民收入是现代化农业需要解决的技术问题。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种利用谷氨酸废水生产液体肥料的方法，该方法使用了氨基酸发酵废水，大大降低肥料生产成本，实现了变废为宝，而且施肥效果优于市场同类产品。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用谷氨酸废水生产液体肥料的方法，该方法包括如下步骤：步骤1）发酵液过滤，步骤2）脱色、浓缩和结晶，步骤3）分离硫酸铵晶体，步骤4）水解，以及步骤5）制备肥料；

具体地，所述方法包括如下步骤：

步骤1）发酵液过滤：谷氨酸发酵液经微滤膜过滤除菌，分别收集截留物和滤过液；然后将滤过液继续进行超滤膜过滤，收集浓缩液和渗透液；将上述截留物和浓缩液合并为料液A备用；其中，微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为2000MW，微滤温度为40℃；超滤膜截留分子量为300MW，超滤温度为40℃；

步骤2）脱色、浓缩和结晶：步骤1）所得渗透液泵入脱色罐进行脱色处理，脱色罐中添加渗透液质量0.5%的活性炭，控制脱色罐内的温度为45℃，脱色30min后，板框过滤去除活性炭，然后浓缩，结晶，最后离心获得谷氨酸晶体和母液；所述浓缩参数为：温度60℃，真空度为-0.1kpa；

步骤3）分离硫酸铵晶体：将步骤2）所得母液进行蒸发浓缩，温度控制在65℃，同时流加液氨，使得溶液pH控制在4.0，蒸发浓缩至母液体积的1/3时，降温至40℃析出硫酸铵晶体，离心分离得到硫酸铵晶体和浓缩母液；

步骤4）水解：将料液A烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应釜中, 加入6-8mol/L的盐酸，以没过原料为准，在60℃温度下搅拌水解12-16小时，搅拌速度为100-200转/min，反应终止后用氢氧化钾中和残余盐酸，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸与金属离子的摩尔比为3：1的比例添加金属离子，控制温度为40-50℃，时间为30-40min，pH在7.0进行螯合反应，最后将螯合产物浓缩，干燥以及粉碎，得到氨基酸螯合物；

步骤5）制备肥料：将氨基酸螯合物、壳聚糖、腐殖酸、尿素、磷酸二氢钾和步骤3）所得浓缩母液按照1-2：5-9：8-15：30-50：35-50：100-150的质量比例添加到搅拌罐中，100-200转/分钟搅拌10-20分钟，即得；

所述金属离子由铜离子、钙离子以及锌离子按照1：1：1的摩尔比混合而成。

本发明还公开了按照上述方法制备的肥料。

本发明取得的有益效果主要包括：

1.本发明将母液中的硫酸铵分离出去，避免硫酸根离子与石灰性土壤形成硫酸钙，造成土壤结板，也避免了硫酸根在水淹情况下还原成硫化氢，对农作物根造成伤害。