一种利用淀粉废水制备有机肥料的方法技术

本发明专利技术提供一种利用淀粉废水制备有机肥料的方法。利用蜂窝结构反应室对淀粉废水进行处理，特制的蜂窝反应室上下平板能有效吸附淀粉废水中的重金属离子；蜂窝室结构垂直夹于上下平板，蜂窝室壁利用蛋白质印迹对介孔硅材料进行印迹制备而成高性能膜，使介孔材料能特异性吸附蛋白质，介孔材料特有的孔能提高蛋白质吸附量，对重金属离子也具有一定的吸附效果；利用微氧曝气使复合菌种于蜂窝室中分解蛋白质，使蛋白质大分子转换为小分子，有机质转换成腐殖酸，将处理后的废水用于制备有机肥料，生物活性物质含量高，同时淀粉废水得到有效净化，实现资源再利用，具有很好的发展前景。

A method of making organic manure from starch wastewater

The present invention provides a method for preparing organic fertilizer by using starch wastewater. The honeycomb structure reaction chamber on starch wastewater treatment, the cellular reaction chamber special upper and lower plate can effectively adsorption of heavy metal ions in starch wastewater; cellular chamber structure on the upper and lower vertical clamp plate, honeycomb wall by Western blotting of mesoporous silica materials were prepared with high performance membrane, the mesoporous materials specific protein adsorption, unique mesoporous materials can improve the hole protein adsorption, but also has a certain effect on the adsorption of heavy metal ions; the micro oxygen aeration chamber honeycomb composite strain in the decomposition of protein, the protein molecules into small molecules, organic matter into humic acid, the waste water after treatment for the preparation of organic fertilizer, high content of bioactive substances, while starch wastewater has been effectively purification, to achieve the reuse of resources, has good prospects for development.

【技术实现步骤摘要】
一种利用淀粉废水制备有机肥料的方法
本专利技术属于污水处理及有机肥料制备
，特别涉及一种利用淀粉废水制备有机肥料的方法。
技术介绍
淀粉废水是以玉米、马铃薯、小麦、大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品（淀粉糖、葡萄糖、淀粉衍生物等）产生的废水，一般都属于高浓度有机废水，是造成环境污染的主要污染源之一。淀粉废水主要污染物有悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、总氮（TN）和总磷（TP）。同时淀粉废水含有许多有蛋白质，但是其分离存在许多困难。目前淀粉废水处理技术存在着处理不彻底、能耗高、投资大、运行费用高等缺点，难以有效地解决环境污染和有机物严重浪费两大问题。介孔硅材料具有结构的可变性、水解缩聚反应的精确可控性及表面可修饰性等特点，针对吸附剂制备来说，硅基介孔材料的特点有助于制备不同类型的吸附剂，以适应不同的环境需求，另外，介孔硅材料在吸附后易于母液分离，通过酸洗、焙烧或萃取等工序，可实现污染物资源化及吸附剂再生。分子印迹技术已广泛应用于色谱分离、固相萃取、药物分析、生物传感器技术以及催化合成等诸多领域，并由此使其成为化学和生物学交叉的新型领域之一，显示出良好的应用前景。分子印迹是将模板分子与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合得到固体介质，然后通过物理或化学方法洗脱除去介质中的模板分子，得到“印迹”有目标分子空间结构和结合位点的有较高选择性的共价型的分子印迹聚合物（MIPs）。可以设想：一系列功能单体在溶液中与模板分子相遇，它们之间可以通过氢键、静电作用、疏水作用以及其它非共价的相互作用，使这些功能分子彼此间以与模板分子结构相互补的有序状态而排布起来，在功能单体和模板分子之间制备出共价的配合物或形成非共价的加成产物；将模板分子从聚合物中除去，于是在高聚物内,原来由模板分子所占有的空间形成了一个遗留的空腔，在合适的条件下，这一空腔可以满意地“记住”模板的结构﹑尺寸以及其它的物化性质，并能有效而有选择性地去键合模板(或类似物)的分子。专利申请号CN200910236321.0，利用甘薯淀粉废水生产木霉微生物肥料，以甘薯淀粉生产过程中产生的废水为主要营养原料，采用液态和固态联合发酵的方法生产木霉菌微生物肥料具有生产成本低、环境友好的特点，产品能明显改善土壤环境质量、提高作物产量，而且能够防治多种植物病害，同时为高效处理甘薯淀粉生产过程中产生的大量高浓度废水找到有效的处理方法，减少环境污染。专利申请号CN201310468266.4，利用淀粉废水生产液体有机肥料的方法，将生产玉米淀粉或者小麦淀粉排放的废水除杂质后添加在密闭容器中，接种嗜酸乳杆菌、酿酒酵母进行发酵，通过该专利技术既能有效减轻废水对环境的污染，又能实现废物利用，而且投资小，工艺简单，肥效显著，生产成本低，竞争优势强，试产潜力大。专利申请号CN201610710440.5，利用淀粉废水生产用于改良盐碱地的液体有机肥料的方法，通过滤网过滤、厌氧生物滤池发酵、太阳能曝气生物滤池发酵、淀粉磷酸脂和聚磷氯化铁水解、微生物发酵菌剂发酵等一系列深度处理，使得淀粉废水成为富含有益微生物菌群及多种次生代谢物的液体微生物肥料，使用后改良次生盐碱地土壤微生物种群数量减少的问题，可使得次生盐碱地增产20%~30%，既节省了成本，也缓解了土壤贫瘠、板结、盐碱化，复合节能、环保、可持续发展的趋势。专利申请号CN201410015439.1，一种利用马铃薯淀粉废水制备马铃薯浸出粉的方法，将马铃薯淀粉废水首先经除杂、浓缩；而后将浓缩液泵入酶解罐，分别经中温淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶（或复合蛋白酶）进行三次酶解，而后灭酶；水解产物再次经浓缩、喷雾干燥，产物即为马铃薯浸出粉。本专利技术利用马铃薯淀粉废水通过生物工程手段来制取含有大量的氨基酸及肽类物质的马铃薯浸出粉，变废为宝，成本低廉，产品附加值高，有非常巨大的竞争优势，同时解决了淀粉废水治理及排放问题。现有技术中，利用生物发酵处理淀粉废水生产可利用物料技术已有很多研究，但是大多技术中预处理技术复杂，也不能有效清除废水中重金属等物质，同时生物发酵时需要多次加入淀粉废水，劳动力大，能耗高。结合介孔材料与分子印迹技术，对淀粉废水进行有效地净化，并制备有机肥料的技术未见报道。
技术实现思路
针对现有技术中淀粉废水处理方法存在的技术复杂，效果低等问题，本专利技术提供一种利用分子印迹介孔材料制备的仿蜂巢反应室处理淀粉废水制备有机肥料的方法，通过以下方法实现：一种利用淀粉废水制备有机肥料的方法，包括以下步骤：（1）制备仿蜂巢结构反应室；（2）在废水反应池底安装微氧曝气管道，将仿蜂巢结构反应室平铺于曝气管道上；（3）在放蜂巢反应室的蜂室中接种发酵菌种，将淀粉废水加入反应池Ⅰ中，使废水完全浸没仿蜂巢反应室，生物反应1~2d后，将反应池Ⅰ中废水持续排入反应池Ⅱ中进行生物反应，废水在反应池Ⅱ中水力停留时间为8~10h后排入反应池Ⅰ中，循环反应6~8d后，停止反应池Ⅰ和反应池Ⅱ中废水的循环与加入，揭开仿蜂巢反应室上平板，排出发酵后淀粉废水，加入氮磷辅料调配，即可得到有机肥料。所述仿蜂巢结构反应室制备方法如下：用印迹介孔材料制备成蜂巢室，再用介孔硅材料制备成蜂巢平板，然后将蜂巢室夹于蜂巢平板中间，蜂巢室垂直于两平板，组装成仿蜂巢结构反应室，各结构具体制备步骤如下：A.印迹介孔材料的制备（1）室温条件下，称取2~3份3-氨丙基-三乙氧基硅烷和2~4份模板蛋白质溶液溶于无水乙醇，逐滴加入2~4份质量分数25%的四甲基氢氧化铵水溶液，制得溶液A；同时，将8~15份聚乙二醇2000和400~750份无水乙醇混合搅拌，制得溶液B；（2）反应2h后，A、B溶液充分混合，再逐滴加入10份正硅酸乙酯，缓慢搅拌1h；混合物移入表面皿，在室温下放置直至溶剂挥发完毕得到产物C；（3）将产物C在60~80℃下水热晶化10~20h，随后将产物C置于35~40℃真空干燥箱中干燥2~3h，取出先用0.1~0.3mol/L氯化钠溶液洗脱，然后在60~70℃的乙醇盐酸抽提液中回流1d以脱除模板剂，得到印迹介孔材料；B.蜂巢室的制备取印迹介孔材料8~12份，加入20~24份尼龙66制备成结构材料薄片，在聚四氟乙烯涂覆的轧辊上卷绕，制备成蜂巢室；所述尼龙66粘度为180~220g/ml；尼龙66的粘度影响蜂巢室的强度和回弹性，使制备得到的蜂巢室具有很好的抗压能力和耐热性能，减少微生物发酵过程中产生的热量长期作用下对蜂巢反应室的有害作用。C.蜂巢平板的制备（1）室温条件下，称取2~3份3-氨丙基三-乙氧基硅烷和2~4份改性壳聚糖溶于无水乙醇，逐滴加入2~4份质量分数25%的四甲基氢氧化铵水溶液，制得溶液A；同时，将8~15份聚乙二醇2000和400~750份无水乙醇混合搅拌，制得溶液B；（2）反应2h后，A、B溶液充分混合，再逐滴加入10份正硅酸乙酯，缓慢搅拌1h；混合物倒入玻璃板上成膜，在90~100℃下水热晶化36~48h，随后将产物置于35~40℃真空干燥箱中干燥2~3h，取出先用0.1~0.3mol/L氯化钠溶液洗脱，然后在60~70℃的乙醇盐酸抽提液中回流1d以脱除模板剂，得到蜂巢平板；（3）将蜂巢室夹于蜂巢平板中间，蜂巢室垂直于两平板，组装成仿蜂巢结构反应室。氨基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用淀粉废水制备有机肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备仿蜂巢结构反应室；（2）在废水反应池底安装微氧曝气管道，将仿蜂巢结构反应室平铺于曝气管道上；（3）在放蜂巢反应室的蜂室中接种发酵菌种，将淀粉废水加入反应池Ⅰ中，使废水完全浸没仿蜂巢反应室，生物反应1~2d后，将反应池Ⅰ中废水持续排入反应池Ⅱ中进行生物反应，废水在反应池Ⅱ中水力停留时间为8~10h后排入反应池Ⅰ中，循环反应6~8d后，停止反应池Ⅰ和反应池Ⅱ中废水的循环与加入，揭开仿蜂巢反应室上平板，排出发酵后淀粉废水，加入富含氮磷辅料进行调配，即可得到有机肥料；所述仿蜂巢结构反应室制备方法如下：用印迹介孔材料制备成蜂巢室，再用介孔硅材料制备成蜂巢平板，然后将蜂巢室夹于蜂巢平板中间，蜂巢室垂直于两平板，组装成仿蜂巢结构反应室，各结构具体制备步骤如下：A.印迹介孔材料的制备（1）室温条件下，称取2~3份3‑氨丙基‑三乙氧基硅烷和2~4份模板蛋白质溶液溶于无水乙醇，逐滴加入2~4份质量分数25%的四甲基氢氧化铵水溶液，制得溶液A；同时，将8~15份聚乙二醇2000和400~750份无水乙醇混合搅拌，制得溶液B；（2）反应2h后，A、B溶液充分混合，再逐滴加入10份正硅酸乙酯，缓慢搅拌1h；混合物移入表面皿，在室温下放置直至溶剂挥发完毕得到产物C；（3）将产物C在60~80℃下水热晶化10~20h，随后将产物C置于35~40℃真空干燥箱中干燥2~3h，取出先用0.1~0.3mol/L氯化钠溶液洗脱，然后在60~70℃的乙醇盐酸抽提液中回流1d以脱除模板剂，得到印迹介孔材料；B.蜂巢室的制备取印迹介孔材料8~12份，加入20~24份尼龙66制备成结构材料薄片，在聚四氟乙烯涂覆的轧辊上卷绕，制备成蜂巢室；所述尼龙66粘度为180~220g/ml；C.蜂巢平板的制备（1）室温条件下，称取2~3份3‑氨丙基三‑乙氧基硅烷和2~4份改性壳聚糖溶于无水乙醇，逐滴加入2~4份质量分数25%的四甲基氢氧化铵水溶液，制得溶液A；同时，将8~15份聚乙二醇2000和400~750份无水乙醇混合搅拌，制得溶液B；（2）反应2h后，A、B溶液充分混合，再逐滴加入10份正硅酸乙酯，缓慢搅拌1h；混合物倒入玻璃板上成膜，在90~100℃下水热晶化36~48h，随后将产物置于35~40℃真空干燥箱中干燥2~3h，取出先用0.1~0.3mol/L氯化钠溶液洗脱，然后在60~70℃的乙醇盐酸抽提液中回流1d以脱除模板剂，得到蜂巢平板。...

【技术特征摘要】
1.一种利用淀粉废水制备有机肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备仿蜂巢结构反应室；（2）在废水反应池底安装微氧曝气管道，将仿蜂巢结构反应室平铺于曝气管道上；（3）在放蜂巢反应室的蜂室中接种发酵菌种，将淀粉废水加入反应池Ⅰ中，使废水完全浸没仿蜂巢反应室，生物反应1~2d后，将反应池Ⅰ中废水持续排入反应池Ⅱ中进行生物反应，废水在反应池Ⅱ中水力停留时间为8~10h后排入反应池Ⅰ中，循环反应6~8d后，停止反应池Ⅰ和反应池Ⅱ中废水的循环与加入，揭开仿蜂巢反应室上平板，排出发酵后淀粉废水，加入富含氮磷辅料进行调配，即可得到有机肥料；所述仿蜂巢结构反应室制备方法如下：用印迹介孔材料制备成蜂巢室，再用介孔硅材料制备成蜂巢平板，然后将蜂巢室夹于蜂巢平板中间，蜂巢室垂直于两平板，组装成仿蜂巢结构反应室，各结构具体制备步骤如下：A.印迹介孔材料的制备（1）室温条件下，称取2~3份3-氨丙基-三乙氧基硅烷和2~4份模板蛋白质溶液溶于无水乙醇，逐滴加入2~4份质量分数25%的四甲基氢氧化铵水溶液，制得溶液A；同时，将8~15份聚乙二醇2000和400~750份无水乙醇混合搅拌，制得溶液B；（2）反应2h后，A、B溶液充分混合，再逐滴加入10份正硅酸乙酯，缓慢搅拌1h；混合物移入表面皿，在室温下放置直至溶剂挥发完毕得到产物C；（3）将产物C在60~80℃下水热晶化10~20h，随后将产物C置于35~40℃真空干燥箱中干燥2~3h，取出先用0.1~0.3mol/L氯化钠溶液洗脱，然后在60~70℃的乙醇盐酸抽提液中回流1d以脱除模板剂，得到印迹介孔材料；B.蜂巢室的制备取印迹介孔材料8~12份，加入20~24份尼龙66制备成结构材料薄片，在聚四氟乙烯涂覆的轧辊上卷绕，制备成蜂巢室；所述尼龙66粘度为180~220g/ml；C.蜂巢平板的制备（1）室温条件下，称取2~3份3-氨丙基三-乙氧基硅烷和2~4份改性壳聚糖溶于无水乙醇，逐滴加入2~4份质量分数25%的四甲基氢氧化铵水溶液，制得溶液A；同时，将8~15份聚乙二醇2000和400~750份无水乙醇混合搅拌，制得溶液B；（2）反应2h后，A、B溶液充分混合，再逐滴加入10份正硅酸乙酯，缓慢搅拌1h；混合物倒入玻璃板上成膜，在90~100℃下水热晶化36~48h，随后将产物置于35~40℃真空干燥箱中干燥2~3h，取出先用0.1~0.3mol/L氯化钠溶液洗脱，然后在60~70℃的...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃央央，
申请(专利权)人：广西南宁荣威德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45