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万寿菊青贮发酵液的脱色除臭及利用的制作方法

花匠小妙招
2024-12-16 15:46

本发明涉及一种植物发酵废液处理方法，尤其涉及万寿菊发酵压榨废液的无害化处理方法，属于水处理技术领域。

背景技术：

万寿菊为一年生草本植物，是提取天然色素叶黄素的理想来源。在万寿菊花收储和提取的过程中，需要经历发酵青贮，压榨脱水，烘干，造粒等工艺步骤，其中，发酵青贮和压榨脱水产生了大量的发酵废液。这种废液含有大量的乳酸、腐殖酸、氨基酸和丁香酸，以及其他有机质，ph值在3-6的范围，其bod、cod都非常高，并且带有浓重的恶臭，业界一直未能找到简单而科学的方法对其进行无害处理，从而也浪费了该类发酵液自身带有的诸多有益成分，潜在的资源被定性为污染。

我们曾测定云南、宁夏等地区种植的万寿菊营养成分，结果如下：水分45%-51%，粗脂肪4%-5%，灰分3%-4%，粗蛋白2%-3%，粗纤维5%-6%，总糖35%-37%，类胡萝卜素1%-2%，氨基酸0.4%-0.6%。氨基酸中，以谷氨酸含量最高，含量达到了0.1%-0.2%的水平。除此之外，还发现万寿菊花中含有没食子酸、4-二羟基-5-甲氧基苯甲酸、檞皮苷、乌发醇、α-三联噻吩等。万寿菊花的水提取物被很多研究证实有显著的抗线虫能力。有研究报道，用万寿菊花的水提物浇灌番茄，对多种虫害和植物病害有明显抑制作用。

由于万寿菊鲜花中富含糖分，本身可以为发酵提供良好的营养来源。在青贮发酵环节经过乳酸菌与纤维素酶共同作用进行保鲜和破壁，提高了花朵的保存期限，也降低了色素提取的难度。

青贮发酵过程中，鲜花所含有的部分液体在重力的作用下，与固形物分离，产生第一部分发酵废液。青贮完毕后，为了制备可用于溶剂提取的干燥颗粒需进一步进行压榨，将发酵液进一步与干物质分离，产生第二部分，也是最主要部分的发酵液。

对发酵废液进行了化学分析，其ph值为3.5-6，含有大量的乳酸、氨基酸、腐殖酸、丁香酸，化学需氧量codcr高达几万甚至十几万。

fenton试剂氧化处理有机废水已经是水处理行业的一种重要的方法。国内报道过一种光助fenton试剂氧化处理万寿菊发酵废液的方法，在万寿菊污水处理环节预先用氢氧化钙对酸性废水进行中和处理，过滤后用fenton法，即双氧水/硫酸亚铁联合氧化法结合紫外光照射，对万寿菊发酵废水进行氧化处理，发现可以有效降低发酵废水的腐臭气味、大大减少有害细菌含量。然而，该方法需要用到大量的过氧化氢，一方面增加废水的总量，另一方面，在铁离子的作用下，过氧化氢的释氧过程较为猛烈。大规模操作中，由于待处理的万寿菊发酵废液中有机质含量波动较大，也难以对过氧化氢的用量进行有效控制，对后期废水的处理也产生影响。该过程的原理的值得借鉴的，但是这个方法对于高cod发酵废水也是不成熟的。要真正用于万寿菊发酵废液的无害化处理，仍需改进和优化技术和工艺。

目前，针对万寿菊发酵废液的处理，已经有几项专利技术。

中国专利cn201110298841.1公开了一种万寿菊废液的处理方法，将废液与吸水性物质及生物菌混合，通过进一步发酵反应获得有机肥。吸水性物质包括生物质、粪便、草炭等。该方法有效利用了万寿菊废液，但是需要将数量巨大的万寿菊废液运至有机肥厂，运输费用很高，运输过程中产生的酸臭液体泄露也对环境造成了一定的影响。中国专利cn201410283919.6公开了另外一种万寿菊废液的处理方法，加氢氧化钾对废液进行中和处理，中和之后在发酵池中继续发酵1个月以上，即得液体有机肥。该方法获得的液体有机肥宣称可以用作种植万寿菊的定根肥，每株浇灌1kg，也可用作玉米和土豆薄膜种植法的定根水，每一塘浇灌0.5kg。该有机液体肥也可以与干燥的农家肥混合至手捏滴水，发酵1个月后使用。还可以将含氮化肥，如碳酸氢氨或尿素溶解在有机液体肥中一起浇灌农作物。该方法所得液体有机肥，气味仍旧极其腐臭，并且残留大量的杂菌，有可能对生态和作物照成未知的损害。中国专利cn201410225056.7公开了一种万寿菊压榨污水的综合处理方法，通过沉淀、曝气、厌氧发酵、脱色和人工湿地综合处理万寿菊压榨废水，由于采用人工湿地自然降解的方式，出水要求降低，因而降低了物化-生化处理废液的成本，但是人工湿地占地面积大，自然降解的时间长，不适合大规模的万寿菊加工厂，在土地资源日益紧张的今天，该方法显得有点不合时宜，也难以克服部分水源保护地区的排水法规要求。

中国专利cn201710611295.x公开了一种万寿菊花发酵液的处理方法，将发酵废液与氢氧化钾、有机碳菌液、凝结芽孢杆菌混合后曝气5-10天，固液分离后液体即为有机营养液。该方法将大分子有机物转化为小分子水溶化合物，可以植物吸收。中国专利cn201910244384.4公开的方法是用氢氧化钾中和至中性，沉淀分离后取上层液体与菊花渣、钾肥等混合，然后继续在发酵池中密封发酵15天，每6-8天打开翻动至少一次，制备花泥肥。该方法固液混合，劳动强度大，受限于菊花渣的来源，很难处理较大规模的万寿菊花发酵废液。而且，万寿菊的提取残留菊花渣，本身就被利用作为少量补充叶黄素的饲料原料使用，不宜作为利用价值较低的花泥肥。通过该方法所得的花泥肥，气味没有得到改善，仍然处于恶臭的状态，同时产物中仍留有大量的杂菌，直接施于农田容易产生生物污染。

如前所述，万寿菊发酵废液中正好含有多种抗线虫物质，如α-三联噻吩成分，以及大量可改善土壤肥力的物质，如腐殖酸、氨基酸等。如果能采取措施，加以利用，可以将万寿菊发酵废液变成一种改善土地的资源材料，能够被加以利用。本发明采用一种新颖的技术手段，在不增加发酵废液含水率的基础上，通过改进的氧化的方法脱色脱臭，无需外加营养，即可获得一种具备抗线虫，增加有机质含量，改善盐碱地土壤菌群生态的液体土壤改良剂。

技术实现要素：

本发明使用过氧化钙、过氧化镁粉末或颗粒作为过氧化氢或羟基自由基的来源，不增加废水体积。而过氧化钙只有处于溶解状态，才会释放过氧化氢，从而减少氧的损失和挥发，其溶解度随着ph值的降低而提高，在废液本身是酸性的条件下可以发挥出更强的氧化效能。

本发明是在铁离子的存在下，利用发酵废液自身的酸性，过氧化钙形成了一种氧化速度可控，脱色脱臭能力超强的有色恶臭废液处理方法。氧化处理过程不带来额外的水分，氧化处理所得到的液体经过简单沉降后，即可得到清澈透亮、微带香气的多用途土壤改良剂。该土壤改良剂自带抗线虫功能，并且富含多种氨基酸和少量的过氧化钙，一方面增加土壤肥力，一方面改善土壤的透气性。

本发明带来一种万寿菊青贮发酵液脱色除臭及利用的方法，其特征在于：使用过氧化钙、过氧化镁等碱土金属过氧化物为氧源，在亚铁离子的协同作用下，常温将万寿菊花厌氧发酵所得到的酸性黑色恶臭发酵废液转化为无色至浅黄色、无味至淡淡芳香味的清澈液体。

具体实施例

实施例一

压榨废水经过初步固液分离处理后，液体部分连续流入一个搅拌容器中，与预先加入容器或间歇补充加入容器的过氧化钙，硫酸亚铁搅拌混合，经过三级的混合氧化2小时后，连续流出反应体系。流出体系的液体进入中和罐混合后进入板框过滤机压滤，所得清澈滤液即为具备抑制线虫作用，富含氨基酸、乳酸钙的无色无臭或微弱黄色微弱芳香味的多用途土壤改良剂。

实施例二

压榨废水经过初步固液分离处理后，液体部分间歇流入一个搅拌容器中，与预先加入容器或间歇补充加入容器的过氧化镁，以及硫酸亚铁搅拌混合氧化反应2小时后，间歇流出反应体系。流出体系的液体进入中和池或中和罐混合后进入板框过滤机压滤，所得清澈滤液即为具备抑制线虫作用，富含氨基酸、乳酸钙的无色无臭或微弱黄色微弱芳香味的多用途土壤改良剂。