濾泥的資源化利用

1、23.4濾泥在農(nóng)業(yè)上的資源化利用23.4.1 濾泥的形成及組分23.4.1.1 濾泥的形成在制糖生產(chǎn)過程中，由于混合汁所含的蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)、有機(jī)酸等非糖分 有機(jī)物質(zhì)對煮糖結(jié)晶不利，因此，須對混合汁進(jìn)行澄清處理。即向混合汁加入氫 氧化鈣、二氧化硫、磷酸等物質(zhì)，使蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)、有機(jī)酸等非糖分有機(jī)物沉 淀下來，沉淀物通過壓濾機(jī)或真空吸濾機(jī)或離心分離設(shè)備而得到的濾渣，稱為濾泥，它是甘蔗制糖的大宗副產(chǎn)品之一。濾泥的產(chǎn)率主要隨生產(chǎn)工藝條件的不同而變化。目前國內(nèi)生產(chǎn)白砂糖的甘蔗糖廠，所采用的澄清處理方法，基本可分為碳酸法和亞硫酸法兩大類。用石灰和二氧化碳作為澄清劑來澄清蔗汁的方法，叫做碳酸法，其產(chǎn)生的濾泥

2、稱為碳 酸法濾泥；而用石灰和二氧化硫作為澄清劑的蔗汁澄清方法，則叫做亞硫酸法，其產(chǎn)生的濾泥稱為亞硫酸法濾泥。 一般亞硫酸法因加灰量少，濾泥量占甘蔗榨量 0.7-1.4%;碳酸法因加灰量大，濾泥量占甘蔗榨量多達(dá) 4.5-5.0%。23.4.1.2 濾泥的組分濾泥含有甘蔗纖維、蔗糖、帶有蔗蠟的凝結(jié)膠體、蛋白質(zhì)、磷酸鈣，還夾 帶隨甘蔗帶來的砂土，其中多數(shù)成分來自甘蔗，鈣質(zhì)物多數(shù)是在蔗汁澄清處理時 加入的。就物理性質(zhì)而言，濾泥是松軟，略似海綿的物質(zhì)，具有多孔性，顏色為 淡黃、暗褐以至黑色。在干燥時可以立即吸收大量的水分。 初出廠的濾泥含水分 約50-70%,經(jīng)過在大氣中長期自然干燥后，水分含量可減少到

3、15%。濾泥的單位體積的重量很小，每噸含 65%水分的濾泥，具體積約占1.6 m3。濾泥的組分因不同的生產(chǎn)工藝而異。 亞硫酸法濾泥因加灰量少，濾泥不含大 量的鈣鹽，干物中有機(jī)物總量可達(dá)80%左右，主要為類脂物（蔗蠟和蔗脂）5-14%, 纖維1530%,糖分515%,粗蛋白515%,總灰分920%,其中富含甘蔗生長 所需的各種礦質(zhì)營養(yǎng)，pH6.0左右。碳酸法濾泥干物中含 CaCO3量達(dá)70-80%左 右，成分以無機(jī)物為主，有機(jī)物含量 15%左右，帶堿性，pH9.0左右。碳酸法濾 泥、亞硫酸法濾泥主要化學(xué)成分見表 23-22。表23-22不同制糖工藝濾泥的成分工法PHN(%)P2O5(%)K2O(

4、%)CaO(%)MgO(%)水分(%)亞硫酸法5.951.191.240.525.591.0769.55碳酸法8.970.690.650.2735.974.7255.9123.4.2 濾泥的綜合利用如前所數(shù)我國年壓榨甘蔗產(chǎn)生的濕濾泥約346萬噸。濾泥除了用作工業(yè)原料外，通過農(nóng)業(yè)應(yīng)用可以將其充分變廢為寶，對發(fā)展甘蔗糖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)蔗糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)蔗糖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益最大化，提高蔗糖業(yè)的競爭力都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。23.4.2.1 亞硫酸法濾泥的綜合利用（1）作肥料直接使用亞硫酸法濾泥含有豐富的有機(jī)質(zhì)和甘蔗所需要的氮、磷、鉀養(yǎng)分和其它大 量和微量元素，是較好的完全有機(jī)肥料。蔗田施用濾泥

5、，可增加土壤中真菌數(shù)量， 改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力，促進(jìn)甘蔗對養(yǎng)分的吸收，從而提高甘蔗產(chǎn)量和糖分。根據(jù)福建仙游縣土肥站對甘蔗公頃施濾泥 450擔(dān) 的蔗區(qū)進(jìn)行土壤化驗(yàn)，全氮含量為 0.14%,全磷含量為0.132%,而對照區(qū)（不 施濾泥）的全氮量為0.122%,全磷量為0.116%。說明濾泥對土壤氮、磷的總量 提高是顯著的。據(jù)印度Padegon中央甘蔗研究站分析，收獲期甘蔗植株體內(nèi)的氮、 磷、鉀養(yǎng)分是隨著化肥和濾泥的施用量增加而增加的，其中每公頃施用濾泥 （用 N量調(diào)到每公頃400 kg） 25噸的甘蔗對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收分別為 112.82 kg> 69.21

6、 kg和199.32 kg,比每公頃施用12.5噸吸入量氮66.53 kg,磷37.96 kg,鉀 132.07 kg大大增加，而每公頃單施用氮 400 kg對氮的吸收僅有32.98公斤，顯 著少于施用濾泥處理對氮的吸收。 在甘蔗產(chǎn)量和糖分方面，據(jù)臺灣甘蔗研究所報 道：蔗田施用濾泥，能節(jié)約化肥 1/4,甘蔗單產(chǎn)平均增幅3-10%o福建仙游的試 驗(yàn)結(jié)果，公頃施12.5噸濾泥甘蔗增產(chǎn)14.4%。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，每公 頃施用25噸，產(chǎn)量達(dá)62.53噸/公頃，甘蔗蔗糖分14.12%,而施同等養(yǎng)分的化肥 甘蔗蔗糖分為13.88%。濾泥的施用方法：新鮮的濾泥因?yàn)榉纸饪?，放出大量的熱和氨，立即施?/p>

7、 蔗田會燒死蔗芽和蔗根。最好是堆謳6周以上使用，但切不可露天堆放，因?yàn)闉V 泥露曬一天損失氮10%,二天損失20%, 10天損失30%,故堆放時要加蓋薄膜或用泥土覆蓋。止匕外，濾泥含鉀量較低，使用前最好每噸濾泥加入氯化鉀17 kg。濾泥一般作基肥，也可做追肥，每公頃施用量15噸左右。(2)制有機(jī)復(fù)混肥有機(jī)復(fù)混肥是一種有機(jī)肥和無機(jī)肥相結(jié)合的肥料，生產(chǎn)的主要原料是利用 亞硫酸法濾泥，經(jīng)過一定的生化處理，再混配一定量的氮、磷、鉀及其它營養(yǎng)元 素，可制成系列專用復(fù)混肥。如甘蔗專用復(fù)混肥、水稻專用復(fù)混肥、玉米專用復(fù) 混肥等。施用這種肥料，能使土壤得到大量有機(jī)質(zhì)，因而具有肥效長、改良土壤、 提高地力、避免土

8、壤板結(jié)等優(yōu)點(diǎn)，又具有無機(jī)肥，使農(nóng)作物得到速效的氮、磷、 鉀及其它營養(yǎng)元素，促進(jìn)農(nóng)作物生長，因此用地和養(yǎng)地能夠很好地結(jié)合。同時由于濾泥所含有機(jī)質(zhì)及各種營養(yǎng)成分， 是甘蔗生長過程中從土壤中吸收而得， 通過 制作肥料又返回到土壤中去，有利于形成工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)， 保持大自然生 態(tài)平衡。濾泥制有機(jī)復(fù)混肥的工藝路線為：濾泥從糖廠壓榨車間運(yùn)至料場進(jìn)行生化 處理，經(jīng)輸送系統(tǒng)送入干燥系統(tǒng)，干燥處理后送至混配系統(tǒng)，與無機(jī)肥料及輔料 混合后再送至造粒系統(tǒng)經(jīng)計量、包裝、檢驗(yàn)后送至倉庫(見圖23-10)。N、P、K輔料1 1濾泥堆料生化處理 干燥系統(tǒng) 混配系統(tǒng)倉庫+ 計量包裝系統(tǒng) 一冷卻器造粒系統(tǒng) 圖23-10用

9、濾泥生產(chǎn)有機(jī)復(fù)混肥的工藝路線(3)作動物飼料亞硫酸法濾泥以有機(jī)物為主，內(nèi)含豐富的碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪等 動物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，可與其他飼料配合，用作豬、牛、雞、鴨、魚的飼 料。江西于都糖廠把濾泥成分與稻谷作比較，具比較值見表 23-23。表23-23濾泥與稻谷成分比較值項(xiàng)目 粗蛋粗纖粗脂粗灰無氮鈣 磷 水分代謝能 白 維 肪 分 浸出(MJ/kg)W%濾泥11.82 7.237.4922.8338.62 4.950.8212.010.84稻谷8.308.501.504.8067.50 0.070.2812.011.05從表23-23可看出，亞硫酸法濾泥成分優(yōu)于稻谷，其粗蛋白、鋁、磷含

10、量高， 粗纖維較低，代謝能僅略低于稻谷，屬于能量飼料，這就肯定了它的飼料價值。毛里求斯糖業(yè)研究所對該國甘蔗糖廠干濾泥和泥渣（Scum）作過分析，分析結(jié)果為：水分11%,粗蛋白16%,粗脂肪10%,灰分5%, CaO 4%, P2O5 2.5%, 纖維14%。毛里求斯的研究者認(rèn)為，濾泥成分與紫云英相當(dāng)，可作飼料。濾泥中 的氨基酸氮對粗蛋白氮的百分率為：賴氨酸占2.1%,精氨酸占2.9%、谷氨酸占3.%。因此，濾泥是乳牛的好飼料。廣東東風(fēng)糖廠70年代未曾進(jìn)行過用濾泥養(yǎng)豬的試驗(yàn)。他們在 70%濾泥中加 入10%粗谷糠、10%青料和10%精料，配合成豬飼料，共飼養(yǎng) 100多頭小豬和 20多頭中豬，6個

11、月后每頭豬日平均增重達(dá)0.7 kg以上。在停榨期間，可在濾泥 中加入0.5%食鹽封存，濾泥經(jīng)過密閉發(fā)酵后，呈黃色，帶有酒香味，豬愛吃， 解決了濾泥的貯存問題。濾泥還可作為雞、鴨飼料。江西于都糖廠對比試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，以濾泥代替部 分飼料養(yǎng)雞，在雞的整個生長發(fā)育期，可節(jié)約糧食25%左右。（5）生產(chǎn)酒精亞硫酸法糖廠干濾泥中約有5-15%的糖分，這部分將遭廢棄的殘存糖分可以 與糖蜜一起發(fā)酵制酒精，以達(dá)到充分利用、提高效益的目的。方法為將濾泥和 2-3倍濾泥重量的水一起置入稀釋箱內(nèi)稀釋，使固液體混合均勻，對混合物加熱 至80-100C后，在混合箱中加入與濾泥重量相近的糖蜜， 混合均勻后置于冷卻器 中冷卻至

12、約30C,即加入糖蜜生產(chǎn)酒精所用的常規(guī)發(fā)酵菌種并用常規(guī)發(fā)酵方法 進(jìn)行發(fā)酵及蒸儲酒精，所得酒精質(zhì)量完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。用這一方法生產(chǎn)酒精，充分利用了濾泥中將被廢棄的占干濾泥量5-15%的糖分，增加了酒精生產(chǎn)的原料來源，減少了廢糖蜜的耗用量，也可充分利用濾泥中所含氮、磷、鎂等成分做為發(fā)酵過程的營養(yǎng)物質(zhì)，綜合利用，效果良好，生產(chǎn) 成本較單純用廢糖蜜要低，不失為一種提高糖廠綜合利用效益的一種方法（黃林、 黃敏，1999）。23.4.2.2 碳酸法濾泥的綜合利用（ 3）用作酸性土壤的改土劑國外絕大多數(shù)碳酸法濾泥是用作咸、 酸性土壤的改土劑， 由于長期使用化肥的結(jié)果，土壤變酸變咸，有機(jī)質(zhì)下降，使地力衰退。由

13、于碳酸法濾泥含大量碳酸鈣和少量的有機(jī)質(zhì)，用作改土劑， 可以起到增加土壤微生物繁殖、 疏松土壤用鈣離子置換鈉離子、可起改造咸田的作用。廣東江門甘蔗化工廠與華南農(nóng)大合作利用碳酸法濾泥研制改土劑和營養(yǎng)粘結(jié)劑在廣州郊縣及博羅、英德、四會等地對水稻、玉米、花生、果、菜等八種作物 8 種主要作物進(jìn)行試驗(yàn)，對酸性土壤可起到改良土壤以及作物增產(chǎn)的良好效果。林斯強(qiáng)（ 2001）以紅壤旱地為研究對象，探討濾泥農(nóng)用對紅壤肥力性狀的影響及其對大麥的增產(chǎn)效果， 結(jié)果表明， 酸性較強(qiáng)的紅壤施用一定量的濾泥能中和土壤活性酸，使土壤pH 趨于中性，明顯增加土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷含量，顯著改善土壤的速效養(yǎng)分狀況， 并能提高土

14、壤的保肥供肥能力。 施用一定量的濾泥能使大麥的生育期提早， 促進(jìn)根系和莖葉的生長， 增加分蘗數(shù)和有效分蘗率，從而提高大麥的生物和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。碳酸法濾泥作改土劑在甘蔗上的施用，除了同樣堆漚腐熟外，還要注意：因土施放，酸性土可以施，堿性土不宜施用。施用量宜少，主要用于調(diào)節(jié)土壤pH,同時增加土壤養(yǎng)分，比單純施放石灰效果好，一般每公頃施1.5-3噸，土壤酸性大的適量多施。同一塊土地不應(yīng)連年施用，以免土壤石灰過多，土壤結(jié)板。（ 4）制作有機(jī)-無機(jī)復(fù)合肥碳酸法濾泥堿性大、含鈣量高，若單獨(dú)作肥料施用，容易使土壤板結(jié)。廣西貴糖（集團(tuán)） 股份有限公司曾經(jīng)試驗(yàn)過用濾泥與酒精發(fā)酵液濃縮液中和， 并摻 和煤灰、蔗糠等，

15、調(diào)制成中性的復(fù)合肥，獲得成功。用于種植甘蔗，每公頃蔗田施復(fù)合肥 30 噸，甘蔗平均增產(chǎn)23%，取得較好效果。參考文獻(xiàn)：1 鄧碧怡 , 保國裕主編 . 甘蔗糖業(yè)綜合利用和環(huán)境保護(hù) M. 北京 : 中國輕工業(yè) 出版社 , 19952 輕工業(yè)部甘蔗糖業(yè)科學(xué)研究所, 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院.中國甘蔗栽培學(xué) M. 北京 : 中國農(nóng)業(yè)出版社 , 1985.3 盧泓 , 洪節(jié)優(yōu) , 黃敬琨 , 李洪清 . 我國產(chǎn)糖區(qū)濾泥資源利用途徑的探討. 資源科學(xué) , 1992, (1):71-75.4藍(lán)賢州，李政.碳酸法糖廠濾泥污染治理新思路J.廣西輕工，2000(3):24-26.5 陳山，王弘，盧家炯. 甘蔗制糖業(yè)副產(chǎn)物的綜合利用 J. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2005(1):104-108.6霍漢鎮(zhèn).甘蔗綜合利用的新途徑一從濾泥中提取高附加值產(chǎn)品J.廣西蔗糖， 2003(4):28-30.7 陳趕林 . 從甘蔗濾泥中提取高級脂肪醇的研究 D. 廣西大學(xué) , 2006.8 覃蔚謙編著 .甘蔗高產(chǎn)栽培M. 南寧 : 廣西