利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法
技术领域
本发明属于有机肥生产技术领域，具体涉及一种利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法。
背景技术
酿酒废糟是白酒酿造过程中的主要废弃物。据统计，每年有约4000万吨酿酒废糟从白酒工厂排出，其中四川省作为我国重要酿酒产区之一，每年产生的酿酒废糟量达数百万吨。由于酿酒废糟含有大量易腐败的有机物，若不进行处理直接排放易造成严重的环境污染，也为国家法律所不允许。因此采用环境友好的处理工艺处理酿酒废糟势在必行。
酿酒废糟主要包括发酵谷物如高粱、玉米、小麦、大麦或/和大米的残留物，以及为了使发酵材料疏松和蒸馏前调节水分及增加蒸汽通透性而添加的谷壳。因此，酿酒废糟富含粗纤维和淀粉等碳水化合物，其他还包括蛋白质、氨基酸、微生物和微量元素等成分，以及有机酸成分如乙酸、乳酸、丁酸和己酸。传统对于酿酒废糟的处理方法有焚烧、饲料化和直接用于肥料等；由于酿酒废糟水分含量较高(酿酒废糟水分约为60％)，焚烧处理需要大量的能耗；而且焚烧过程中易产生灰尘和有毒气体等。酿酒废糟作为饲料并不能满足饲料标准，用于饲料时动物的消化效率很低，同时酒厂附近的养殖企业消纳数量有限，不能有效的处理大量的酿酒废糟；直接用于肥料时，由于酿酒废糟较高的酸度(pH%203～4)容易造成土地板结，同时含有的有机物不稳定容易腐烂，对植物生长具有不利影响。因此，必须考虑环境友好的处理工艺处理酿酒废糟。
CN110066197A公开了一种利用酒糟制备有机肥的方法，包括以下步骤：将酒糟分别与适量石灰粉及磷尾矿粉混匀，加入占所述酒糟重量0.1～0.5％的HB腐熟剂后进行堆肥发酵，发酵至物料的含水率≤40％，得混合料一；将粉碎后的秸秆、畜禽粪便及低浓度氨氮废水混匀，加入占所述秸秆及所述畜禽粪便总重量0.3～0.5％的巨大芽孢杆菌种子液，混匀后进行堆肥发酵，得混合料二；将所述混合料一、所述混合料二及凹凸棒石按重量比3～5:1～3:0.1～0.5的比例混匀后造粒，即得有机肥。上述专利在堆肥的过程中加入了多种堆肥调节剂(秸秆、畜禽粪便等)以及微生物菌剂以促进堆肥，但是在大规模处理酒糟时，多种调节剂无法在同一地域获取，需要大量从外地运输，间接增加了堆肥的成本，同时，加入微生物菌剂不仅增加了成本，还使工序变得复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要额外添加堆肥调节剂以及微生物菌剂的利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，包括以下步骤：
取新鲜酿酒废糟，调节pH至5～7，然后置于堆肥反应器中，通入空气，升温至60～70℃，恒温3～6天，再降温至33～35℃，恒温至堆肥结束。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，所述调节pH的调节剂为CaO、Mg(OH)2或H3PO4中的一种或两种以上。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，所述调节剂为CaO。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，所述调节剂为Mg(OH)2和H3PO4。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，所述Mg(OH)2和H3PO4的摩尔比为1.4～1.6：0.9～1.1；优选的，所述Mg(OH)2和H3PO4的摩尔比为1.5：1。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，所述调节剂为CaO、Mg(OH)2和H3PO4。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，所述CaO、Mg(OH)2和H3PO4的摩尔比为0.4～0.5：0.9～1.1：0.9～1.1；优选的，所述CaO、Mg(OH)2和H3PO4的摩尔比为0.4：1：1。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，所述通入空气的量为0.2～0.4L/min/kg-干重，优选为0.2L/min/kg-干重；所述升温的速率为0.5～2℃/h；所述降温为自然降温。
其中，上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，堆肥期间还需要翻堆，翻堆的频率为堆肥开始前两周每4天翻堆一次，两周后每7天翻堆一次。
本发明还提供了上述利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法生产的有机肥。
本发明的有益效果是：
本发明在不添加堆肥调节剂和微生物菌剂的情况下，仅仅通过调节新鲜酿酒废糟的pH后进行堆肥就可以制得合格的有机肥，成本低廉，操作简便，应用前景优良。
具体实施方式
由于酿酒废糟中存在不利于微生物反应的限制因素(如低pH)，堆肥过程中需要加入多种堆肥调节剂如畜禽粪污、秸秆等，或者加入微生物菌剂以促进堆肥，但是在大规模处理酿酒废糟时，多种调节剂无法在同一个地域获取，需要大量从外地运输，间接增加了堆肥的成本。而加入混合菌剂则需要另外对微生物进行培养，增加了成本的同时使工序变得复杂。因此，本发明提供了一种利用新鲜酿酒废糟生产有机肥的方法，包括以下步骤：
取新鲜酿酒废糟，调节pH至5～7，然后置于堆肥反应器中，通入空气，升温至60～70℃，恒温3～6天，再降温至33～35℃，恒温至堆肥结束。
虽然新鲜酿酒废糟中含有部分微生物，但是这些微生物在新鲜酿酒废糟的pH(pH＝3～4)条件下只能够存活，无法正常生长代谢。本发明通过将酿酒废糟的pH调至5～7，使得新鲜酿酒废糟中的微生物能够很好的代谢，以促进堆肥过程。本发明通过加入少量CaO则可以获得pH＝5～7的酿酒废糟原料。而加入Mg(OH)2和H3PO4可以和堆肥过程中生成的氨氮形成鸟粪石结晶，在调节堆肥pH的同时可以补充P，Mg，并固定堆肥中的氮素(减少氮损失和消减堆肥过程臭味)，丰富有机肥的营养，提高有机肥质量，通过提升产品附加值抵消相应的成本增加。
本发明所使用的堆肥反应器装置为CN%20205473437U中的小型堆肥化装置。
下面通过试验例和实施例对本发明作进一步详细的说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
以下实施例中所使用的反应原料：浓香型白酒制造过程中产生的新鲜酿酒废糟，经测定，新鲜酿酒废糟的基本理化性质如表1所示。
表1酿酒废糟的理化性质
注：TS表示总固体；EC表示电导率；TOC表示总可溶性有机碳。
实施例1
按1kg干重酿酒废糟添加0.45mol CaO，调节堆体pH为6.87。取混合物5.42kg(约16.5L)于28L的堆肥反应器，按照0.2L/min/kg干重(此干重为混合物的干重)的速率从底部向堆肥反应器中通入空气，启动堆肥。反应器顶部开有三个孔，两孔用于插温度传感器以测定堆肥内部及顶部空气温度，一孔用于排气，排出的气体分别经过2％(w/v)H2SO4(吸收NH3)、冷凝器和干燥器(冷却及干燥)，红外分析仪在线监测排气中的二氧化碳含量，判断反应器内部的堆肥进行是否正常。反应器周围布有加热带控制堆肥温度，堆肥开始后，堆体内部温度根据计算上升温度0.5℃/h逐渐上升，当堆体内部每小时自然上升温度小于0.5℃时则开始加热；当堆体内部每小时自然上升温度大于0.5℃时则停止加热，当温度上升到设定值60℃时维持3天，随后自然降温到另一设定温度33℃并维持至堆肥结束。为减少热损失，在堆肥反应器外部包裹聚乙烯泡沫箱。堆肥开始后，前两周每4天翻堆一次，之后每周翻堆一次，直至60天堆肥腐熟，得到成熟有机肥。
成熟有机肥中NO3-达8000mg/kg-TS,EC为1mS/cm,pH为中性7.37，且种子发芽指数达到68％。
实施例2
按1kg干重酿酒废糟添加1.5mol的Mg(OH)2和1mol的H3PO4，调节堆体pH为5.21。取混合物5.64kg(约17L)于28L的堆肥反应器，按照0.2L/min/kg干重的速率从底部向堆肥反应器中通入空气，启动堆肥。反应器顶部开有三个孔，两孔用于插温度传感器以测定堆肥内部及顶部空气温度，一孔用于排气，排出的气体分别经过2％(w/v)H2SO4(吸收NH3)、冷凝器和干燥器(冷却及干燥)，红外分析仪在线监测二氧化碳含量，判断反应器内部的堆肥进行是否正常。反应器周围布有加热带控制堆肥温度，堆肥开始后，堆体内部温度根据计算上升温度2℃/h逐渐上升，当堆体内部每小时自然上升温度小于2℃时则开始加热；当堆体内部每小时自然上升温度大于2℃时则停止加热，当温度上升到设定值60℃时维持3天，随后自然降温到另一设定温度33℃并维持至堆肥结束。为减少热损失，在堆肥反应器外部包裹聚乙烯泡沫箱。堆肥开始后，前两周每4天翻堆一次，之后每周翻堆一次，直至55天堆肥腐熟，得到成熟有机肥。
成熟有机肥中NO3-达6985mg/kg-TS,EC为0.97mS/cm,pH为中性7.26，且种子发芽指数达到78％。
实施例3
按1kg干重酿酒废糟先加入0.4mol CaO，然后添加1mol的Mg(OH)2和1mol的H3PO4，调节堆体pH为6.17。取混合物5.837kg(约17.5L)于28L的堆肥反应器，按照0.2L/min/kg干重的速率从底部向堆肥反应器中通入空气，启动堆肥。反应器顶部开有三个孔，两孔用于插温度传感器以测定堆肥内部及顶部空气温度，一孔用于排气，排出的气体分别经过2％(w/v)H2SO4(吸收NH3)、冷凝器和干燥器(冷却及干燥)，红外分析仪在线监测二氧化碳含量，判断反应器内部的堆肥进行是否正常。反应器周围布有加热带控制堆肥温度，堆肥开始后，堆体内部温度根据计算上升温度1℃/h逐渐上升，当堆体内部每小时自然上升温度小于1℃时则开始加热；当堆体内部每小时自然上升温度大于1℃时则停止加热，当温度上升到设定值60℃时维持3天，随后自然降温到另一设定温度33℃并维持至堆肥结束。为减少热损失，在堆肥反应器外部包裹聚乙烯泡沫箱。堆肥开始后，前两周每4天翻堆一次，之后每周翻堆一次，直至55天堆肥腐熟，得到成熟有机肥。
成熟有机肥中NO3-达7562mg/kg-TS,EC为1.07mS/cm,pH为中性7.42，且种子发芽指数达到76％。
对比例1
新鲜酿酒废糟的pH为3.51，电导率为1.30mS/cm。取5.545kg(约17.65L)新鲜酿酒废糟于28L的堆肥反应器，按照0.2L/min/kg干重的速率从底部向堆肥反应器中通入空气，启动堆肥。反应器顶部开有三个孔，两孔用于插温度传感器以测定堆肥内部及顶部空气温度，一孔用于排气，排出的气体分别经过2％(w/v)H2SO4(吸收NH3)、冷凝器和干燥器(冷却及干燥)，红外分析仪在线监测排气中的二氧化碳含量，判断反应器内部的堆肥进行是否正常。反应器周围布有加热带控制堆肥温度，堆肥开始后，堆体内部温度根据计算上升温度0.5℃/h逐渐上升，当堆体内部每小时自然上升温度小于0.5℃时则开始加热；当堆体内部每小时自然上升温度大于0.5℃时则停止加热，当温度上升到设定值60℃时维持3天，随后自然降温到另一设定温度33℃并维持至堆肥结束。为减少热损失，在堆肥反应器外部包裹聚乙烯泡沫箱。堆肥开始后，前两周每4天翻堆一次，堆置50天停止，未获得成熟有机肥。
堆肥过程内部每小时自然上升温度小于0.5℃，瞬时二氧化碳排放量较低，挥发性有机酸未消耗，电导率升高，堆置50天pH为3.63，电导率为1.88mS/cm，且抑制种子萌发。
