CN108911810A - 用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料的方法，该方法包括：⑴制备复合菌液；⑵一次固态发酵；⑶二次堆肥发酵；⑷检测、包装的4个技术环节。本发明方法通过两步发酵法将磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟“变废为宝、化害为利”，制成符合国家行业标准的有机肥料，得到的有机肥料属绿色环保产品，用于土壤改良、农作物种植中，具有很高的应用前景和经济效益；较化学磷肥而言，不仅不会造成环境的二次污染，还具有一定的缓蚀功能。本发明实际操作简单，易于实施，对生产设备无特殊要求。适用于既有磷矿尾矿又有酱香型白酒酒糟的地区。

Description

用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料的方法
技术领域
本发明涉及肥料的生产方法，具体而言，涉及发酵法制备有机肥料的方法。
技术背景
众所周知，磷矿在选矿后将产生大量的磷矿尾矿，其组分特征为其中P2O5的质量分数≤10%。因含磷含量低，磷矿尾矿渣属工业固体废弃物。目前采用丢弃或堆积的方式处理，给环境造成一定影响，因此磷矿尾矿的利用备受企业和学者的关注。
酱香型白酒酒糟是白酒生产的主要副产物，其含有较为丰富的营养物质，如蛋白质、脂肪、纤维素和多种微量元素等，具有一定的开发利用价值。但含水量高和酸度大已成为限制酒糟再利用的主要因素。怎样有效地利用酒糟，是实现白酒产业资源利用最大化的关键。所以积极开展酒糟的再利用研究不仅能减少酒糟堆积带来的资源浪费，改善环境，还能将其变废为宝，创造新的社会经济价值。
目前，许多研究学者分别将磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟作为原料应用于肥料生产，通过化学酸解法将磷矿尾矿制成磷肥复合肥，其属于化学肥料，但在向土壤提供有效磷源的同时，会因低效施用造成土壤中磷素的过分积累和土壤理化性质的变化，从而诱发环境污染，给人类健康带来影响，给食品安全带来隐患。然而，酱香型白酒酒糟可通过堆积发酵制成有机肥，能很好地避免化学肥料造成的土壤问题和环境污染，但因其缺少某些植物生长所必须的营养元素如磷素等，不能有效地促进植物全面生长。
中国专利数据库中，有关利用白酒酒糟资源生产肥料的申请件不很多，其中：CN101255076号《酒糟有机复混肥及有机肥料的生产方法》，公开的工艺是先通过酒糟发酵、干燥制得酒糟粉；再将酒糟粉作为有机原料，按不同的地里条件及不同农作物种植特点，适量加入氮、磷、钾等矿物营养源，制成酒糟有机复混肥及有机肥料；CN102992915A号《一种利用白酒糟生产环保高效生物有机肥料的方法》，公开了将发酵底物通过螺杆式膨化机进行膨化处理，再输送到湿料混合机中进行降温并加入微量元素矿物盐，待温度降低时按比例接种混合菌液进行充分混合；通过自动计量打包***装填到新型硅胶呼吸膜发酵袋中，在发酵室内恒温条件下发酵，即为成品；CN103553736A号《一种利用废旧烟杆、酒糟生产有机肥料的方法》，公开的方法是用烤烟生产过程的边角废料和/或低等级烤烟作为有机肥料原料，粉碎成粒，与鲜鸡粪混合，通过机械搅拌与微生物发酵菌剂充分混合均匀，在常温下堆置发酵，翻堆，腐熟的发酵物料经过精加工，得到粉状或粒状精制有机肥料。
目前未见用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料的专利技术。
发明内容
本发明旨在提供用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料的方法，以有效地利用磷矿尾矿与酱香型白酒酒糟这两种工业废料，为可持续发展和改善生态环境提供新的技术和数据基础。
发明人提供的磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料的方法包括：
⑴ 制备复合菌液：
将在牛肉膏蛋白胨固体培养基上活化后的嗜麦芽窄食单胞PSB3接种于装有50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的三角瓶中，置于30℃、180 r/min的摇床中过夜培养24 h，制成细菌菌悬液；再将活化后的淡紫拟青霉PSF7接种在马铃薯葡萄糖固体培养基上，置于30℃培养箱中培养3d后，通过4层灭菌纱布过滤获得真菌孢子悬液；分别调制细菌菌悬液和真菌孢子悬液的浓度使其达到1×108 CFU/mL，再以PSF7和PSB3体积比2∶1-2.5∶1的比例混合均匀，制成复合菌液；
⑵ 一次固态发酵：
按质量比例，取90～94份酒糟和6～10份磷尾矿粉放入发酵桶中，并用蒸馏水调节初始水份至55%左右，边加边搅拌；混合均匀后，按质量比15%～20%接种复合菌液到混合有机质中，在25℃～30℃温度下发酵3～5d；
⑶ 二次堆肥发酵：
在一次固态发酵后,按质量比例，分别取10～15份秸秆、1.5～2.5份生石灰、0.7～1.2份尿素、1.5～2.0份氯化钾、5～10份沸石、3～8份膨润土和10～15份麦饭石加入到一次固态发酵后的混合有机质中；混合均匀后，按质量比添加5%～10%的纤维素酶水溶液，边加边搅拌混合；混合均匀后，在供氧充足、通风良好、温度在40℃～50℃的温室下进行发酵，每3d翻堆一次，18～24d后发酵结束；
⑷ 检测、包装：
发酵之后，物料颜色为褐色，呈较均匀大颗粒状，无恶臭，无机械杂质，散发出潮湿泥土的气息；混合均匀后经过常规检测，合格者分袋包装，即得有机肥料产品。
上述方法的第(1)步中，所述嗜麦芽窄食单胞PSB3和淡紫拟青霉PSF7的基因序列均已提交至美国国家生物技术信息中心NCBI (National Center of BiotechnologyInformation)数据库GenBank中，序列号分别为MG594526和MG148343。
上述方法的第(4)步中，所述常规检测合格是指各项主要理化指标均符合NY-525-2012有机肥料标准。
发明人指出，二次堆肥发酵选用的内容虽然列举了许多物质，但并不限制使用能够用于本发明方法的其他含有植物养分的物质。
发明人又指出：发酵过程是一种生物化学反应，本发明将堆肥发酵过程分为低温发酵、中温发酵2个阶段，一次固态发酵的低温发酵的反应温度在30℃以下，二次堆肥发酵的中温发酵的反应温度在30℃～60℃。
磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟均属于工业废弃物，具有占用土地、存在潜在环境危害等特征；传统利用方法存在处理成本高、利用率低等弊端。本发明通过两步发酵法将磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟“变废为宝、化害为利”，制成符合国家行业标准的有机肥料，得到的有机肥料属绿色环保产品，用于土壤改良、农作物种植中，具有很高的应用前景和经济效益；较化学磷肥而言，不仅不会造成环境的二次污染，还具有一定的缓蚀功能。本发明实际操作简单，易于实施，对生产设备无特殊要求。适用于既有磷矿尾矿又有酱香型白酒酒糟的地区。
附图说明
图1为本发明方法的流程框图。
具体实施方式
实施例1：
利用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料，所用酱香型白酒酒糟来源于***国宾酒业有限公司，磷矿尾矿由贵州瓮福（集团）有限责任公司提供，其余材料均为市面所购。生产过程包括以下步骤：
（1）制备复合菌液：将在牛肉膏蛋白胨固体培养基上活化后的嗜麦芽窄食单胞PSB3接种于装有50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的三角瓶中，置于30℃、180 r/min的摇床中过夜培养24 h，制成细菌菌悬液；再将活化后的淡紫拟青霉PSF7接种在马铃薯葡萄糖固体培养基上，置于30℃培养箱中培养3d后，通过4层灭菌纱布过滤获得真菌孢子悬液；分别调制细菌菌悬液和真菌孢子悬液的浓度使其达到1×108 CFU/mL，再以PSF7和PSB3体积比2.3∶1的比例混合均匀，制成复合菌液；
（2）一次固态发酵：按质量比例取93.11份酒糟和6.89份磷尾矿粉放入发酵桶中，并用蒸馏水调节初始水份至55%，边加边搅拌；混合均匀后，按质量比18.04%接种复合菌液到混合有机质中，在30℃温度下发酵3d；
（3）二次堆肥发酵：在一次固态发酵后,按质量比例分别取12份秸秆、2份生石灰、0.9份尿素、1.5份氯化钾、7.5份沸石、5份膨润土和10份麦饭石加入到一次固态发酵后的混合有机质中；混合均匀后，按质量比添加5%的纤维素酶水溶液，边加边搅拌混合；混合均匀后，在供氧充足、通风良好、温度在40℃～50℃的温室下进行发酵，每3d翻堆一次，21d后发酵结束；
（4）检测、包装：发酵之后，物料颜色为褐色，呈较均匀大颗粒状，无恶臭，无机械杂质，散发出潮湿泥土的气息；混合均匀后经过常规检测，符合NY-525 -2012有机肥料标准者分袋包装，即得有机肥料产品。
实施例2：
用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料，原料来源同实施例1，方法包括以下步骤：
（1）制备复合菌液：将在牛肉膏蛋白胨固体培养基上活化后的嗜麦芽窄食单胞PSB3接种于装有50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的三角瓶中，置于30℃、180 r/min的摇床中过夜培养24 h，制成细菌菌悬液；再将活化后的淡紫拟青霉PSF7接种在马铃薯葡萄糖固体培养基上，置于30℃培养箱中培养3d后，通过4层灭菌纱布过滤获得真菌孢子悬液；分别调制细菌菌悬液和真菌孢子悬液的浓度使其达到1×108 CFU/mL，再以PSF7和PSB3体积比2∶1的比例混合均匀，制成复合菌液；
（2） 一次固态发酵：按质量比例取92.52份酒糟和7.48份磷尾矿粉放入发酵桶中，并用蒸馏水调节初始水份至50%，边加边搅拌；混合均匀后，按质量比20.45%接种复合菌液到混合有机质中，在30℃温度下发酵4d；
（3） 二次堆肥发酵：在一次固态发酵后,按质量比例分别取12份秸秆、2份生石灰、0.9份尿素、1.5份氯化钾、7.5份沸石、5份膨润土和10份麦饭石加入到一次固态发酵后的混合有机质中。混合均匀后，按质量比添加8%的纤维素酶水溶液，边加边搅拌混合。混合均匀后，在供氧充足、通风良好、温度在40℃～50℃的温室下进行发酵，每3d翻堆一次，20d后发酵结束；
（4）检测、包装：发酵之后，物料颜色为褐色，呈较均匀大颗粒状，无恶臭，无机械杂质，散发出潮湿泥土的气息；混合均匀后经过常规检测，符合NY-525 -2012有机肥料标准者分袋包装，即得有机肥料产品。
实施例3：
用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料，原料来源同实施例1，方法包括以下步骤：
（1）制备复合菌液：将在牛肉膏蛋白胨固体培养基上活化后的嗜麦芽窄食单胞PSB3接种于装有50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的三角瓶中，置于30℃、180 r/min的摇床中过夜培养24 h，制成细菌菌悬液；再将活化后的淡紫拟青霉PSF7接种在马铃薯葡萄糖固体培养基上，置于30℃培养箱中培养3d后，通过4层灭菌纱布过滤获得真菌孢子悬液。分别调制细菌菌悬液和真菌孢子悬液的浓度使其达到1×108 CFU/mL，再以PSF7和PSB3体积比2.4∶1的比例混合均匀，制成复合菌液；
（2） 一次固态发酵：按质量比例取95.32份酒糟和4.68份磷尾矿粉放入发酵桶中，并用蒸馏水调节初始水份至55%，边加边搅拌；混合均匀后，按质量比19.03%接种复合菌液到混合有机质中，在30℃温度下发酵3d；
（3）二次堆肥发酵：在一次固态发酵后，按质量比例分别取12份秸秆、2份生石灰、0.9份尿素、1.5份氯化钾、7.5份沸石、5份膨润土和10份麦饭石加入到一次固态发酵后的混合有机质中，混合均匀后，按质量比添加10%的纤维素酶水溶液，边加边搅拌混合；混合均匀后，在供氧充足、通风良好、温度在40℃～50℃的温室下进行发酵，每3d翻堆一次，24d后发酵结束；
（4）检测、包装：发酵之后，物料颜色为褐色，呈较均匀大颗粒状，无恶臭，无机械杂质，散发出潮湿泥土的气息；混合均匀后经过常规检测，符合NY-525 -2012有机肥料标准者分袋包装，即得有机肥料产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，而非本发明所有实施例子，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.用磷矿尾矿和酱香型白酒酒糟生产有机肥料的方法，其特征包括：
⑴ 制备复合菌液：
将在牛肉膏蛋白胨固体培养基上活化后的嗜麦芽窄食单胞PSB3接种于装有50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的三角瓶中，置于30℃、180 r/min的摇床中过夜培养24 h，制成细菌菌悬液；再将活化后的淡紫拟青霉PSF7接种在马铃薯葡萄糖固体培养基上，置于30℃培养箱中培养3d后，通过4层灭菌纱布过滤获得真菌孢子悬液；分别调制细菌菌悬液和真菌孢子悬液的浓度使其达到1×108 CFU/mL，再以PSF7和PSB3体积比2∶1～2.5∶1的比例混合均匀，制成复合菌液；
⑵ 一次固态发酵：
按质量比例，取90～94份酒糟和6～10份磷矿尾矿粉放入发酵桶中，并用蒸馏水调节初始水份至55%左右，边加边搅拌；混合均匀后，按质量比15%～20%接种复合菌液到混合有机质中，在25℃～30℃温度下发酵3～5d；
⑶ 二次堆肥发酵：
在一次固态发酵后,按质量比例，分别取10～15份秸秆、1.5～2.5份生石灰、0.7～1.2份尿素、1.5～2.0份氯化钾、5～10份沸石、3～8份膨润土和10～15份麦饭石加入到一次固态发酵后的混合有机质中；混合均匀后，按质量比添加5%～10%的纤维素酶水溶液，边加边搅拌混合；混合均匀后，在供氧充足、通风良好、温度在40℃～50℃的温室下进行发酵，每3d翻堆一次，18～24d后发酵结束；
⑷检测、包装：
发酵之后，物料颜色为褐色，呈较均匀大颗粒状，无恶臭，无机械杂质，散发出潮湿泥土的气息；混合均匀后经过常规检测，合格者分袋包装，即得有机肥料产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法的第(1)步中，所述嗜麦芽窄食单胞PSB3和淡紫拟青霉PSF7的基因序列均已提交至美国国家生物技术信息中心NCBI(National Center of Biotechnology Information)数据库GenBank中，序列号分别为MG594526和MG148343。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法的第(4)步中，所述常规检测合格是指各项主要理化指标均符合NY-525 -2012有机肥料标准。
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