一种酿酒黄水资源化的水溶肥及其制备方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种酿酒黄水资源化的水溶肥及其制备方法。


背景技术：

2.随着白酒产业的快速发展以及清洁生产方式的变革，优化酿酒生产废水处理工艺以及实现酿酒废水的综合利用已成为行业绿色发展的必然趋势。酱香型白酒生产常用高粱作为原料，用小麦制作高温酒曲，每年生产的全周期经历下沙、插沙、七次产酒和丢糟等十个阶段，每个阶段持续时间35～40天；酱香型白酒生产过程中污水主要为冲洗水、窖底水、锅底水、冷却水及黄水等。
3.黄水是白酒酿造过程中糟醅经微生物代谢产生、沉积至窖池底部的游离水，且溶有淀粉、还原糖、酵母自溶物等多种营养物质及有机酸、酯类等风味成分的呈黄色或褐色的黏稠液体。同时，黄水携有长期驯化的有益微生物，以乳酸菌、梭状芽孢杆菌等产香类细菌及酵母为主。黄水具有ph低、生化需氧量(bod)及化学需氧量(cod)高的特点，随意排放将增加环境负荷。通常，对黄水的处理通常用于养窖、回底锅蒸馏、拌糟回窖发酵及培养人工窖泥，此类方法不仅不能从根本上有效减少黄水带来的cod排放，同时也会产生一些废弃物。目前，黄水的利用主要是二次发酵或物质提纯，这些方法不仅操作复杂、耗时长且消耗的黄水较少，无法从根本上缓解酿酒黄水对环境的污染，同时大量黄水内的营养成分不能得到充分利用，造成资源的浪费。
4.其中，专利cn114836479a利用酿酒黄水制备生物保鲜剂，对酿酒黄水进行二次利用，但制备流程复杂，同时生产成本高；专利cn108484310a利用酿酒废水制备颗粒微生物肥料，该方法制备工艺复杂，生产成本高且堆置发酵生产周期长，颗粒肥料需要造粒，成本高，植物吸收性差；专利108330044a利用乳酸型己酸菌将黄水中的乳酸转化后再利用；专利cn101812390a通过向黄水中添加食用酒精使得黄水中的物质醇沉，醇沉物做窖泥，清液则通过蒸馏分离后作为酿酒调味液。通过对比可以发现，上述专利对酿酒黄水的处理周期较长，工艺较为复杂。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.鉴于白酒酿造过程中糟醅经微生物代谢产生、沉积至窖池底部的游离水(即黄水)对环境的污染，重复利用消耗黄水少且重复利用操作复杂的问题，本发明提供一种酿酒黄水资源化的水溶肥及其制备方法，一方面对黄水资源再利用，充分利用黄水中的营养物质，另一方面无其他废物产生，有益保护环境。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
9.第一方面，本发明提出一种酿酒黄水资源化的水溶肥的制备方法，包括，
10.s1黄水预处理溶液：
11.将黄水加入混合容器中，持续搅拌，对所述黄水进行加热并保持35-45℃，得到黄水预处理溶液；
12.s2 ph值处理：
13.对所述黄水预处理溶液进行ph值检测，向所述黄水预处理溶液中加入ph调节剂，直至所述黄水预处理溶液的ph值为5.5-6.6，得到黄水中间液；
14.s3对黄水中间液进行氮磷钾处理：
15.向所述黄水中间液中加入磷酸氢二钾和氮肥，得到混合液；对所述混合液进行加热并保持65-80℃，得到水溶肥中间液；向所述水溶肥中间液中加入腐植酸钾，冷却得到水溶肥。
16.其中，采用步骤s1对黄水进行预处理，对黄水进行加热并保持恒定温度，有利于后续物质的溶解；由于黄水本身呈酸性，采用步骤s2对所述黄水预处理溶液进行ph值的调节；向所述黄水中间液中加入磷酸氢二钾和氮肥，为水溶肥提供适宜的氮元素和磷元素，也可以提高溶液的ph值；对所述混合液加热并保持65-80℃，使腐植酸钾充分溶于所述混合液，同时为水溶肥提供适宜的钾元素。
17.作为本发明的一种较佳实施例，步骤s2中，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的任意一种的固体试剂或溶液。
18.作为本发明的一种较佳实施例，步骤s1中，将黄水加入混合容器中，于混合容器中进行搅拌，对所述黄水进行加热并保持40℃，得到黄水预处理溶液。
19.作为本发明的一种较佳实施例，步骤s2中，对所述黄水预处理溶液进行ph值检测，向所述黄水预处理溶液中加入ph调节剂，直至所述黄水预处理溶液的ph值为6，得到黄水中间液。
20.作为本发明的一种较佳实施例，所述氮肥为尿素。
21.作为本发明的一种较佳实施例，步骤s3中，对所述混合液进行加热并保持65℃，得到水溶肥中间液。
22.作为本发明的一种较佳实施例，步骤s3中，所述磷酸氢二钾、所述氮肥以及所述腐植酸钾的质量配比为磷酸氢二钾10-20份、尿素10-15份、腐植酸钾5-9份。
23.第二方面，本发明还提供了一种，其采用上述任一实施例所述的制备方法制备得到。
24.(三)有益效果
25.本发明的有益效果是：
26.(1)本发明采用白酒酿造过程中糟醅经微生物代谢产生、沉积至窖池底部的游离水(即黄水)为原料，利用黄水中溶有淀粉、还原糖、酵母自溶物等多种营养物质及有机酸、酯类等物质，同时向其中加入磷酸氢二钾、氮肥以及腐植酸钾，调解溶液中的氮、磷、钾元素的含量以及溶液的ph，充分利用黄水中的营养物质。
27.(2)本发明制备的水溶肥n、p、k成分配制合理，大部分原料为酿酒过程中产生的黄水，相对于现有技术而言，其可以充分利用黄水中的营养成分，同时大量消耗处理难度极大的黄水，从而减少对环境的污染，促进经济效益的提高。
28.(3)本发明将酿酒黄水实现了变废为宝，一方面节省了对酿酒黄水进一步处理的设施成本和处理成本，另一方面将酿酒黄水作为肥料，直接用于农业种植或花卉栽培，利用
酿酒黄水所含酵母菌或乳酸菌以及基础糖分，可促进土壤中有机质的腐熟和分解，结合酿酒黄水自身所含的“淀粉、还原糖、酵母自溶物等多种营养物质及有机酸、酯类(大部分为可溶物)”等物质，为农作物或花卉提供快速且易于吸收的低成本水溶肥料，可谓一举多得。
附图说明
29.图1为本发明一种酿酒黄水资源化的水溶肥的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
30.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
31.本发明的方法，首先对黄水进行加热并保持恒定温度，向其中加入ph调节剂将黄水的ph值调节到适宜值，随后向溶液中加入磷酸氢二钾以及氮肥，为水溶肥提供氮、磷元素，升高并溶液温度保持在65℃，向溶液中添加腐植酸钾，为水溶肥提供钾元素，经过冷却后得到水溶肥，充分利用黄水中营养物质，大量消耗酿酒黄水，从而减少对环境的污染，促进经济效益的提高。
32.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
33.参见图1，为本发明一种酿酒黄水资源化的水溶肥的制备方法的流程示意图。
34.由图1可知，本发明提供了一种酿酒黄水资源化的水溶肥的制备方法，所述方法包括：
35.s1：将黄水加入混合容器中，持续搅拌，对所述黄水进行加热并保持35-45℃，得到黄水预处理溶液；
36.本步骤主要是对黄水进行预处理，通过升高温度，加快后续磷酸氢二钾、氮肥以及腐植酸钾的溶解。具体的，对所述黄水进行加热并保持40℃，加快后续磷酸氢二钾、氮肥以及腐植酸钾的溶解的同时可以节约能源。
37.s2：对所述黄水预处理溶液进行ph值检测，向所述黄水预处理溶液中加入ph调节剂，直至所述黄水预处理溶液的ph值为5.5-6.6，得到黄水中间液；
38.具体的，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的任意一种的固体试剂或溶液；向所述黄水预处理溶液中加入ph调节剂后，所述黄水预处理溶液的ph值为6。本步骤利用ph调节剂除了调节溶液的ph，同时起到提高腐植酸钾在黄水中的溶解度的作用。
39.s3：向所述黄水中间液中加入磷酸氢二钾和氮肥，得到混合液；对所述混合液进行加热并保持65-80℃，得到水溶肥中间液；向所述水溶肥中间液中加入腐植酸钾，冷却得到水溶肥。
40.具体的，所述氮肥为尿素；所述黄水、磷酸氢二钾、ph调节剂、尿素、腐植酸钾的质量配比为：黄水50-70份，ph调节剂0.5-1.5份，磷酸氢二钾10-20份，尿素10-15份和腐植酸钾5-9份；对所述混合液进行加热并保持65℃。本步骤中所述混合液加热至65℃，加快尿素、磷酸氢二钾以及腐植酸钾的溶解，同时65℃为腐植酸钾充分溶解于黄水的最低温度，节约了能源。
41.其中，尿素又称碳酰胺，是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物是一种白色晶体，最简单的有机化合物之一，是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物，也是目前含氮量最高的氮肥，作为一种中性肥料尿素适用于各种土壤和植物，易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，是目前使用量较大的一种化学氮肥；腐植酸钾是一种高效有机钾肥，因为其中的腐植酸是一种生物活性制剂，可提高土壤速效钾含量，减少钾的损失和固定，增加作物对钾的吸收和利用率，也具有改良土壤、促进作物生长、提高作物抗逆能力、改善作物品质、保护农业生态环境等功能；它与尿素、磷肥、钾肥、微量元素等混合后，可制成高效多功能复混肥料。
42.为进一步说明本技术中的技术方案，本技术实施例进一步公开了以下具体实施例。
43.实施例1
44.(1)将55份的黄水加入混合容器中，持续搅拌，对所述黄水进行加热并保持40℃，得到黄水预处理溶液；
45.(2)对所述黄水预处理溶液进行ph值检测，向所述黄水预处理溶液中加入0.5份的koh，直至所述黄水预处理溶液的ph值为6，得到黄水中间液；
46.(3)向所述黄水中间液中加入10份的磷酸氢二钾和10份的尿素，得到混合液；对所述混合液进行加热并保持65℃，得到水溶肥中间液；向所述水溶肥中间液中加入5份的腐植酸钾，冷却得到水溶肥，对成品水溶肥进行检测得到成品的实际含量k为8.63wt％、p为5.25wt％、n为5.76wt％、有机酸为18wt％。
47.实施例2
48.(1)将60份的黄水加入混合容器中，持续搅拌，对所述黄水进行加热并保持40℃，得到黄水预处理溶液；
49.(2)对所述黄水预处理溶液进行ph值检测，向所述黄水预处理溶液中加入1.2份的koh，直至所述黄水预处理溶液的ph值为6，得到黄水中间液；
50.(3)向所述黄水中间液中加入10份的磷酸氢二钾和20份的尿素，得到混合液；对所述混合液进行加热并保持65℃，得到水溶肥中间液；向所述水溶肥中间液中加入6份的腐植酸钾，冷却得到水溶肥，对成品水溶肥进行检测得到成品的实际含量k为7.77wt％、p为4.71wt％、n为10.18wt％、有机酸为18wt％。
51.实施例3
52.(1)将70份的黄水加入混合容器中，持续搅拌，对所述黄水进行加热并保持40℃，得到黄水预处理溶液；
53.(2)对所述黄水预处理溶液进行ph值检测，向所述黄水预处理溶液中加入1.5份的koh，直至所述黄水预处理溶液的ph值为6，得到黄水中间液；
54.(3)向所述黄水中间液中加入10份的磷酸氢二钾和15份的尿素，得到混合液；对所述混合液进行加热并保持65℃，得到水溶肥中间液；向所述水溶肥中间液中加入7份的腐植酸钾，冷却得到水溶肥，对成品水溶肥进行检测得到成品的实际含量k为7.56wt％、p为4.12wt％、n为7.40wt％、有机酸为18wt％。
55.应用例1
56.将实施例1的水溶肥在土壤中进行施用，对土壤和植株进行肥效试验，实验方法如下：
57.试验地位于河北省涿州。高粱地每区长24尺，宽15尺，移栽规格为2.5
×
0.6尺，宽
栽6窝高粱，长栽40窝高粱，每区共栽240窝高粱，共设置4区，分为两组，一组苗期施加实施例1中的水溶肥5千克，穗期施加实施例1中水溶肥15千克，另一组为等量施加纯水，在高粱的整个生育期进行相同的除草及病虫防治等田间管理，分别测量高粱的株高、茎粗、穗长、穗粒数以及理论产量，试验结果如表1。
58.表1
59.处理株高/厘米茎粗/厘米穗长/厘米穗粒数/粒理论产量/千克无肥226.51.4532.32717132施肥265.11.6937.32894154.4
60.以上实验结果表明，应用本发明的水溶肥有利于高粱生长，为高粱生长提供了适宜的氮磷钾元素，产量增长17％左右，同时增加穗粒数以及穗长，增产效果明显。
61.再参见表2和表3所示，表2为高粱地栽植高粱之前所测的土壤成分表，表3为栽植高粱一季后测量的土壤成分表。
62.表2
63.序号项目单位检测结果1ph/7.442有机质g/kg19.63全氮mg/kg2.50
×
1034水解性氮mg/kg61.125有效磷mg/kg15.16钾mg/kg1317交换性钙cmol(1/2ca
2+
)8.228交换性镁cmol(1/2mg
2+
)0.549
64.表3
[0065][0066][0067]
经比较可看出，在种植一季高粱后，土壤ph没有明显变化，土壤中所含氮元素提高
明显，其他营养元素变化不大，说明土壤肥力保持良好，为下一轮农作物的种植提供了良好的基础土壤条件。
[0068]
应用例2
[0069]
将实施例1的微生物肥料颗粒在土壤中进行施用，对土壤和植株进行肥效实验，实验方法如下
[0070]
阳光温棚内进行种植实验。每盆在6kg土壤(土壤均为网购花土)中种植2株小白菜，共设置6盆，分为2组，待小白菜苗长到10cm以后，一组每隔3天每盆施加水溶肥20ml，另一组施加等量纯净水。处理前对每株植株大小相似的新叶进行标记。分别在处理后12和30天测量标记叶的叶面积。
[0071]
处理12天和30天时，两种不同处理的小白菜平均叶面积与对照组相比分别增加了10％和15％。同时小白菜的产量(g/盆)与对照组相比也显著增加。以上实验结果证明，应用本发明的水溶肥可以加快生长速度，提高叶子蔬菜的叶面积以及产量。
[0072]
本发明采用白酒酿造过程中糟醅经微生物代谢产生、沉积至窖池底部的游离水(即黄水)为原料，利用黄水中溶有淀粉、还原糖、酵母自溶物等多种营养物质及有机酸、酯类等物质，同时向其中加入磷酸氢二钾、氮肥以及腐植酸钾，调解溶液中的氮、磷、钾元素的含量以及溶液的ph，充分利用黄水中的水溶性营养物质，相比固体肥料，具有起效快，吸收快和高利用率的特点。
[0073]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。