本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)肥料領(lǐng)域，具體涉及一種利用釀酒底鍋水制備肥料的發(fā)酵方法。

背景技術(shù)：

1、公開(kāi)該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的一些理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、釀酒底鍋水（酒糟水）是白酒釀酒工業(yè)的主要副產(chǎn)品，目前其處理與資源化利用技術(shù)主要包括：直接排放或簡(jiǎn)單處理：部分企業(yè)將底鍋水直接排放至水體或簡(jiǎn)單沉淀后排放，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、cod/bod超標(biāo)等環(huán)境污染問(wèn)題。傳統(tǒng)堆肥：將底鍋水與秸稈等混合進(jìn)行自然堆肥，但發(fā)酵周期長(zhǎng)（3~6個(gè)月）、養(yǎng)分損失大（氮揮發(fā)率>30%），且病原菌滅活不徹底。飼料化利用：通過(guò)干燥制成飼料，但底鍋水中殘留酒精（0.5%~1.2%）和單寧酸對(duì)動(dòng)物消化系統(tǒng)有害，且加工能耗高。厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣：利用底鍋水生產(chǎn)沼氣，但沼液后續(xù)處理困難（重金屬積累），且有機(jī)質(zhì)資源未完全高值化利用。

3、上述技術(shù)存在以下缺陷：環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)：直接排放或低效處理導(dǎo)致水體污染，違反環(huán)保法規(guī)。資源浪費(fèi)：傳統(tǒng)堆肥和飼料化工藝未能有效提取底鍋水中的有機(jī)質(zhì)、氨基酸及微量元素（如鉀、磷）。工藝效率低：自然發(fā)酵周期長(zhǎng)，微生物活性不足（有效菌數(shù)<1×104cfu/ml），導(dǎo)致肥效釋放緩慢。安全性問(wèn)題：殘留酒精、單寧酸及未降解大分子有機(jī)物（如木質(zhì)素）抑制作物根系發(fā)育，甚至引發(fā)土壤酸化（ph<5.5）。

4、以上缺陷未被解決的原因如下：技術(shù)復(fù)雜性：底鍋水成分復(fù)雜（含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等難降解物質(zhì)），需多菌種協(xié)同發(fā)酵，但現(xiàn)有菌劑配伍性差。

5、經(jīng)濟(jì)性瓶頸：高效發(fā)酵設(shè)備（如連續(xù)式反應(yīng)器）投資高，中小企業(yè)難以承擔(dān)；傳統(tǒng)工藝成本低但效益差，缺乏市場(chǎng)動(dòng)力。行業(yè)認(rèn)知局限：農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)︶劸茝U棄物的高值化利用關(guān)注不足，政策扶持與科研投入有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明通過(guò)復(fù)合菌劑（耐酸酵母+解磷菌）實(shí)現(xiàn)底鍋水中碳源（殘?zhí)牵茉矗ㄒ掖迹B(yǎng)分（氨基酸、腐殖酸）的全程轉(zhuǎn)化，資源利用率提升至90%，本發(fā)明可降低廢水處理成本40%以上，同時(shí)替代15%的化學(xué)肥料。推動(dòng)白酒行業(yè)從“末端治理”轉(zhuǎn)向“生產(chǎn)-環(huán)保-農(nóng)業(yè)”跨產(chǎn)業(yè)鏈整合。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、在本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種利用釀酒底鍋水制備肥料的發(fā)酵方法，該方法包括以下步驟：

4、（1）原料預(yù)處理：將釀酒底鍋水經(jīng)固液分離去除固體殘?jiān)?，調(diào)節(jié)ph至5.5~6.0，然后進(jìn)行重金屬吸附；

5、（2）復(fù)合菌劑定向發(fā)酵：

6、一級(jí)發(fā)酵：接種復(fù)合菌劑，進(jìn)行好氧發(fā)酵，溶解氧含量do≥4?mg/l，在38~40℃下發(fā)酵10~14h；所述復(fù)合菌劑是由布拉氏酵母（ saccharomyces?cerevisiae?var.?boulardii）與熒光假單胞菌（ pseudomonas?fluorescens）組成；

7、二級(jí)發(fā)酵：好氧發(fā)酵結(jié)束后，進(jìn)行微氧發(fā)酵，溶解氧含量do為?0.5~1?mg/l，在33~35℃下發(fā)酵60~72?h，在微氧發(fā)酵前添加磷礦粉；

8、三級(jí)發(fā)酵：微氧發(fā)酵結(jié)束后，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，在28~30℃下發(fā)酵90~96h；

9、（3）養(yǎng)分強(qiáng)化與穩(wěn)定化：厭氧發(fā)酵結(jié)束后，獲得發(fā)酵液，添加尿素、磷礦粉、硫酸鉀，使得氮、磷、鉀達(dá)到設(shè)定比例；再添加edta螯合微量元素，混合均勻；

10、（4）成品制備：將步驟（3）中獲得的溶液固液分離去除菌體殘?jiān)瑴缇?，添加黃原膠，獲得液體肥料。

11、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（1）中，所述釀酒底鍋水的初始ph4.0~4.5，乙醇含量2~3v/v%。將酸性的底鍋水中和至5.5~6.0，避免抑制后續(xù)發(fā)酵菌活性。

12、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（1）中，所述重金屬吸附采用改性膨潤(rùn)土吸附和螯合菌（ bacillus?subtilis）固定，最終獲得的成品中鉛含量≤3?mg/kg、鎘≤0.5mg/kg，優(yōu)于《有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)》（ny/t?525-2021）限值，重金屬安全控制實(shí)現(xiàn)行業(yè)突破。

13、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（2）的一級(jí)發(fā)酵中，所述布拉氏酵母與熒光假單胞菌的活性菌數(shù)量比例為6：（3~5）；優(yōu)選為6:4，以菌液形式添加，菌液中活性菌含量為1×108cfu/ml。復(fù)合菌劑的接種量為底鍋水體積的8%~10%，優(yōu)選為9%。

14、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（2）的一級(jí)發(fā)酵中，在40℃發(fā)酵12h。

15、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（2）中，一級(jí)發(fā)酵過(guò)程中，微生物降解殘?zhí)?，好氧發(fā)酵結(jié)束后，乙醇濃度降低至0.5v/v%及以下。

16、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（2）的二級(jí)發(fā)酵中，在35℃下發(fā)酵72?h。

17、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（2）中的二級(jí)發(fā)酵中，添加磷礦粉促進(jìn)熒光假單胞菌釋放可溶性磷，磷礦粉溶解率提升至80%；添加量為每噸底鍋水中添加磷礦粉量為4-6?kg，優(yōu)選為5?kg，并通過(guò)攪拌溶解+酸解輔助方式提升磷礦粉溶解率至80%以上。

18、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（2）的三級(jí)發(fā)酵中，在30℃下發(fā)酵96?h。

19、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（2）中，厭氧發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液中含有腐殖酸（≥15%）及氨基酸（≥8?g/l）。

20、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（3）中，添加尿素、磷礦粉、硫酸鉀，使得n-p-k重量比例達(dá)1:0.5:1.2。

21、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（3）中，edta螯合微量元素為edta螯合鋅和edta螯合鐵，edta螯合鋅和edta螯合鐵的比例不限，edta螯合微量元素添加量為0.1w/w%，是指添加的edta螯合微量元素重量是添加尿素、磷礦粉、硫酸鉀后溶液重量的0.1%。

22、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（4）中，固液分離采用離心機(jī)分離，以3,000?rpm轉(zhuǎn)速去除菌體殘?jiān)ü绦挝锖俊?.5%）。

23、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（4）中，巴氏滅菌（65℃/30?min）滅活微生物，成品菌落總數(shù)≥1×103cfu/ml。

24、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，步驟（4）中，所述黃原膠的添加量為0.1w/w%，是指添加的黃原膠重量是滅菌后溶液重量的0.1%。

25、本發(fā)明采用三級(jí)發(fā)酵釀酒底鍋水，一級(jí)發(fā)酵：好氧降解殘?zhí)?，乙醇轉(zhuǎn)化率≥95%；二級(jí)發(fā)酵：微氧釋放可溶性磷，磷礦粉溶解率提升至80%；三級(jí)發(fā)酵：厭氧合成腐殖酸，碳源利用率達(dá)92%。

26、本發(fā)明的復(fù)合菌劑定向篩選與適配性優(yōu)化：采用耐酸酵母（ saccharomyces? cerevisiae?var.?boulardii）與解磷菌（ pseudomonas?fluorescens）的復(fù)合菌種（活菌數(shù)6:4比例），突破傳統(tǒng)菌種在底鍋水酸性（ph?4~5）、含乙醇（1~3%）環(huán)境中的活性限制；養(yǎng)分動(dòng)態(tài)調(diào)控：通過(guò)補(bǔ)充尿素、磷礦粉、硫酸鉀（比例1:0.5:1.2），結(jié)合發(fā)酵礦化作用，解決傳統(tǒng)底鍋水肥料養(yǎng)分失衡問(wèn)題。

27、通過(guò)以上方法使得釀酒底鍋水全組分利用率達(dá)80%（傳統(tǒng)技術(shù)≤50%），其中有機(jī)酸轉(zhuǎn)化率85%、殘?zhí)抢寐?0%。

28、在本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供采用上述方法制備獲得的液體肥料；該液體肥料中腐殖酸含量≥5w/w%、氨基酸≥8?g/l。

29、具體地，液體肥料具備表1中的技術(shù)指標(biāo)：

30、表1?液體肥料指標(biāo)

31、

32、在本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種利用釀酒底鍋水制備肥料的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括預(yù)處理單元、發(fā)酵單元、養(yǎng)分調(diào)控單元和后處理單元；

33、所述預(yù)處理單元包括依次相連接的ph調(diào)節(jié)罐、原料罐、固液分離篩和重金屬吸附柱；

34、所述發(fā)酵單元包括依次相連接的復(fù)合菌劑活化罐、與重金屬吸附柱相連接的一級(jí)發(fā)酵罐、二級(jí)發(fā)酵罐和三級(jí)發(fā)酵罐，與三個(gè)發(fā)酵罐連接的溶氧調(diào)控系統(tǒng)，溶氧調(diào)控系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)和溶解氧/溫度調(diào)節(jié)設(shè)備；

35、所述養(yǎng)分調(diào)控單元包括與一級(jí)發(fā)酵罐相連接的氮磷鉀補(bǔ)充罐和與三級(jí)發(fā)酵罐相連接的螯合劑噴淋器；

36、所述后處理單元包括與三級(jí)發(fā)酵罐相連的離心分離機(jī)和與所述離心分離機(jī)依次相連接的巴氏滅菌器、濃縮設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備和成品罐。

37、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，離心分離機(jī)以3,000?rpm轉(zhuǎn)速去除菌體殘?jiān)ü绦挝锖俊?.5%）。

38、在本發(fā)明的一個(gè)或一些實(shí)施方式中，巴氏滅菌器（65℃/30?min）滅活微生物，成品菌落總數(shù)≥1×103cfu/ml。

39、與本發(fā)明人知曉的相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明其中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下有益效果：

40、（1）變廢為寶：將底鍋水中的酸、醇、糖等全部轉(zhuǎn)化為肥料成分（腐殖酸、氨基酸等），利用率超80%。

41、（2）低成本處理：采用耐酸、耐乙醇的復(fù)合菌種，省去蒸餾步驟，處理能耗降低75%。

42、（3）安全高效：通過(guò)菌種固定重金屬，確保肥料符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；添加氮磷鉀調(diào)控養(yǎng)分，減少土壤酸化。