基于循环经济的糖蜜酒精废液生产有机肥研究

孔照明，钱学忠，黄勇，李健强，廖建辉，赵正璧

(1云南省孟连昌裕糖业有限责任公司，云南普洱665800；2广州市兴建科技开发中心，广东广州510220)

0 引言

近年来随着一系列新技术的成功研发和使用，糖蜜酒精废液在制作有机肥前必须先经过多效蒸发浓缩的传统工艺得到改进，省去了投资大、能耗高、操作复杂的多效蒸发浓缩系统，同时也解决了有机肥在生产过程中臭气排放和有机质损失严重等一系列问题[4]。本项目提出了直接利用糖蜜酒精废液等原料生产有机肥的新方法，对现有的糖蜜酒精生产技术进行改进，使糖蜜酒精生产排出的废液浓度明显提高，达到废液不需先经蒸发浓缩而直接生产有机肥的效果。

1 技术改进方案

在糖蜜酒精生产中使用了废液复用发酵新技术和耐高渗透压酒精生产酵母菌种，在不影响原酒精生产能力、发酵产酒、主(辅)原料单耗等生产指标的情况下，将粗塔排出的废液浓度提高至 25～26°Bx(常压蒸馏法)或 28～29°Bx(差压蒸馏法)，此浓度刚好能满足生产有机肥的浓度要求，省去了传统工艺中的多效蒸发浓缩工段，大幅度降低了糖蜜酒精废液生产有机肥的投资和运行成本，达到节能减排和明显增效的效果。

1.1 菌种的筛选和改良

为了保证糖蜜酒精高浓度环境下正常发酵生产，通过长时间对生产菌种的筛选和适应性的培养，选出一株具有耐高渗透压性能的优良酒精生产酵母菌种，此菌种能在浓度为 28～30°Bx的发酵液中正常生长和发酵。

1.2 发酵技术改进

采用糖蜜酒精废液复用代替生产工艺用水，通过改进发酵参数的控制，解决了以往在废液复用时发酵液锤度控制不稳定等一系列问题，使糖蜜酒精生产废液浓度大幅提高，在生产实践中达到如下效果(表 1)：

表1 技术改进前后参数对比

1.3 肥料生产工艺优化

在有机肥料生产中采用了发酵速度和升温快的专用发酵菌种群，同时也采用了分段投废液的新工艺，确保发酵料的水分控制在合理范围，提高了糖蜜酒精废液发酵的效率，减少了异味并提高了有机肥的质量。

2 改进效果

2.1 工艺流程绿色高效

本项目在直接利用糖蜜酒精废液生产有机肥过程中，采用了专用微生物菌种群和发酵节能新技术，优化了工艺流程，在节能减排、绿色生产、产品优化、提质增效等方面取得良好的效果，包括：

(1)可直接使用上述不需先经过多效蒸发浓缩的粗塔废液作为生产有机肥的主要原料之一，相比原工艺，发酵速度加快，产热提高，达到对原料进行充分发酵腐熟并迅速消除原料带来的异味，可高效杀灭原料中的病原细菌和寄生虫卵，同时繁育出数量高达5亿/g以上的有益功能菌群。

(2)在发酵过程中的有机物不会分解为甲烷、二氧化硫、硫化氢等有毒有害(臭)气体，减少有机肥厂臭气的排放，改善了生产环境，符合绿色环保生产要求。有机质经腐熟后大部分转化为黄腐植酸、氨基酸、壳聚糖、生物酶等对农作物生长具有显著促进和调节作用的活性有机质，从而实现了有机质的合理高效利用。

分析式(14)、(15)可知由于∑sa(n+1)、∑sb(n+1)中无干扰信号，无论搜索相位和如何取值，差信号Δs(n)和Δs(n+1)中都会分别保留干扰信号和同时式(14)中真实点目标回波信号受调制，P区域中所有满足的点目标回波信号都会被对消掉，加之不同的n时刻对应不同的点目标回波信号，继而将严重破坏整个真实场景的聚焦成像，式(15)分析同理.

2.2 产品质量提高

本项目提出的技术改进方案，不仅实现了工艺流程的绿色环保改进，同时提高了生产出来的有机肥的质量。

2.2.1 产品质量

利用改进后的技术生产出来的有机肥，呈粉状，经相关检测，多项质量指标达到国家标准(表2)。

2.2.2 产品特性与使用效果

所生产的有机肥无需添加任何化学肥料，所含的氮主要以氨基酸形式存在，不易受环境影响转化为氨气而散失，易被作物吸收利用，利用率较高。所含的钾主要以黄腐植酸钾形式存在，具有改良土壤形成团粒结构的作用，其中黄腐酸活性高容易被植物根系吸收利用，有一定的促生长作用。该有机肥含有活性有机质，在被作物直接吸收的同时，还可以持续改良土壤，并且该有机肥中的功能菌，在调节土壤结构、解磷、解钾、固氮、降解纤素、抑制病菌生长、调节作物生长等方面具有一定的效果。

表2 产品质量参数

为测试该有机肥的实际效果，本项目在广东省翁源县开展了用于甘蔗与花生种植试验，试验结果发现，该有机肥在不同程度上对作物的单产及质量有提高作用：施用了该有机肥的甘蔗在平均亩产和糖分方面均有提高；而施用了该有机肥的花生在平均颗粒重、每株产量、亩产等方面均有提高。

目前，该有机肥已广泛用于甘蔗、香蕉、果树、花生、生姜、土豆、茶叶、蔬菜等多种作物的种植中，众多生产实践发现，本产品作为基肥和追肥使用的肥效、对提高作物的抗病能力、提高农产品的品质、增加单产、改良修复土壤等方面具有一定作用，得到了种植行业的验证和认可。

3 研究的意义

本项目的实施，实现了制糖有机废弃物中糖蜜酒精发酵废液的加工利用，有效减少有机废弃物的排放，是建立制糖产业绿色生产循环经济中重要的一环，在提高产业经济效益、社会效益和生态效益中具有促进作用，对产业的绿色发展具有深刻的意义。

(1)有利于产业节能减排、绿色生产、实现可持续发展

本项目的实施，可有效处理制糖行业生产的有机废弃物(特别是糖蜜酒精废液)，减少了有机废弃物对环境的污染，是制糖产业目前有效的环保综合治理和明显增效的项目之一。本项目属于绿色农业产业以及资源循环利用产业，是国家鼓励发展的战略性新兴产业之一。近年来，我国已对一些有机肥生产企业和使用有机肥的农户实行了财政补贴试点，支持相关产业的推广，促进了产业可持续发展。

(2)有利于提高营养成分利用，节约资源

糖蜜酒精废液、滤泥等有机废弃物中含有大量的氮、磷、钾元素、以及丰富的中微量元素和其他活性有机质，本项目的实施，将有机质等转化为可利用的有机肥料，减少了传统工艺对废液和滤泥处理中有机成分的浪费，节约了大量的资源。

(3)有利于作物土壤改良

产品富含大量的活性有机质、氨基酸、腐植酸、中微量元素以及有益功能菌，在调节土壤的酸碱平衡、增加土壤有机质含量、调节微生物平衡、松土、活化土壤、改善土壤结构等方面具有一定效果。

(4)有利于建设循环经济

本项目完善了制糖产业生产链的中废弃物处理的一环，实现了制糖产业生产链的最终废弃物的资源化利用，所生产的有机肥料又还田于农作物种植，完成了“从农业(种植)→工业(制糖制酒)→环保(造肥)→农业(种植)”的循环。

4 结语

作为国家鼓励发展的战略性新兴产业，本项目充分利用了糖厂废弃资源，变废为宝再用于农业，一方面为综合治理糖蜜酒精废液及其用于有机肥生产工艺优化等提供思路，另一方面提高了农业资源的循环利用程度，本项目的生产的有机肥属于环保型产品，能为绿色无公害农业食品的种植生产提供一个良好的安全屏障。