科技赋能循环经济:炭锁丰收探索酒糟资源化 走出沃土固碳新路径
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科技赋能循环经济:炭锁丰收探索酒糟资源化 走出沃土固碳新路径

为破解白酒产区酒糟处置难题,兼顾水体磷污染治理与耕地质量提升,贵州理工学院“炭锁丰收”本科生团队(图1)依托校内科研力量,研发镁铁锰三元改性酒糟水热炭技术,积极探索酒糟资源化利用新路径,走出一条锁磷、沃土、固碳协同共进的循环经济新路径。

图1 团队实验照片

据了解,国内白酒产区每年产生规模庞大的酿酒酒糟。传统填埋、堆肥处置模式成本高,还容易造成土壤、水体二次污染;农业生产中化肥过量施用带来磷流失,加剧水体富营养化,传统除磷工艺成本高,难以回收磷资源。针对多重现实矛盾,团队开展大量文献研究与实地调研,构建“酒糟制炭‑以炭锁磷‑富磷沃土固碳”一体化绿色循环模式(图2)。

图2绿色发展新模式

项目采用中低温水热炭化工艺对酒糟进行改性加工(图3),制备得到的功能水热炭小试条件下 1 小时除磷率可达 90.3%(图4),可有效降低污水处理厂药剂与污泥处置开销,实现 30%‑50% 运维成本下降,完成水体磷高效富集回收。吸附磷之后的炭材料无需危废处置,直接作为富磷炭基缓释绿肥还田。

项目以低于传统处置的价格收储酒企酒糟,帮助企业降低固废处置成本,规避环保风险;再将酒糟加工为除磷吸附材料与炭基绿肥进行市场转化,依托产品与技术服务实现可持续运营。

图3 改性水热炭制备流程图

图4改性(a)/未改性(b)水热炭电镜扫描、磷水体吸附性能测试实验展示图(c),以及不同水热炭/原料酒糟锁磷效率(d)

项目已在省内 4 个地区开展玉米大田示范(图5),实测表明,富磷炭绿肥能够有效提升土壤有机质,玉米生物量提升 28.8%,亩均综合固碳减排效益 217 kg CO₂‑eq(图6),肥料投入较市售复合肥降低 37.5%,实现固废治理、污染防控、耕地提质、固碳减排多重价值。

目前项目拥有 2 项发明专利受理,已和白酒企业、环保单位、农业合作社建立合作关系。下一步,团队将继续完善中试工艺,扩大示范应用规模,完善酒糟托管处置、区域农业面源污染综合治理成套服务,面向西南白酒产区推广可复制的工农协同循环模式,助力循环经济、双碳目标与乡村振兴战略落地。

图5 贵州省区域试点分布(五角星表示)与不同处理玉米生长现场图

图6 大田种植成效

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