專利名稱：一種將廚余垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種將廚余垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法。
背景技術(shù)：
廚余垃圾是來源于居民生活過程中的廢棄物。近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，廚余垃圾的產(chǎn)生量不斷增加，帶來的環(huán)境污染問題日益加劇，如何有效處理廚余垃圾已成為國(guó)內(nèi)外必須面對(duì)的重大環(huán)境難題。目前國(guó)內(nèi)外比較成熟的廚余垃圾處理技術(shù)主要有以下幾個(gè)方法1、填埋。填埋可以實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化，但廚余垃圾主要以碳水化合物及菜葉、果皮為主，含水率高，填埋易產(chǎn)生大量滲濾液，嚴(yán)重污染地下水；2、焚燒。焚燒也是去除垃圾的有效方法之一，但是廚余垃圾中有機(jī)物和水分含量高，焚燒熱值低，污染大氣；3、厭氧發(fā)酵。該法處理廚余垃圾仍是一項(xiàng)新技術(shù)，在有機(jī)物去除率和甲烷產(chǎn)率方面尚需要很多改進(jìn)；4、好氧堆肥技術(shù)。與前三者相比，該方法在有效實(shí)現(xiàn)廚余垃圾的無害化、減量化、資源化方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)。但由于廚余垃圾本身含水高，加上有機(jī)物分解產(chǎn)生的水分充滿堆體，導(dǎo)致堆肥過程中升溫慢，產(chǎn)生大量的滲濾液，惡臭污染嚴(yán)重，大大制約了堆肥的處理進(jìn)程。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將廚余垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法。本發(fā)明所提供的將廚余垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法，包括如下步驟將禽畜糞便、作物秸桿和廚余垃圾混合，得到混合物；將所述混合物進(jìn)行發(fā)酵，得到肥料。上述方法中，所述混合物的CN比為20 I 30 I或25 I 30 I或25 : I 29 : I。上述方法中，所述混合物的含水率為60% 75% (質(zhì)量百分含量)或60% 70%(質(zhì)量百分含量)。上述任一所述方法中，所述混合物中，所述廚余垃圾占所述混合物的質(zhì)量百分比為0% -100%，具體為20%-70%，再具體為30% -60%或40%-60%，且不為0%和100%。上述任一所述方法中，所述混合物中禽畜糞便和作物秸桿的質(zhì)量比為3. 3 I。上述任一所述方法中，所述廚余垃圾的CN比為18-25,具體為21. 72 ;所述廚余垃圾的含水率為75% -85%，具體為75. 2% ;上述任一所述方法中，所述禽畜糞便的CN比為10-15，具體為12. 34 ;所述禽畜糞便的含水率為65% -75%，具體為71. 2% ;上述任一所述方法中，所述作物秸桿的CN比為50-60，具體為59. 70 ;所述作物秸桿的含水率為6% -10%，具體為8. 30%。上述任一所述方法中，所述混合物的初始溫度為26°C -33°C。上述任一所述方法中，所述發(fā)酵為好氧發(fā)酵；所述好氧發(fā)酵是通過向發(fā)酵容器內(nèi)通風(fēng)實(shí)現(xiàn)的；所述通風(fēng)的方式為通風(fēng)半小時(shí)再暫停半小時(shí)的間歇式，所述通風(fēng)量為O.06m3 · min 1 · m 3。上述任一所述方法中，所述發(fā)酵的時(shí)間為28天；所述禽畜糞便為豬糞或牛糞；所述作物秸桿為玉米秸桿或小麥秸桿。由上述任一所述方法得到的肥料也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。所述肥料的發(fā)芽率指數(shù)大于80%，所述肥料的電導(dǎo)率在4. OOmS · cnT1以下，所述肥料的E4/E6介于3. 0-6. O之間，所述肥料的WSC低于4. 00g/kg,所述肥料的C/N為10. 5-13. 5。廚余垃圾是來源于居民生活過程中的廢棄物。從來源上看，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中作物生產(chǎn)、蔬菜生產(chǎn)、果類生產(chǎn)等產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物具有同源性；此外廚余垃圾的干燥物中含 有的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維及其它礦物質(zhì)等組分與秸桿、畜禽糞便等農(nóng)村廢棄物中含有的組分極為相似。秸桿作為堆肥常用的原料，可有效地吸附水分，減少滲濾液的產(chǎn)生；畜禽糞便所含有機(jī)質(zhì)成分簡(jiǎn)單，容易被微生物利用，有利于堆肥過程中溫度的上升。兩者可以有效地解決廚余垃圾單獨(dú)堆肥面臨的難題。但目前國(guó)內(nèi)外很多研究通過添加合適的蓬松劑來解決廚余垃圾易粘結(jié)、含水聞以及供氧效率低等問題。本發(fā)明在以豬糞和秸桿作為堆肥主料的基礎(chǔ)上，加入合適比例的廚余垃圾，解決了其單獨(dú)堆肥通風(fēng)不暢、升溫較慢和產(chǎn)生大量滲濾液等問題。發(fā)酵罐堆肥試驗(yàn)表明，秸桿、豬糞堆肥中添加廚余垃圾可以加速堆肥的溫度上升速度，同時(shí)可以大幅度減少滲濾液產(chǎn)生；添加各比例廚余垃圾堆肥產(chǎn)品發(fā)芽率指數(shù)均大于80%，且堆肥產(chǎn)品均達(dá)到腐熟度標(biāo)準(zhǔn)要求。從溫度、滲濾液、腐熟度和臭氣排放方面綜合考慮，廚余垃圾添加比例控制在30% 60%為宜。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、易行，不僅加速堆肥升溫速率，減少了滲濾液的產(chǎn)生，而且堆肥產(chǎn)品能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。更為重要的是，本發(fā)明在有效減少生活垃圾清運(yùn)量，節(jié)約資源，控制惡臭氣體的產(chǎn)生以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排等方面具有重大的實(shí)踐意義和價(jià)值。
圖I為不同處理在好氧堆肥過程中溫度和滲濾液產(chǎn)生量的變化。圖2為不同處理在好氧堆肥過程中EC和E4/E6的變化。圖3為不同處理在好氧堆肥過程中WSC和C/N的變化。圖4為不同處理在好氧堆肥過程中GI的變化。圖5為不同處理在好氧堆肥過程中NH3質(zhì)量分?jǐn)?shù)和硫化物釋放量的變化。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。下述實(shí)施例中的廚余垃圾來自海淀區(qū)上莊鎮(zhèn)白水洼村垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，由生活垃圾進(jìn)行大類粗分后選取廚余垃圾。下述實(shí)施例中各種參數(shù)的檢測(cè)方法如下堆肥的溫度由溫度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)得，每半小時(shí)自動(dòng)記錄一次發(fā)酵罐內(nèi)溫度值。滲濾液的量每天定時(shí)導(dǎo)出滲濾液，并稱重。
發(fā)芽率指數(shù)(GI):將樣品按Ig IOmL水浸提過濾(即浸泡后取濾液)，取5mL浸提液加入直徑為9cm且鋪有濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，點(diǎn)播20粒飽滿的水蘿卜種子，放置20°C培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，第48小時(shí)測(cè)種子發(fā)芽率指數(shù)GI，每個(gè)處理重復(fù)3次，對(duì)照為蒸餾水。GI(%)=(處理浸提液培養(yǎng)種子發(fā)芽率X根長(zhǎng))/(對(duì)照種子發(fā)芽率X根長(zhǎng))X 100%。電導(dǎo)率將樣品按lg: IOmL水浸提過濾，用DDS-IlA型電導(dǎo)測(cè)定儀測(cè)定濾液EC值(mS · cm—1) οE4/E6j#樣品按Ig : IOmL水浸提過濾，用722型可見分光光度計(jì)于465nm和665nm處分別測(cè)定吸光度值并取兩者之比。
WSC:用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定水溶性碳(WSC)。C/N :將樣品徹底風(fēng)干后，用植物粉碎機(jī)粉碎并過O. 149mm篩，采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定總有機(jī)碳(TOC)，采用凱氏定氮法測(cè)定總氮(TN)，C/N為總有機(jī)碳質(zhì)量/
總氮質(zhì)量。NH3的排放量利用大氣采樣器(KB-6A型)，采集發(fā)酵罐內(nèi)堆體擴(kuò)散氣體，用4%硼酸吸收氨氣，以甲基紅溴甲酚綠作為指示劑，硫酸滴定吸收氨氣后的硼酸溶液，利用消耗硫酸的體積，計(jì)算單位重量物料的氨氣釋放量(氨氣排放質(zhì)量占發(fā)酵罐中物料質(zhì)量的百分?jǐn)?shù))。甲硫醚的釋放量利用氣體取樣器抽取發(fā)酵罐頂部的氣體，測(cè)定其中甲硫醚和硫化氫的含量。利用氣相色譜HP6890采用外標(biāo)法測(cè)定，檢測(cè)器為FPD (火焰光度檢測(cè)器)，chromsorb-G (60-80目)擔(dān)體上涂潰25% β , β -氧二丙腈的硬質(zhì)玻璃柱3mX C>3mm ;檢測(cè)器溫度為200°C，進(jìn)樣口溫度為150°C;柱箱溫度為70°C;氮?dú)?載氣)流量為70ml/min，氫氣(燃?xì)?流量為140ml/min，空氣流量為50ml/min，均為北溫氣體廠制備，純度達(dá)99.9%。硫化氫的釋放量與甲硫醚檢測(cè)方法相同。上述參數(shù)中，溫度、發(fā)芽率指數(shù)、電導(dǎo)率、E4/E6總體、WSC和C/N表示肥料的腐熟度；NH3的排放、硫化物(包括甲硫醚和硫化氫)的排放表示堆肥過程中臭氣排放。實(shí)施例I、一、堆肥方法將禽畜糞便、作物秸桿和廚余垃圾混合，得到原料；將所述原料置于具有溫度和通風(fēng)全自動(dòng)控制和溫度自動(dòng)采集功能的發(fā)酵罐(80L)中，進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)條件下密閉靜態(tài)高溫發(fā)酵罐試驗(yàn)。共設(shè)8個(gè)處理。每個(gè)處理的條件如表I所示。表I、各個(gè)處理的條件
權(quán)利要求
1.一種將廚余垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法，包括如下步驟將禽畜糞便、作物秸桿和廚余垃圾混合，得到混合物；將所述混合物進(jìn)行發(fā)酵，得到肥料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述混合物的CN比為20: I 30 : I或 25 I 30 I 或 25 I 29 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于所述混合物的含水率為60% 75%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))或60% 70% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述混合物中，所述廚余垃圾占所述混合物的質(zhì)量百分比為0% -100%，具體為20% -70%，再具體為30% -60%或40% -60%，且不為 0%和 100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述混合物中禽畜糞便和作物稻桿的質(zhì)量比為3. 3 : I。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述廚余垃圾的CN比為18-25，具體為21. 72 ;所述廚余垃圾的含水率為75% -85%，具體為75. 2% ; 所述禽畜糞便的CN比為10-15，具體為12. 34 ;所述禽畜糞便的含水率為65% -75%,具體為71.2% ； 所述作物秸桿的CN比為50-60，具體為59. 70 ;所述作物秸桿的含水率為6% -10%，具體為8. 30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述混合物的初始溫度為260C -33O。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述發(fā)酵為好氧發(fā)酵；所述好氧發(fā)酵是通過向發(fā)酵容器內(nèi)通風(fēng)實(shí)現(xiàn)的；所述通風(fēng)的方式為通風(fēng)半小時(shí)再暫停半小時(shí)的間歇式，所述通風(fēng)量為O. 06m3 · mirf1 · πΓ3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于所述發(fā)酵的時(shí)間為28天；所述禽畜糞便為豬糞或牛糞；所述作物秸桿為玉米秸桿或小麥秸桿。
10.由權(quán)利要求1-9中任一所述的方法得到的肥料； 所述肥料的發(fā)芽率指數(shù)大于80%，所述肥料的電導(dǎo)率在4. OOmS -cm-1以下，所述肥料的Ε4/Ε6介于3. 0-6. O之間，所述肥料的WSC低于4. 00g/kg，所述肥料的C/N為10. 5-13. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將廚余垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法。本發(fā)明的將廚余垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法，包括如下步驟將禽畜糞便、作物秸稈和廚余垃圾混合，得到混合物；將所述混合物進(jìn)行發(fā)酵，得到肥料。本發(fā)明在以豬糞和秸稈作為堆肥主料的基礎(chǔ)上，加入合適比例的廚余垃圾，解決了其單獨(dú)堆肥通風(fēng)不暢、升溫較慢和產(chǎn)生大量滲濾液等問題。發(fā)酵罐堆肥試驗(yàn)表明，秸稈、豬糞堆肥中添加廚余垃圾可以加速堆肥的溫度上升速度，同時(shí)可以大幅度減少滲濾液產(chǎn)生；添加各比例廚余垃圾堆肥產(chǎn)品發(fā)芽率指數(shù)均大于80％，且堆肥產(chǎn)品均達(dá)到腐熟度標(biāo)準(zhǔn)要求。從溫度、滲濾液、腐熟度和臭氣排放方面綜合考慮，廚余垃圾添加比例控制在30％～60％為宜。此外能夠有效減少生活垃圾清運(yùn)量，節(jié)約資源，控制惡臭氣體的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
文檔編號(hào)C05F17/00GK102826878SQ201110159490
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者李國(guó)學(xué), 高丹, 張瑋, 張紅玉 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)