CN101774835A - 一种堆肥物料组合物及堆肥方法 - Google Patents

一种堆肥物料组合物及堆肥方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种堆肥物料组合物，含有水葫芦、城市生活污泥和餐厨垃圾，其重量配比为城市生活污泥∶水葫芦∶餐厨垃圾＝3~7∶2~6∶2~8，组合物的含水率控制在50-55％；C/N为23∶1-30∶1。堆肥方法是将堆肥原料经过密封发酵后，再经过强制通风发酵和自然通风发酵。本发明公开的所提供的堆肥方法有机质降解率高，有机质降解率均在40％以上；无需调节pH值，各种条件参数均是稳定的可控因素，进一步提高了本发明方法的实用性、可控性和稳定性，具有广阔的应用前景。

Description

一种堆肥物料组合物及堆肥方法
技术领域
本技术涉及堆肥化处理领域，具体涉及一种利用水葫芦、城市生活污泥和餐厨垃圾作为堆肥物料的好氧堆肥技术。
背景技术
堆肥是利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物，加上泥土和矿物质混合堆积，在高温、多湿气的条件下，经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料。中国人数千年来农田中所使用的肥料，就是使用人畜的粪尿和植物茎叶作堆肥为主。堆肥过程每隔三、四个星期翻积一次，大约经过三个月左右。
堆肥技术发展到现在，越来越倾向于充分地“变废为宝”解决废物废品带来的环境问题。利用各种富含有机质的废弃物作为原材料进行堆肥已成为国内外研究的热点。如中国发明专利CN1424288A公开了一种利用城市有机固体废物生产有机堆肥的好氧堆肥法，该方法按富水型农业植物废物与其它难降解的城市有机植物废物在2∶1~1∶2的质量比例重量配比在间歇通气条件下进行堆肥。中国发明专利CN1727292A公布了一种污泥半干化与高温好氧堆肥发酵技术方法，该方法将含水55-60％的污泥、菌种、回填料和粉煤灰进行混合堆肥。
目前，利用水葫芦作为堆肥原料是研究较多的堆肥技术。水葫芦是世界上生长、繁殖最快的水草之一，已经在我国南方17个省(市、自治区)泛滥成灾，是目前世界上危害最严重的多年生水生杂草之一。负责清洁珠江广州段的广州市水上环卫队统计，从1975年至今，珠江水域水葫芦每10年就增长10倍，1975年平均每天只捞到0.5吨水葫芦，1985年为5吨，1995年为50吨，而现在平均每天接近500吨。但同时水葫芦含有丰富的营养成分，包括粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、无氮浸出物以及许多氨基酸、维生素C、胡萝卜素和多种微量元素。水葫芦在堆肥技术中的应用，已经充分地显示了“变废为宝”的同时为环境作出的贡献。
但是，随着我国城市化速度的提高，更多的有机质废品问题来源于城市污水、城市生活污泥、厨房垃圾等。
随着城市污水的处理能力不断提高，伴随而来的是污泥的产生量呈急剧增长，以广州来为例，广州旧城区四大污水处理厂污泥产量超过900吨/日.城市生活污泥目前主要是经过简单压滤脱水后，运往市生活垃圾填埋场填埋。但是填埋场的容量有限，目前已面临着无处容纳的难题。城市污水污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾以及植物生长所需的其它营养元素，同时还含有难降解有机物及病原体等有害物质，如不经处理任其排放，不仅造成环境污染，同时也是对资源的极大浪费。如果加以提炼，可以制造磷、氮等肥料，可以合成燃料和吸附剂，但成本比较高，目前相关技术也不够成熟。
与此同时，随着城市人口急剧增长，人们生活消费水平的提高，餐厨垃圾在数量上也随之日益剧增。据2008年有关报道，广州市餐厨垃圾日产量约1000吨。餐厨垃圾有机物质含量高，适于制成有机肥料，若将其应用于堆肥技术中，将在大大减轻城市垃圾处理负担的同时，获得可观的有机质肥料，具有双重重要贡献。但同时我国餐厨垃圾具有盐分和油脂含量高以及其成分复杂的特性，不利于堆肥过程中微生物的生存和繁殖，制约了餐厨垃圾的堆肥技术的广泛应用。杨延梅等在“餐厨垃圾堆肥理化特性变化规律研究”中，对好氧堆肥条件下厨余堆肥和泔脚堆肥进行了研究，发现泔脚堆肥系统高温持续时间长，CO2释放率高，所需时间偏长，而厨余堆肥系统虽然堆肥周期短，但生物可利用碳的短缺造成系统氮素损失量大。另有一项国家专利申请200810116333公开了一种以菌糠作为调理剂的餐厨垃圾堆肥方法，将餐厨垃圾进行粉碎，然后将菌糠均匀拌入餐厨垃圾中，餐厨垃圾与菌糠之比为1∶0.5-1∶5；加入其他调理剂或促腐剂；将混合后物料水分含量调节至55％-65％之间，C/N调节至20∶1-30∶1之间，pH调节至7-8之间，物料粒度不大于3cm；采用好氧堆肥工艺进行堆肥处理。但是其操作步骤繁琐，需要调节pH，对其参数稳定性的控制要求高，不利于实际的推广应用，因此该技术也受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种充分利用城市生活污泥和厨房垃圾，并且堆肥条件稳定可控的堆肥方法，以在充分利用有机质废弃物，缓解环境问题的同时，获得良好而稳定的堆肥效果，实现经济效益。
本发明通过以下技术方案实现上述目的。
一种堆肥物料组合物，含有水葫芦、城市生活污泥和餐厨垃圾。
所述的水葫芦经过风干而得，餐厨垃圾自然风干而得。
所述的堆肥物料的重量配比为：城市生活污泥∶水葫芦∶餐厨垃圾＝3-7∶2-6∶2-8。并且组合物的含水率控制在50-55％；C/N为23∶1-30∶1。水葫芦和餐厨垃圾破碎成15-30mm。
一种堆肥方法，其特征在于：采用水葫芦、城市生活污泥和餐厨垃圾的组合物作为堆肥原料。城市生活污泥∶水葫芦∶餐厨垃圾＝3-7∶2-6∶2-8。并且组合物的含水率控制在50-55％；C/N为23∶1-30∶1。
该方法是将堆肥原料经过密封发酵后，再经过强制通风发酵和自然通风发酵。密封发酵时间为10-12h。强制通风发酵为间歇性通风，每小时通气15-20min，空气流量为0.04-0.15m3/min·m3，持续时间为11-12d。自然通风为露天通风，将物料露天堆置，每天翻堆1次；持续时间为18-19d。
本发明可优选以下方案进行：
(1)将水葫芦、餐厨垃圾风干破碎成15-30mm，按污泥∶水葫芦(风干)∶餐厨垃圾＝3-7∶2-6∶2-8的质量比例配比充分混合，控制混合物含水率为50-55％、C/N为23∶1-30∶1；
(2)将混合堆料放进密封仓中开始一次发酵12h，然后开始间歇通风，每小时通气20min，空气流量为0.04-0.15m3/min·m3，持续11d后，将发酵仓的堆料转为露天堆置，并保持适当通风，每天翻堆1次，露天堆置18-19天后得到腐熟堆肥。
本发明说提供的各种堆肥条件和参数配比，是发明人针对目前堆肥原料养分含量不高、堆肥时间过长等问题，研究确定进行了大量试验的研究结果。通过测定分析了污泥、餐厨垃圾、水葫芦中各种营养组分，通过研究各种原材料的堆肥比例和各种堆肥工艺参数(通风条件、物料配比)，试验表明，根据本发明所提供的方法，可以获得良好而稳定的堆肥效果。
与现有技术相比，本发明有如下几个优点：
(1)本发明所提供的堆肥方法有机质降解率高，有机质降解率均在40％以上；
(2)本发明克服了厨房垃圾堆肥的技术难题，使发酵过程中氮磷等养分流失少，系统氮素得到有效的存留和利用，堆肥效果良好，同时解决了大量厨房垃圾的处理问题；
(3)本发明还采用城市生活污泥作为原料，是城市生活污泥堆肥技术的一大突破。尽管城市生活污泥的成分复杂，利用难度高，但是本发明的多次试验验证，在本发明所采用的方法和系统参数下，采用城市生活污泥作为原料之一的堆肥技术可以获得较高的有机质降解率，并且降解效果稳定。
(4)本发明所采用的方法无需调节pH值，各种条件参数均是稳定的可控因素，进一步提高了本发明方法的实用性、可控性和稳定性。
具体实施方式
实施例1
将水葫芦、餐厨垃圾风干破碎成15-30mm，按污泥∶水葫芦(风干)∶餐厨垃圾＝7∶6∶8的质量比例配比充分混合，混合物含水率为53.7％、C/N为27∶1，将混合堆料放进密封仓中开始一次发酵10h，然后开始间歇通风，每小时通气20min，空气流量为0.08~0.15m3/min·m3，持续12d后，将发酵仓的堆料转为露天堆置，并保持适当通风，每天翻堆1次，露天堆置19天后得到腐熟堆肥。检测发现堆肥有机质为44.2％，TN为1.29％，TP为0.63％，TK为3.52％。
实施例2
将水葫芦、餐厨垃圾风干破碎成15-30mm，按污泥∶水葫芦(风干)∶餐厨垃圾＝7∶6∶8的质量比例配比充分混合，混合物含水率为53.7％、C/N为27∶1，将混合堆料放进密封仓中开始一次发酵12h，然后开始间歇通风，每小时通气15min，空气流量为0.04~0.08m3/min·m3，持续11d后，将发酵仓的堆料转为露天堆置，并保持适当通风，每天翻堆1次，露天堆置18天后得到腐熟堆肥。检测发现堆肥有机质为43.3％，TN为1.32％，TP为0.63％，TK为3.67％。
实施例3
将水葫芦、餐厨垃圾风干破碎成15-30mm，按污泥∶水葫芦(风干)∶餐厨垃圾＝7∶4∶3的质量比例配比充分混合，混合物含水率为52％、C/N为23∶1，将混合堆料放进密封仓中开始一次发酵12h，然后开始间歇通风，每小时通气20min，空气流量为0.04~0.08m3/min·m3，持续11d后，将发酵仓的堆料转为露天堆置，并保持适当通风，每天翻堆1次，露天堆置18天后得到腐熟堆肥。检测发现堆肥有机质为44.2％，TN为1.49％，TP为0.53％，TK为3.07％。
实施例4
将水葫芦、餐厨垃圾风干破碎成15-30mm，按污泥∶水葫芦(风干)∶餐厨垃圾＝3∶2∶2的质量比例配比充分混合，混合物含水率为54.1％、C/N为30∶1，将混合堆料放进密封仓中开始一次发酵12h，然后开始间歇通风，每小时通气20min，空气流量为0.04~0.08m3/min·m3，持续11d后，将发酵仓的堆料转为露天堆置，并保持适当通风，每天翻堆1次，露天堆置19天后得到腐熟堆肥。检测发现堆肥有机质为44.5％，TN为1.39％，TP为0.64％，TK为3.91％。

Claims (10)

1.一种堆肥物料组合物，其特征在于所述的组合物包括水葫芦、城市生活污泥和餐厨垃圾。
2.如权利要求1所述的堆肥物料组合物，其特征在于：所述的水葫芦经过风干破碎而得，餐厨垃圾自然风干而得。
3.如权利要求2所述的堆肥物料组合物，其特征在于，所述的堆肥物料的重量配比为：城市生活污泥∶水葫芦∶餐厨垃圾＝3-7∶2-6∶2-8；所述水葫芦和餐厨垃圾破碎成15-30mm。
4.如权利要求3所述的堆肥物料组合物，其特征在于：所述的组合物的含水率为50-55％；C/N为23∶1-30∶1。
5.一种堆肥方法，其特征在于：采用如权利要求1-4任一权利要求所述的堆肥物料组合物作为堆肥原料。
6.如权利要求5所述的堆肥方法，其特征在于：所述的堆肥原料经过密封发酵后，再经过强制通风发酵和自然通风发酵。
7.如权利要求6所述的堆肥方法，其特征在于：所述的密封发酵时间为10-12h。
8.如权利要求6所述的堆肥方法，其特征在于：所述的强制通风发酵为间歇性通风，每小时通气15-20min，空气流量为0.04-0.15m3/min·m3，持续时间为11-12d。
9.如权利要求6所述的堆肥方法，其特征在于：所述的自然通风为露天通风，持续时间为18-19d。
10.如权利要求9所述的堆肥方法，其特征在于：所述的露天通风，是将物料露天堆置，每天翻堆1次。
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