CN102115345A - 一套食品垃圾移动式高效好氧堆肥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境保护的食品垃圾资源化技术领域，特别用于餐饮单位、食品加工厂等产生的食品垃圾的移动式就地处理。本发明公开了一种利用新型反应器进行食品垃圾高效堆肥的生物处理技术，该方法针对高含水率高油脂的餐厨垃圾，利用实验研制的移动式高效堆肥反应器的导杆挤压装置除油除水，进入反应设备的堆肥容器内与作为填充料的结构调理剂按照一定的质量比添加混合搅拌均匀，在通风系统、自动控制系统、除臭系统的联合控制条件下高温好氧堆肥，堆肥过程中控制初始含水率在50％～60％，采用通风量10L/min供氧，利用自动控制系统控制温度、搅拌速度、搅拌时间等进行堆肥实验，堆肥时间保证高温期(＞50℃)持续7d。具体工艺流程可参见说明书附图中的图1，详细说明可参照说明书中的附图说明。移动式反应设备及高温好氧堆肥技术的有效结合利用不但可以减小食品垃圾的环境污染，还可获得较高的社会、经济效益。

Description

一套食品垃圾移动式高效好氧堆肥工艺

技术领域

本发明属于环境保护的食品垃圾资源化技术领域，特别用于餐饮单位、食品加工厂等产生的食品垃圾的移动式就地处理。

背景技术

食品垃圾主要产生于蔬菜瓜果市场、饮食业、家庭厨房等食品流通及加工过程。随着首都经济的快速发展，食品垃圾正在成为生活垃圾的最主要组分，目前北京生活垃圾中食品垃圾已达37％，成为城市生活垃圾处理处置及管理需要首要考虑的问题。目前食品垃圾主要是和其他垃圾混合收集后做填埋处理，食品垃圾具有高水分、易腐败的特征，进入填埋场会给填埋工艺的正常运行增加诸多困难，迫切需要实行有效的资源化以减少进入填埋场的食品垃圾。然而食品垃圾的资源化技术研究相对滞后，已经成为我国垃圾管理中亟待解决的瓶颈课题。食品垃圾水分高、热值低，不适合做焚烧处理同时，食品垃圾的养分含量高，氮磷钾含量在5％以上，有机质含量在70％以上，最适合用做有机肥料。然而，一方面，食品垃圾中含有一定的致病菌，使其不能直接应用于农田；另一方面，也依赖于农田的肥料需求。

70年代以来，北京市农田化肥用量不断增加，有机肥用量不断萎缩，导致土壤有机质不断减少，土壤肥力下降，大量农田成为中低产田。土壤有机质缺乏已经成为制约北京市农业可持续发展的瓶颈问题之一。而且，随着北京“绿色奥运”目标的逐步实现，城市绿化的有机肥用量也急剧增长。食品垃圾经堆肥化独特的生物高温灭菌作用，能有效杀灭其中的致病菌、促进腐殖质形成，最终成为优质的有机肥料，应用于农业生产可提高土壤有机质含量，促进农业的可持续发展，应用于园林绿化可促进苗木、花卉、草坪生长，能有效缓解北京市的食品废物污染问题、绿化用肥问题和农业用肥问题。因此，研究食品垃圾堆肥反应器及其工艺优化对建设“绿色奥运、绿色北京”具有重大的意义。

堆肥技术按工艺可分为条垛翻堆式、静态好氧堆式和反应器式三类。其中前两种为非反应器式，运行过程中容易产生气味、粉尘等环境问题，不适合在距居民较近的场所使用；反应器式运行过程为全封闭，如果排放气体得到有效控制，不会对周围环境产生明显影响。反应器式(即堆肥反应器)又可分为动态和静态两大类。动态堆肥有物料水平流(如卧式)、垂直流(如塔式)、混合流(如翻转式、搅拌式)等多种方式。静态堆肥即物料静止不动，靠强制通风的控制实现物料的降解(如间歇式隧道系统)，系静态好氧堆式的变形。动态堆肥对设备制造及运转稳定性的要求较高，且由于动态搅拌的作用，堆肥过程中放线菌难以生长，影响最终堆肥产品的质量。静态堆肥对设备制造及运转稳定性的要求较低，但存在不搅拌造成的反应器内较大的温度、水分及底物降解分布不均匀问题，即垂直向存在较大的梯度，影响最终堆肥产品的质量。

民以食为天，人类生存必然消耗食品，消耗食品不可避免地产生食品垃圾。本项目的实施，解决食品垃圾的污染问题，可以造福人类。目前国家尚无统一的食品垃圾管理政策和技术标准。本项目的实施有利于推动管理政策与技术规范的制定与实施。

另外，本项目的实施，促进生物技术与环境科学的学科交叉，符合本单位学科发展要求。

发明内容

本发明的目的是解决食品垃圾的就地处理问题，并形成一套实用生物处理技术与装备，使其实现减量化、无害化、资源化。

本发明公开了一种利用新型反应器进行食品垃圾高效堆肥的生物处理技术，所述方法包括如下步骤：

1)除油脱水

经简单预处理的餐厨垃圾加入到移动式高效堆肥反应器的压缩装置中，盖上密封盖，旋转轴对餐厨垃圾压实除油脱水；

2)混合搅拌

餐厨垃圾除油脱水后，开启出料闸门排出，卸入到下设的搅拌容器中，按照一定的配比(质量比)添加结构调理剂混合搅拌；

3)好氧堆肥

搅拌混合均匀的餐厨垃圾在反应器的堆肥容器中好氧堆肥，堆肥过程受通风系统、自动控制系统等的联合控制。

本发明所说的餐厨垃圾是家庭、饭店、食堂等产生的食物废料和残羹剩饭，主要包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、骨刺等。

所说的简单预处理是对收集的餐厨垃圾进行分选，除去塑料袋、方便筷等杂物。

所说的结构调理剂是作为填充料来调节含水率，改善堆料的通风供氧，包括：废新闻纸、木屑和麦秸秆。

所说的混合搅拌速度是10转/分，搅拌时间是每次搅拌1小时，每次间隔2小时。

所说好氧堆肥过程初始含水率控制在50％～60％，采用通风量10L/min供氧，堆肥时间保证高温期(＞50℃)持续7d。

所说的的移动式高效堆肥反应器涉及通风系统、自动控制系统、除臭系统的衔接，主要包括压缩装置、搅拌装置、堆肥装置、自动控制装置。

所说的的压缩装置上设置出油出水口，利用旋转轴旋转压缩餐厨垃圾；搅拌装置在堆肥容器内，包括搅拌叶、搅拌轴；堆肥装置上设有填充料进口、堆肥产品出口，并连接自动控制装置。

本发明的有益效果是：1)该食品垃圾好氧堆肥处理技术，通过除油除水的预处理，添加结构调理剂改善堆料的通风供氧，利用微生物的生化反应将垃圾中有机物质分解，最终达到腐熟，不仅可以有效消除食品废物的环境污染，而且堆肥产品无害并且肥效高；2)研制出300kg食品垃圾的移动式高效堆肥反应器样机一台，反应器可就地处理垃圾，使用灵活度较高，通过推广设备，还可获得较高的经济效益，预期每台利润1000元；3)设备的加工、技术的推广等均可以带动下游行业，从而解决一定的社会就业问题，年生产1500台移动式食品垃圾堆肥反应器生产线可解决43人就业问题，具有明显的社会效益。

附图说明

说明书附图中的图1为食品垃圾移动式高效堆肥技术的工艺流程图。其中，数字和字母分别代表：

A：食品垃圾B：木屑C：废新闻纸D：麦秸秆E：结构调理剂

a：预处理1：混合搅拌2：堆肥3：自动控制装置

简要过程描述：收集来的A食品垃圾经过(a)预处理，进行分选，除去塑料袋、一次性筷子等杂物，加入到移动式高效堆肥反应器的压缩装置中，除油脱水，然后与由B木屑、C废新闻纸、D麦秸秆构成的E结构调理剂通过(3)自动控制装置进行(1)混合搅拌，搅拌后再进行(2)堆肥。

说明书附图中的图2为本发明具体实施方式工艺流程图。其中，数字和字母分别代表：

A：餐厨垃圾B：木屑C：结构调理剂a：除油除水

1：混合搅拌2：堆肥3：自动控制装置

简要过程描述：收集来的A食品垃圾经过(a)预处理，进行分选，除去塑料袋、一次性筷子等杂物，加入到移动式高效堆肥反应器的压缩装置中，进行除油除水，然后与由B木屑构成的C结构调理剂通过(3)自动控制装置进行(1)混合搅拌，搅拌后再进行(2)堆肥。

具体实施方式

参考说明书附图中的图2，针对北京工商大学香草餐厅产生的餐厨垃圾，对其进行简单的分选预处理。然后利用实验研制的移动式高效好氧堆肥反应器对餐厨垃圾除油除水，按照3∶1(质量比)的配比添加结构调理剂木屑，搅拌混匀后堆肥。堆肥过程中初始含水率控制在50％～60％，采用通风量10L/min供氧，堆肥时间保证高温期(＞50℃)持续7d。堆肥处理结果表明，餐厨垃圾经好氧堆肥后的产品各项性能指标符合《商品有机肥料》(NY 525)的要求。

Claims (8)

1.本发明公开了一种利用新型反应器进行食品垃圾高效堆肥的生物处理技术，所述方法包括如下步骤：

1)除油脱水

经简单预处理的餐厨垃圾加入到移动式高效堆肥反应器的导杆挤压装置中，盖上密封盖，旋转轴对餐厨垃圾压实除油脱水；

2)混合搅拌

餐厨垃圾除油脱水后，开启出料闸门排出，卸入到下设的搅拌容器中，按照一定的配比(质量比)添加结构调理剂混合搅拌；

3)好氧堆肥

搅拌混合均匀的餐厨垃圾在反应器的堆肥容器中好氧堆肥，堆肥过程受通风系统、自动控制系统等的联合控制。

2.如权利要求1所述的餐厨垃圾是家庭、饭店、食堂等产生的食物废料和残羹剩饭，主要包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、骨刺等。

3.如权利要求1所述的简单预处理是对收集的餐厨垃圾进行分选，除去塑料袋、方便筷等杂物。

4.如权利要求1所述的结构调理剂是作为填充料来调节含水率，改善堆料的通风供氧，包括：废新闻纸、木屑和麦秸秆。

5.如权利要求1所述的混合搅拌速度是10转/分，搅拌时间是每次搅拌1小时，每次间隔2小时。

6.如权利要求1所述的好氧堆肥过程初始含水率控制在50％～60％，采用通风量10L/min供氧，堆肥时间保证高温期(＞50℃)持续7d。

7.如权利要求1所述的移动式高效堆肥反应器涉及通风系统、自动控制系统、除臭系统的衔接，主要包括压缩装置、搅拌装置、堆肥装置、自动控制装置。

8.如权利要求6所述的压缩装置上设置出油出水口，利用旋转轴旋转压缩餐厨垃圾；搅拌装置在堆肥容器内，包括搅拌叶、搅拌轴；堆肥装置上设有填充料进口、堆肥产品出口，并连接自动控制装置。