CN103172421A - 一种果蔬废弃物的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种规模化果蔬种植基地有机固体废弃物的处理方法，具体为一种果蔬废弃物的发酵方法，先将果蔬废弃物粉碎，然后按所述果蔬废弃物鲜重的0.1～0.5%接种复合微生物菌剂，混合均匀后堆肥发酵15～20天，每天翻堆一次，并进行间歇式通风曝气。本发明技术方案有效利用了果蔬废弃物，发酵时间可以控制在20天以内，可以明显地缩短发酵周期，减少人工用量，可以节约发酵场地面积约30～50%。本发明技术方案有效改善了堆肥产品的品质，有机质的含量可高达50%以上，可作为一种高效的有机肥料或栽培基质，能明显改善作物的生长。

Description

一种果蔬废弃物的处理方法

技术领域

本发明涉及发酵领域，具体涉及一种规模化果蔬废弃物的处理方法。

背景技术

自1988年国家实施“菜篮子工程”以来，我国蔬菜事业进入了快速发展的新时期，蔬菜作物的种植在农业中所占比重越来越大。随着蔬菜产量的不断增加和对蔬菜产品质量的要求，蔬菜废弃物的产生量也在急剧增加。多种蔬菜如蚕豆、冬笋等的废弃物产生比例已高达60%。据农业部统计，2008年中国蔬菜残株产量接近5.6亿吨，蔬菜废弃物堆积在蔬菜产地周围，极易腐烂变臭，滋生蚊蝇，成为细菌性或真菌性病害的传染源，致使后茬作物发病，影响整个蔬菜生产。于此同时，我国农业每年还产生秸秆量约7亿多吨，园林剪枝的数量更是巨大。

这些果蔬、园林废弃物是一种优质的有机资源，以蔬菜废弃物为例，其有机质含量在80%以上，氮含量约为3%-4%，磷含量约为0.3%-0.5%，钾含量在3.6%左右（烘干基），因此，大量的蔬菜废弃物如果不进行处理利用或者处理利用方式不当，不仅会成为一种污染源，而且还会造成巨大的资源浪费。因此，蔬菜废弃物的有效处理和资源化利用对产业健康发展和环境保护意义重大。

目前大部分的果蔬废弃物未经任何处理而随意堆放，对于进行处理的部分主要通过厌氧沼气和好氧堆肥，其中常见的厌氧沼气发酵存在投资高、沼渣和沼液需再处理等问题，而且由于果蔬生产的季节性无法保证连续进料发酵以及北方冬季低温均对沼气日常运行管理带来了巨大障碍。已有的好氧发酵多采用自然堆沤或者与其他物料混合发酵，存在着发酵时间长（60天左右），臭味影响严重，占地面积大等缺点，制约了好氧堆肥生物发酵技术的应用。

发明内容

为克服现有果蔬废弃物堆肥发酵存在的周期长、效率低的缺陷，本发明的目的是提供一种果蔬废弃物的处理方法。

本发明提供的果蔬废弃物的处理方法为：先将果蔬废弃物粉碎，然后按所述果蔬废弃物鲜重的0.1～0.5%接种复合微生物菌剂，混合均匀后堆肥发酵15～20天转变成有机肥料或栽培基质；

所述复合微生物菌剂按质量百分比包括60～80%的微生物菌剂VT、10～30%的木霉和5～20%%的黑曲霉。

一般来说，当果蔬废弃物体积减量50wt%以上、含水率降低到35wt%以下，发芽指数在80%以上时，可视为发酵过程结束。发酵后所得的发酵物中，有机质的含量通常在50wt%以上。

上述处理方法中，所述果蔬废弃物包括果蔬种植过程中产生的秧、藤、叶以及加工过程中的尾料，发酵前将其粉碎至粒度为1～3cm。

上述处理方法中，粉碎后的所述果蔬废弃物含水率控制为60～80wt%。

上述处理方法中，粉碎后的所述果蔬废弃物含水率碳氮比控制为20～30∶1。

上述处理方法中，所述含水率和碳氮比通过添加农林废弃物来控制，所述农林废弃物选自畜禽粪便、秸秆、落叶中的一种或多种。农林废弃物的添加量根据果蔬废弃物发酵物料的成分来确定，只要将其调整至适当的碳氮比可进行发酵即可，一般而言，农林废弃物的添加量为果蔬废弃物发酵物料的0～100%（质量比）。

上述处理方法中，所述堆肥发酵过程中采用间歇式通风曝气，每间隔2～5小时通风曝气0.1～1小时。

上述处理方法中，所述堆肥发酵期间，控制堆体温度不超过65℃。优选地，堆体温度在50℃以上的时间大于7天。

上述处理方法中，所述堆肥发酵过程于长度为40～80米的发酵槽中进行，每天翻堆一次。

其中，所述翻堆采用翻堆机进行，优选链板式翻堆机。

优选地，所述果蔬废弃物粉碎后由进料端进入所述发酵槽开始发酵，每次翻堆时链板式翻堆机将所述果蔬废弃物向发酵槽的出料端推进2～4米，发酵结束时到达所述发酵槽的出料端。

上述处理方法中，所述发酵槽的出料端还设置有筛网孔径为5～20mm的筛分设备，发酵结束后将发酵物进行筛分，筛上物料返回再次进行发酵。

本发明技术方案适合于规模化果蔬种植基地废弃物一类高水分、高纤维物料的处理处置，具有以下有益效果：

（1）与传统发酵方法相比，本发明处理方法的发酵时间可以控制在20天以内，可以明显地缩短发酵周期，还可以节约30～50%的发酵场地面积。本发明处理方法尤其适合1000亩以上规模化果蔬种植基地废弃物的集中处理和循环利用，周期短、效率高，人工用量少。

（2）本发明处理方法有效利用了果蔬废弃物，解决了大规模果蔬废弃物的环境污染问题，极大提高了堆肥发酵的效率，在保证废弃物达到无害化要求的基础上，可有效改善堆肥产品的品质，堆肥产品的有机质含量可高达50%以上，发芽指数达到80%以上，达到了腐熟，可作为一种高效的有机肥料或作物栽培基质，实现了资源化的目的。

（3）本发明处理方法得到的发酵物可用于土地改良和育苗基质，与常见的草炭基质育苗相比，添加本发明果蔬废弃物发酵物进行育苗，可以提高幼苗的发芽率，促进幼苗株高的生长，增加生物量，促进根的生长。

附图说明

图1是本发明所述处理方法的工艺流程图；

图2是本发明处理方法所述发酵槽的俯视图；

其中，1、发酵槽；2、进料端；3、出料端；4、翻堆机；5、粉碎机；6、出料仓；7、曝气风机；8、曝气管道。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施方式提供的处理方法包括以下步骤：

1、设施建设：选择在距离原料地近、运输方便、具备动力电源的地方，按照处理量设置发酵车间。发酵车间内设置发酵槽，如图2所示，发酵槽1包括进料端2和出料端3，还包括用于翻堆的翻堆机4。所述发酵槽的进料端前设置有粉碎机5，用于将发酵物料进行粉碎，所述发酵槽的出料端设置有出料仓6，可选地，出料仓6还可连接用于筛分物料的筛分机（图2未显示）。为了确保堆肥发酵过程中所需的氧气，发酵车间还需配备高压曝气风机7，通过曝气管道8向发酵槽中通入所需空气。

2、原料预处理：将果蔬废弃物以及可选的农林废弃物通过设置在发酵槽进料端的粉碎机粉碎至1-3cm左右的粉片状，进入发酵槽中的物料含水率应控制为60-80wt%，碳氮比为20-30∶1。

3、微生物接种：按照待发酵物料鲜重的0.1-0.5%、优选0.2%接种复合微生物菌剂，混合均匀后开始进行发酵。

4、翻堆发酵：发酵过程中采用链板式翻堆机每天翻堆一次，每次翻堆不仅要使发酵物料混合均匀，而且要将物料向出料端移动2-4米左右。发酵期间，控制堆体中心温度不超过65℃。为达到无害化和快速腐熟的目的，发酵过程中应保持发酵物料在50℃以上的时间大于7天。

5、通风曝气：采用间歇式通风模式对发酵物料供应新鲜空气，一般为每间隔2-5小时通风曝气0.1-1小时。

6、出料筛分：发酵15-20天直至发酵物料体积减量50wt%以上、含水率降低到35wt%以下，发酵过程结束，同时翻堆机将物料转运至发酵槽的出料端，通过出料仓出料即得发酵物。可选地，还可以通过出料机将发酵后的物料投入筛网孔径为20mm的筛分机，筛下的物料可用于有机肥料或育苗栽培基质，筛上的大颗粒物料投入进料端继续进行发酵。

7、产品使用：经过发酵的物料是一种优质的有机肥料，可用于有机肥料直接田间施用，也可作为有机原料添加化肥制成有机无机复混肥。此外，发酵后的物料还可作为育苗栽培基质，改善土壤养分含量，提高土壤质量。

本发明实施方式所使用的VT菌剂购自北京沃土天地生物科技有限公司。

本发明实施方式所使用的复合微生物菌剂中包括酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）5.0×10⁸~1.0×10¹⁰cfu/mL、植物乳杆菌（lactobacillus plantarum）5.0×10⁸~1.0×10¹⁰cfu/mL、总状毛霉（Mucorracemosus）1.0×10²~5.0×10⁴cfu/mL、米曲霉（Aspergillus oryzae）1.0×10³~5.0×10⁴cfu/mL、木霉（Trichoderma spp.）1.0×10³~5.0×10⁵cfu/mL、黑曲霉（Aspergillus niger）1.0×10³~5.0×10⁵cfu/mL。

实施例1果蔬废弃物的发酵

地点：北京市昌平区天润园废弃物处理车间；

发酵材料：草莓叶、豆角秧、黄瓜秧、茄子秧、番茄秧、白菜叶等以及上述废弃物携带的育苗草炭。

发酵设施：长×宽×高=54m×7m×4m的发酵车间一座，发酵车间配备用于通风的高压曝气风机，要求风量≥500m³/h、风压≥295mmbar，高压风机的启停可采用电磁阀和继电器控制。车间内设置有长×宽×高=45m×2.0m×1.8m的发酵槽一条。发酵槽底部设置有与高压风机相连的曝气管道。发酵槽的进料端设有粉碎机用于将进料前的物料进行粉碎，发酵槽的出料端设有出料仓用于将发酵后的物料进行直接装包。发酵槽内还设置有用于翻堆的链板式翻堆机。发酵车间的日处理量为20m³。

发酵过程如下：

将用于发酵的果蔬废弃物集中到发酵车间，通过粉碎机粉碎至1-3cm的粒度，发酵物料的起始含水率为65%左右，碳氮比为30∶1左右，由发酵槽进料端进料，然后按照相对于鲜重0.3%的重量比添加复合微生物菌剂。入槽后的物料通过链板式翻堆机每天翻堆一次，翻堆能使物料混合均匀，并使物料向出料端移动3米。

发酵过程中通过高压风机向堆体通风曝气，每隔四小时通风半小时，风量约为530m³/h、风压约为350mmbar。发酵过程中，控制发酵物料的温度不超过65℃。发酵周期为15天，发酵过程结束后，发酵物料移至发酵槽的出料端，通过出料仓出料包装，可用作蔬菜种植的有机基肥。

发酵效果：

发酵物料在第2天堆体温度上升到50℃，整个发酵过程中的最高温度为63℃，并且在50℃以上的高温期保持了8天，达到了无害化标准的要求。物料堆肥经过15天发酵后，物料含水率约为34.58%，pH值约为8.5，有机碳含量约为52.7%，全氮含量约为1.5%，全磷含量约为0.37%（P₂O₅），全钾含量约为1.7%（K₂O），经腐熟度测验，其产品发芽指数（千秋三号黄瓜种子）为83.2%，已达到了腐熟。

实施例2果蔬废弃物和其它农林废弃物共发酵

实施地点：北京市延庆县常家营村废弃物处理站进行；

实施材料：果蔬废弃物包括番茄秧、白菜叶和辣椒秧，添加重量比为20%的玉米秸秆作为辅料。

发酵设施：发酵槽的长度为60m，其余同实施例1。

发酵过程如下：

将番茄秧、白菜叶、辣椒秧、玉米秸秆粉碎至粒度为1-3cm后由进料端送入发酵槽，按照相对于鲜重0.2%的重量比添加复合菌剂，发酵物料的起始含水率约为60%，碳氮比为20∶1左右。堆肥发酵过程中，每天使用链板式翻堆机翻堆一次，并使物料向出料端移动3米。

发酵过程中通过高压风机向堆体通风曝气，每隔四小时通风半小时，风量约为600m³/h、风压约为350mmbar。发酵过程中，控制发酵物料的温度不超过65℃。发酵周期为20天，发酵过程结束后，发酵物料移至发酵槽的出料端，通过出料仓出料包装，可用作蔬菜种植基肥。

发酵效果：

发酵物料在第2天堆体温度上升到50℃，整个发酵过程中的最高温度为65℃，并且在50℃以上的高温期保持了10天，达到了无害化标准的要求。物料堆肥经过20天发酵后，物料含水率约为30.43%，pH值约为8.5，有机碳含量约为48.50%，全氮含量约为1.76%，全磷含量约为0.43%（P₂O₅），全钾含量约为1.95%（K₂O），经腐熟度测验，其产品发芽指数（千秋三号黄瓜种子）为85.0%，已达到了腐熟。

实验例黄瓜育苗实验

实验地点：中国农业大学资源与环境学院实验室；

黄瓜品种：千秋三号，采购自北京嘉禾千秋农业技术研究所。

将实施例所得发酵物作为栽培基质，再添加发酵物重量40%的草炭，混合均匀后装入50孔穴盘中，浇水湿润，将黄瓜种子浸泡6h后播种，再用少量蛭石覆盖。同时用同重量的纯草炭作为对照。

自播种第5天至第10天，每天记录实验组和对照组的出芽数，结果如表1所示。

表1发芽率对比表

发芽率	实施例1+草炭	实施例2+草炭	纯草炭（对照）
				第5天	72%	74%	52%
第10天	96%	97%	85%

播种起第26天测定黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶片长和宽、根长、地上部鲜重，结果如表2所示。

表2黄瓜幼苗生长情况对比表

由表1和2的结果可知，本发明发酵方法得到的发酵物可作为一种有效的栽培基质和有机肥，能够明显促进作物的生长。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种果蔬废弃物的处理方法，其特征在于，先将果蔬废弃物粉碎，然后按所述果蔬废弃物鲜重的0.1～0.5%接种复合微生物菌剂，混合均匀后堆肥发酵15～20天转变成有机肥料或栽培基质；

所述复合微生物菌剂按质量百分比包括60～80%的微生物菌剂VT、10～30%的木霉和5～20%%的黑曲霉。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述果蔬废弃物包括果蔬种植过程中产生的秧、藤、叶及加工过程中的尾料，发酵前将其粉碎至粒度为1～3cm。

3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，粉碎后的所述果蔬废弃物含水率控制为60～80wt%、碳氮比控制为20～30∶1。

4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述含水率和碳氮比通过添加农林废弃物来控制。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述农林废弃物选自畜禽粪便、秸秆、落叶中的一种或多种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的处理方法，其特征在于，所述堆肥发酵过程中采用间歇式通风曝气，每间隔2～5小时通风曝气0.1～1小时。

7.根据权利要求1-6任一项所述的处理方法，其特征在于，所述堆肥发酵期间，控制堆体温度不超过65℃；优选地，堆体温度在50℃以上的时间大于7天。

8.根据权利要求1-7任一项所述的处理方法，其特征在于，所述堆肥发酵过程于长度为40～80米的发酵槽中进行，每天翻堆一次。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述果蔬废弃物粉碎后由进料端进入所述发酵槽开始发酵，每次翻堆时采用链板式翻堆机将所述果蔬废弃物向发酵槽的出料端推进2～4米，发酵结束时到达所述发酵槽的出料端。

10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述发酵槽的出料端还设置有筛网孔径为5～20mm的筛分设备，发酵结束后将发酵物进行筛分，筛上物料返回再次进行发酵。

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