CN103553726B

CN103553726B - 餐厨垃圾制备液态有机肥料的方法

Info

Publication number: CN103553726B
Application number: CN201310545970.5A
Authority: CN
Inventors: 李楠
Original assignee: Middle Wound Hongyuan (beijing) Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Middle Wound Hongyuan (beijing) Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2033-11-06
Also published as: CN103553726A

Abstract

本发明公开了一种以餐厨垃圾为原料制备液态有机肥料的方法，包括以下步骤：（1）投料过程：将餐厨垃圾进行分类，分离混杂在其中的无机物与有机物；（2）发酵过程：有机物物料投入发酵仓体与少量锯末、菌群进行混合，经过发酵后被降解液化；（3）肥料调配过程：液化物通过输送导管，进入肥料调配箱配比为液态有机肥料。对餐厨垃圾的水分含量没有要求，有机物料无需进行干湿配比、油水分离直接进入发酵仓进行发酵反应，避免了油水分离步骤。发酵过程不需要进行供风供氧，无气体外排放。肥料调配过程中降解液化产物流向液体收集箱内，滤网上的杂质可以再次投入发酵仓体继续发酵。本发明实现了投资小、耗能低、周期短、垃圾就地资源化处理的目的。

Description

餐厨垃圾制备液态有机肥料的方法

技术领域

本发明涉及一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，特别是涉及一种以餐厨垃圾为原料制备液态有机肥料的方法。

背景技术

我国，乃至国际上传统的餐厨垃圾处理方法主要有水系统倾倒、焚烧、填埋、耗氧堆肥、厌氧发酵等。水系统倾倒对水体污染、破坏水中的生态平衡；焚烧由于餐厨垃圾含水量大，需要消耗大量的燃料与调节水份的辅料如：木材、活性炭、燃油等，其耗能大、投资大、粉尘对空气造成污染，虽然减量化明显但是不节能；填埋造成土壤污染，污染地下水提，寄生菌也会影响动植物生长；耗氧堆肥，占地面积大，污染空气，而且不能将餐厨垃圾直接降解成为腐殖酸，需要二次后熟；厌氧发酵虽然能够集中大规模处理但是处理过程中不是很高效很稳定。

对于餐厨垃圾的处理“无害化、减量化、稳定化、资源化”是我国的标准，以及世界处理的标准。将餐厨垃圾与厨余垃圾通过复合微生物菌群进行中温兼性耗氧发酵后制成液态肥，用于种植与土地利用是比较理想的处理方式。

由于餐厨垃圾内部含水量高达90%以上，外部含水率也高达90%以上，有机质含量高、含油量含量高、含盐分高、腐败速度高、不便于运输，必须对其进行稳定化、无害化就地处理。充分利用餐厨垃圾内部有机质的养份，以及从自然界提取的有益微生物菌复合成菌群对其进行微生物兼性耗氧发酵，将餐厨垃圾中的油脂、废液、盐分、辛辣元素、植物纤维、骨质素等进行稳定性降解，同时除去其散发出来的臭味，根据复合微生物菌群阶段性激活特点，将有机质中孳生的有害微生物进行生化消除，避免二次污染。经过中温兼性厌氧发酵可以将其降解成为液态的可被植物利用营养成份。

就目前有关餐厨垃圾制造有机肥料的方面专利文献报道的很多，但是就在处理上有以上几个特点：一、高温耗氧发酵，制造固体有机肥料；二、厌氧发酵、制造有机肥料；三、工艺复杂、运行成本高、占用人力资源多、占地面积大；三、为了有效杀死由于腐败而产生的病原微生物和寄生虫卵，同时PH值一般都会等于或者接近12，有的更是大于12，在碱性条件下容易造成氨气的挥发与损耗，使得人体在闻到此类气体时候造成身体不适。四、在碱性条件下虽然造成病原微生物与寄生虫卵的死亡，但同时也影响到发酵过程中有效降解菌群的死亡，造成成本增加，处理效果差，如果发酵不彻底，在制成肥料后施加土壤或植物，会产生二次发酵，容易造成植物死亡。五、仅发酵，筛分处理不是科学处理餐厨垃圾与厨余垃圾的目的，同时达不能达到国家要求的“无害化、减量化、稳定化、资源化”的要求。

在现有技术中，大多数采取的是耗氧高温发酵将餐厨垃圾就地化处理制成腐殖酸，其特点在与高温，需要调节餐厨垃圾与厨余垃圾的有机质中的水分，油脂含量，而且反应时间长，需要二次堆肥后熟。不节能，有机质在反应仓内反应后需要人工清理料仓，实现不了自动化，其供热都是采取的传统电加热，反应温度都在60℃以上而且需要保持12个小时以上。

发明内容

本发明目的在于提供一种以餐厨垃圾为原料制备液态有机肥料的方法。

本发明技术方案包括以下步骤：

（1）投料过程：将餐厨垃圾进行分类，分离混杂在其中的无机物与有机物；

（2）发酵过程：有机物物料投入发酵仓体与少量锯末、菌群进行混合，经过发酵后被降解液化；

（3）肥料调配过程：液化物通过输送导管，进入肥料调配箱配比为液态有机肥料。

步骤（1）所述投料过程，将餐厨垃圾按照有机物与无机物进行分类分离，比较硬的骨头进行破碎，有机质含量所占比例为80%以上，碳/氮质量比（C/N）25：1‐35：1。将不能处理的无机物和一些动物的硬骨头，如：牛、羊、猪骨头，进行剔除。

优选的，步骤（1）所述投料过程，进行分类的餐厨垃圾的含水量没有要求，不需要对原料添加或调配水分。优选的，步骤（1）所述投料过程，进行分类的餐厨垃圾的含水率普遍为90%‐100%的餐厨垃圾。

步骤（2）所述发酵过程，有机物在发酵仓体与少量锯末进行混合发酵。发酵仓运转按照预先设定好的运转模式起动运转，从混料、兼性厌氧菌群喷淋、水份调节、搅拌桨转速都可以自行运转。有机物与发酵仓中的少量锯末（微生物生长平台）进行混合，同时微生物菌群进行喷淋在有机物表面，混合物料在发酵仓内自动化调节控温以及搅拌设备的控制下反应。

物料经过10‐12小时发酵可以将有机质垃圾85%‐95%以上的成份进行降解，再经过12‐48小时发酵可以将餐厨垃圾的顽固纤维如：骨质素、植物粗纤维进行完全降解、完全液化。同时消化菌群可以将寄生在有机质内部的有害微生物与寄生虫卵给予酸性环境进行消灭，保证了无害化效果。反应条件为中温30‐40℃，在降解过程中，菌群发酵会产生热量，机体供热减少，可以保持在35‐40℃12个小时以上，降解环境pH值为6‐7。

优选的，步骤（2）所述有机物料无需进行干湿配比、油水分离直接进入发酵仓进行发酵反应。

优选的，步骤（2）所述发酵为采用兼性厌氧菌群的复合微生物菌群的厌氧发酵过程。兼性厌氧菌群反应过程中发酵产生的温度保证了机体内部稳定效果。

优选的，步骤（2）所述厌氧发酵过程不需要进行供风供氧，无需独立供风供氧设备。

优选的，步骤（2）所述发酵过程温度升至35‐40℃后，发酵仓与复合微生物群体温度保持在24个小时以上。

优选的，步骤（2）所述发酵过程，通过微生物菌群分解餐厨垃圾，菌群与餐厨垃圾混合后其反应温度在30min从初始室内平均温度提升到40℃，温度稳定在40℃在稳定10小时以上，在前期12个小时内降解率可以达到95%，48小时内餐厨垃圾全部降解完毕，无任何有机质残留。

步骤（3）所述肥料调配过程，物料经过步骤（2）降解，餐厨垃圾中有机物、油脂等全部液化，液体可以通过收集管自动流向肥料调配箱内。液体通过发酵仓内部的液体倒流孔，汇集进入液体收集管，通过滤网，流入收集箱内。集中收集后的降解液体产物其含水率为100%，通过调节混料补充尿素、磷酸二铵和硫酸钾制成液体有机肥。

优选的，步骤（3）所述肥料调配过程中降解液化的产物为液体，液体可以通过收集管自动流向液体收集箱内，滤网上的杂质可以再次投入发酵仓体继续发酵。

优选的，步骤（3）所述肥料调配过程可通过直接通过按比例配好的粉状微量元素调节，按照降解产物与水体1:1的比例稀释进行调配，达到制成液态有机肥的标准。

采取本发明的生产出来的有机肥料重金属含量低于《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284‐84），比较表如下：

重金属

Cu(mg/kg)

As(mg/kg)

Zn(mg/kg)

Cd(mg/kg)

Cr(mg/kg)

Pb(mg/kg)

Hg(mg/kg)

本法

1.91

ND

国标

1500

75

1000

20

1000

15

（注：ND：为未检出）

本发明以餐厨垃圾中有机质为主要原料，利用微生物菌剂采用中温兼性厌氧的原理，通过自动温度检测，搅拌设备，在发酵仓中，培养繁殖兼性厌氧微生物菌剂，使得餐厨垃圾有机质在中温兼性厌氧条件下，分解、硝化、除臭、生化灭菌、达到无害化、处理物稳定化、资源化的要求。后续肥料生产过程根据土壤特征、农作物的营养特性和栽培技术特性增加其他腐殖酸、各种微量元素，做出具有针对性的有机液体肥料。有肥料的指标按照质量（kg）含量计算可分为N+P₂O₅+K₂O≥4%；有机质≥35%、腐殖酸≥10%，PH7‐7.5，并可以根据实际量进行调节，如采取4%≤N+P₂O₅+K₂O≤9%，35%≤有机质≤45%，10%≤腐殖酸≤20%，PH7‐7.5。

本发明技术方案对餐厨投料的水分含量没有要求，有机物料无需进行干湿配比、油水分离直接进入发酵仓进行发酵反应，因此避免了油水分离步骤。厌氧发酵过程不需要进行供风供氧，没有气体外排放，保证了操作环境的舒适化。餐厨垃圾在48小时内餐厨垃圾全部降解完毕，无任何有机质残留。肥料调配过程中，降解液化的产物通过收集管自动流向液体收集箱内，滤网上的杂质可以再次投入发酵仓体继续发酵，避免二次污染。后续肥料生产过程根据土壤特征、农作物的营养特性和栽培技术特性增加其他腐殖酸、各种微量元素，做出具有针对性的有机液体肥料。本发明避免了环境污染、地沟油处理等问题，实现了投资小、耗能低、周期短、垃圾就地资源化处理的目的。

附图说明

图1本发明的流程示意图。

具体实施案例

下面结合附图进一步说明本发明的技术作方案。

实施例1

实验地点学校食堂（食物构成主要由：淀粉类食物和蔬菜类食物为主）

（1）投料过程；将餐厨垃圾进行分类，分离混杂在其中的无机物与有机物；

对餐厨垃圾的含水量没有要求，不需要对原料添加或调配水分。餐厨垃圾中含有很多的无机物杂质和大棒骨、贝壳等。要将无机杂质如筷子、塑料包装、瓷器、饮料盖、玻璃等分离，油脂水份保留，此时含水率是在100%，碳/氮质量比（C/N）25：1‐35：1，有机质含量80%‐95%。

经过步骤（1）集中后的有机物物料投入发酵仓体与少量锯末进行混合后，起动反应料仓运转进行发酵降解。所述发酵为采用兼性厌氧菌群的复合微生物菌群的厌氧发酵过程。兼性厌氧菌群反应过程中发酵产生的温度保证了机体内部稳定效果。发酵仓运转按照预先设定好的运转模式起动运转，从混料、兼性厌氧菌群喷淋、水份调节、搅拌桨转速都可以自行运转。

预先设定好的温度40℃进行升温，同时按照设定每半小时喷淋5s钟的菌液喷洒量喷淋菌液，搅拌桨在刚启动时候连续搅5min，后每半小时搅拌1min，大概在启动设备半小时后温度升到40℃，此时反应仓体仓盖关闭，无需供氧，机体每4小时供水喷淋2min。

通过兼性厌氧发酵后，有机质被液化；在反应过程的前12小时，淀粉类，蛋白类，细纤维，胶原性物质，盐分，辣椒素等易降解物质进行液化水解，同时pH值产生4‐8的自动调节，在酸性条件下，骨质素，粗纤维等难分解物质进行腐蚀和松化，便于后期的12小时消化，寄生在有机物中的寄生菌以及虫卵会不适应酸性环境与氧气不足的生存条件被复合菌群消灭成为代谢产物。在后期的12小时复合菌群会腐蚀继续降解结构复杂的有机质直至全部水解液化。

物料经过步骤（2）降解，餐厨垃圾中有机物、油脂等全部液化，液体可以通过收集管自动流向肥料调配箱内。液体通过发酵仓内部的液体倒流孔，汇集进入液体收集管，通过滤网，流入收集箱内。集中收集后的降解液体产物其含水率为100%，通过调节混料补充尿素、磷酸二铵和硫酸钾制成液态有机肥。

实施例2：

实验地点机关食堂（主要以淀粉类、蔬菜类、辛辣食物为主）

餐厨垃圾含水率为饱和90%‐100%，其中含有很多的无机物杂质等。要将无机杂质如筷子、塑料包装、瓷器、饮料盖、玻璃等分离，油脂水份保留，此时含水率还是在100%，辛辣食物含有量为40%，如：辣椒、花椒、洋葱等。碳/氮质量比（C/N）25：1‐35：1，有机质含量80%‐95%。

物料经过步骤（1）有机物物料无需进行干湿配比、油水分离直接与料仓中的少量锯末（微生物生长平台）进行混合，起动反应料仓运转进行发酵降解。所述发酵为采用中温兼性厌氧菌群的复合微生物菌群的厌氧发酵过程。微生物菌群进行喷淋在有机物表面，混合物料在发酵仓内自动化调节控温以及搅拌设备的控制下反应，不需要进行供风供氧。

预先设定反应物温度提升到30‐40℃，温度保持在此温度段，不再提升。此时兼性厌氧菌群被激活，阶段逐级起动，对有机质垃圾进行降解。兼性厌氧菌群喷洒在属于间歇性的，每半个小时喷洒1‐5s，同时搅拌桨每半个小时转动1‐5min，机体内部的供水装置每1‐4小时喷淋1‐5min进行仓体内部冲洗。

（3）肥料调配过程：液化物通过输送导管，进入肥料调配箱配比为液体有机肥。

物料经过步骤（2）降解，餐厨垃圾中有机物、油脂等全部液化，液体可以通过收集管自动流向肥料调配箱内。液体通过发酵仓内部的液体倒流孔，汇集进入液体收集管，通过滤网，流入收集箱内。滤网上的杂质可以再次投入发酵仓体继续发酵。集中收集后的降解液体产物其含水率为100%，直接通过按比例配好的粉状微量元素调节，按照降解产物与水体1:1的比例稀释进行调配有肥料的指标按照质量（kg）含量计算可分为N+P₂O₅+K₂O≥4%；有机质≥35%、腐殖酸≥10%，PH7‐7.5。

实施例3：

实验地点海鲜酒楼（主要以海鲜类、甲壳类、鱼骨类为主）

对餐厨垃圾的含水量没有要求，不需要对原料添加或调配水分。餐厨垃圾含水率为饱和100%，其中含有很多的无机物杂质和大棒骨、贝壳等。要将无机杂质如筷子、塑料包装、瓷器、饮料盖、玻璃等分离油脂水份保留，此时含水率还是在100%，碳/氮质量比（C/N）25：1‐35：1，有机质含量80%‐95%。

经过步骤（1）集中后的有机物物料投入发酵仓体与少量锯末进行混合后，起动反应料仓运转进行发酵降解。发酵仓运转按照预先设定好的运转模式起动运转，从混料、兼性厌氧菌群喷淋、水份调节、搅拌桨转速都可以自行运转。有机物与发酵仓中的少量锯末（微生物生长平台）进行混合，同时微生物菌群进行喷淋在有机物表面，混合物料在发酵仓内自动化调节控温以及搅拌设备的控制下反应，不需要进行供风供氧。所述发酵为采用兼性厌氧菌群的复合微生物菌群的厌氧发酵过程，温度升至35‐40℃后，发酵仓与复合微生物群体温度保持在24个小时以上。

预先设定好的温度40℃进行升温加入，同时按照设定每半小时喷淋5s‐10s的菌液喷洒量喷淋菌液，搅拌桨在刚启动时候连续搅5‐10min，后每半小时搅拌1‐3min，大概在启动设备半小时后温度升职40℃，此时反应仓体仓盖关闭，无需供氧，机体每4小时供水喷淋2‐6min。所述发酵过程温度升至35‐40℃后，发酵仓与复合微生物群体温度保持在24个小时以上。

物料经过步骤（2）降解，餐厨垃圾中有机物、油脂等全部液化，液体可以通过收集管自动流向肥料调配箱内。液体通过发酵仓内部的液体倒流孔，汇集进入液体收集管，通过滤网，流入收集箱内。滤网上的杂质可以再次投入发酵仓体继续发酵。集中收集后的降解液体产物其含水率为100%，直接通过按比例配好的粉状微量元素调节，按照降解产物与水体1:1的比例稀释进行调配有肥料的指标按照质量（kg）含量计算可分为4%≤N+P₂O₅+K₂O≤9%，35%≤有机质≤45%，10%≤腐殖酸≤20%，PH7‐7.5。

实施例4：

对餐厨垃圾的含水量没有要求，不需要对原料添加或调配水分。餐厨垃圾含水率为饱和90‐100%，其中含有很多的无机物杂质和大棒骨、贝壳等。要将无机杂质如筷子、塑料包装、瓷器、饮料盖、玻璃等分离，油脂水份保留，此时含水率还是在100%，碳/氮质量比（C/N）25：1‐35：1，有机质含量80%‐95%。

经过步骤（1）集中后的有机物物料投入发酵仓体与少量锯末进行混合后，起动反应料仓运转进行发酵降解。发酵仓运转按照预先设定好的运转模式起动运转，从混料、兼性厌氧菌群喷淋、水份调节、搅拌桨转速都可以自行运转。有机物与发酵仓中的少量锯末（微生物生长平台）进行混合，同时微生物菌群进行喷淋在有机物表面，混合物料在发酵仓内自动化调节控温以及搅拌设备的控制下反应，不需要进行供风供氧。所述发酵过程，通过微生物菌群分解餐厨垃圾，菌群与餐厨垃圾混合后其反应温度在30min从初始室内平均温度提升到40℃，温度稳定在40℃在稳定10小时以上，在前期12个小时内降解率可以达到95%。

按照预先设定好的温度40℃进行升温加入，同时按照设定20分钟喷淋5s‐10s钟的菌液喷洒量喷淋菌液，搅拌桨在刚启动时候连续搅20‐30min，后每半小时搅拌5‐10min，在启动设备半小时后温度升至40℃，机体每30分钟供水喷淋2‐6min。

在反应过程的前12小时，淀粉类，蛋白类，细纤维了，胶原性物质，盐分，辣椒素等易降解物质进行液化水解，同时pH值产生4‐8的自动调节，在酸性条件下，骨质素，粗纤维等难分解物质进行腐蚀和松化，便于后期的12小时消化，寄生在有机物中的寄生菌以及虫卵会不适应酸性环境与氧气不足的生存条件被复合菌群消灭成为代谢产物。在后期的12小时复合菌群会腐蚀继续降解结构复杂的有机质直至全部水解液化，48小时内餐厨垃圾全部降解完毕，无任何有机质残留。

物料经过步骤（2）降解，餐厨垃圾中有机物、油脂等全部液化，液体可以通过收集管自动流向肥料调配箱内。液体通过发酵仓内部的液体倒流孔，汇集进入液体收集管，通过滤网，流入收集箱内。集中收集后的降解液体产物其含水率为100%，直接通过按比例配好的粉状微量元素调节，按照降解产物与水体1:1的比例稀释进行调配有肥料的指标按照质量（kg）含量计算可分为4%≤N+P₂O₅+K₂O≤9%，35%≤有机质≤45%，10%≤腐殖酸≤20%，PH7‐7.5。

以上实施例实验地点不同，餐饮结构不同，采取相同的步骤和方法均能够达到理想的处理效果，并未以此限制发明实施的范围。

Claims

1.一种以餐厨垃圾为原料制备液态有机肥料的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)投料过程：将餐厨垃圾进行分类，分离混杂在其中的无机物与有机物；

(2)发酵过程：有机物物料投入发酵仓体与少量锯末、菌群进行混合，经过发酵后被降解液化；

(3)肥料调配过程：液化物通过输送导管，进入肥料调配箱配比为液态有机肥料，

其中，所述步骤(1)投料过程，进行分类的餐厨垃圾的含水量没有要求，不需要对原料添加或调配水分；

所述步骤(2)发酵过程采用兼性厌氧菌群的复合微生物菌群的厌氧发酵过程。

2.如权利要求1所述的制备液态有机肥料的方法，其特征在于，所述步骤(2)发酵过程有机物料无需进行干湿配比、油水分离直接进入发酵仓进行发酵反应。

3.如权利要求1所述的制备液态有机肥料的方法，其特征在于，所述步骤(2)发酵过程不需要进行供风供氧，无需独立供风供氧设备。

4.如权利要求1所述的制备液态有机肥料的方法，其特征在于，所述步骤(2)发酵过程温度升至35‐40℃后，发酵仓与复合微生物群体温度保持在24个小时以上。

5.如权利要求1所述的制备液态有机肥料的方法，其特征在于，所述步骤(2)发酵过程通过微生物菌群分解餐厨垃圾，菌群与餐厨垃圾混合后其反应温度在30min从初始室内平均温度提升到40℃，温度稳定在40℃保持10小时以上，在前期12个小时内降解率可以达到95％，48小时内餐厨垃圾全部降解完毕，无任何有机质残留。

6.如权利要求1所述的制备液态有机肥料的方法，其特征在于，所述步骤(3)肥料调配过程中降解液化的产物为液体，液体通过收集管自动流向液体收集箱内，滤网上的杂质再次投入发酵仓体继续发酵。

7.如权利要求1所述的制备液态有机肥料的方法，其特征在于，所述步骤(3)肥料调配过程通过直接通过按比例配好的粉状微量元素调节，按照降解产物与水体1:1的比例稀释进行调配，达到制成液态有机肥的标准。