CN104370582B - 一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机垃圾处理方法,具体涉及一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法,属于环保领域。本发明提供一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法,具体步骤包括：前处理、酶解、菌群分解和暴晒处理。该方法对有机垃圾的处理效率高效,处理成本低,堆肥质量优于现有技术,因此非常适合城市生活垃圾的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机垃圾处理方法,具体涉及一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法,属于环保领域。
背景技术
填埋和焚烧是常规的垃圾处理方法。但由于垃圾填埋不仅占地大、选址难、难以回收其中的有用资源，而且填埋过程中的渗滤液、恶臭和填埋气更会对周围环境造成危害垃圾。焚烧虽可最大程度地实现减量化和无害化，但由于初期投资和运行成本过高、焚烧尾气的二次污染，且其对原料热值和含水率有较高要求，因此也不宜用于处理有机垃圾和一般垃圾相比，有机垃圾具有热值小、易腐烂、有机质含量高，以及N、P、K和其他微量元素含量丰富等特点。针对有机垃圾产量每年以8～10 %的速度递增的现状，在传统的厌氧堆肥基础上，国内外已开发了各类好氧堆肥、厌氧发酵、综合利用等工艺，不断消纳着大量有机垃圾并使其资源化，实现自然界物质和能量的良性循环。
有机垃圾的好氧堆肥因其快速高效、安全无臭等特点，正成为堆肥技术的发展方向，好氧堆肥技术可以分为静态、半静态和动态堆肥三种。静态堆肥设施投资成本很低，但供氧不均匀，物料结块比较严重，容易产生厌氧微环境，微生物难以迅速均匀地繁衍，发酵周期长，堆肥质量差。与静态堆肥比，半静态和动态堆肥的效果要好得多。动态堆肥把物料充分翻拌和粉碎，使氧气可以充分均匀地分布，微生物繁殖速度加快，垃圾降解速度和效果明显优于静态堆肥。此外，动态堆肥占地面积远远小于静态堆肥，更适合经济比较发达，土地缺乏的城市。
现实实践中，有机垃圾的好氧堆肥技术仍然存在诸多问题,其中一个重要的问题就是垃圾堆肥质量较差。造成其肥效较差的问题,一方面是垃圾堆肥重金属含量高, 混合肥料中的微量金属的含量大大高于土壤中的金属含量，尤其是肥料中的Cu，Zn和Pb，混合肥料应用于土壤中将导致土壤中微量金属含量的积累，应用过量将损害作物生长，并通过食物链进入人群,另一方面垃圾堆肥有机质含量低、臭味大,这主要是由于菌群对垃圾的分解不彻底造成的。
而生产化应用中工艺条件、高效微生物菌剂和堆肥机理等的深入探讨，以及如何在好氧堆肥过程中利用家蝇、蚯蚓等生态链也将是新的研究内容。
发明内容
为了克服现有技术中城市生活垃圾好氧堆肥时对于有害物质清除不彻底,堆肥质量差的现有技术不足,本发明提供一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法,该方法对有机垃圾的处理效率高效,处理成本低,堆肥质量优于现有技术,因此非常适合城市生活垃圾的处理。
本发明所述技术目的通过以下技术方案实现：
一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其包括如下步骤：
1） 前处理: 将有机垃圾堆成高度为40-50cm的垃圾堆，置于自然环境中风化30-40天，期间翻堆处理2-3次；使用垃圾粉碎机将风化后垃圾粉碎成长宽高均不超过5cm的垃圾碎片；按照垃圾碎片与自来水的重量比为1：3-5的比例混合，使用稀硫酸调节混合液的pH为3-5，自然条件静置24小时；静置完成后将混合液排出，得到前处理垃圾；
2） 酶解：按照前处理垃圾与水的重量比为1：2混合，向其中加入粒径不大于5cm的秸秆或木屑碎片，加入比例为10%，然后加入3%-6%的纤维素酶和5%-10%的果胶酶，搅拌均匀后静置6-8小时；
3） 菌群分解：调节混合液的pH为5-6，向混合液中加入混合液重量比为2.5%的混合菌液，其中混合菌液包括10%的枯草芽孢杆菌，5%的酵母菌，3%的乳酸杆菌，10%的硝化细菌和5%黑曲霉菌，将混合池使用塑料薄膜覆盖并通入空气，维持混合物料的温度为32-38℃进行好养发酵，发酵时间为6-8天；
4） 暴晒处理：将发酵完成的混合物料自然条件下暴晒使混合物料的含水为6-8%，得垃圾好氧堆肥。
上述所述的堆肥方法中，所述的前处理步骤可以有效去除掉垃圾中的重金属离子，提高后期堆肥的质量。其中，垃圾碎片与自来水的重量比为1：4，且混合液的pH为3.5时，重金属离子的去除率更好。前处理步骤中风化会增加有机垃圾的脆性，可以使垃圾更容易粉碎。
上述所述的堆肥方法，所述步骤2）中，所述纤维素酶与果胶酶的重量比为1：1.5，更优选纤维素酶的添加量为5%，果胶酶的添加量为7.5%，其对于物料分解效果最好。
所述步骤3）中的菌群分解中所使用的菌种均为常见菌种，其培养和活化方法均可采用现有技术所公开的工艺或配方进行，其对于本领域技术人员而言是容易获得的。
本发明与现有技术相比，取得了如下技术效果：
（1）本发明的好氧堆肥方法采用酶解、生物处理等多种处理手段进行处理，其对于有机垃圾的处理更为彻底，而且所得到的堆肥中重金属含量更低，从而使得堆肥更为环保。
（2）本发明的好氧堆肥方法摈弃了传统自然腐化的方式进行堆肥，而采取多种微生物进行好氧发酵，从而使得堆肥过程中的反应温度大大降低，大大降低了肥效尤其是氮元素的流失。
（3）本发明相对于现有技术而言，大大节约了人力成本，而且获得的产品的肥效显著提高，具有明显的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法
一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其包括如下步骤：
1） 前处理: 将有机垃圾堆成高度为40cm的垃圾堆，置于自然环境中风化30天，期间翻堆处理2次；使用垃圾粉碎机将风化后垃圾粉碎成长宽高均不超过5cm的垃圾碎片；按照垃圾碎片与自来水的重量比为1：3的比例混合，使用稀硫酸调节混合液的pH为3，自然条件静置24小时；静置完成后将混合液排出，得到前处理垃圾；
2） 酶解：按照前处理垃圾与水的重量比为1：2混合，向其中加入粒径不大于5cm的秸秆或木屑碎片，加入比例为10%，然后加入3%的纤维素酶和5%的果胶酶，搅拌均匀后静置6小时；
3） 菌群分解：调节混合液的pH为5，向混合液中加入混合液重量比为2.5%的混合菌液，其中混合菌液包括10%的枯草芽孢杆菌，5%的酵母菌，3%的乳酸杆菌，10%的硝化细菌和5%黑曲霉菌，将混合池使用塑料薄膜覆盖并通入空气，维持混合物料的温度为32℃进行好养发酵，发酵时间为6天；
4） 暴晒处理：将发酵完成的混合物料自然条件下暴晒使其垃圾碎片的含水为6%，得垃圾好氧堆肥。
实施例2一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法
一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其包括如下步骤：
1） 前处理: 将有机垃圾堆成高度为45cm的垃圾堆，置于自然环境中风化35天，期间翻堆处理3次；使用垃圾粉碎机将风化后垃圾粉碎成长宽高均不超过5cm的垃圾碎片；按照垃圾碎片与自来水的重量比为1：4的比例混合，使用稀硫酸调节混合液的pH为4，自然条件静置24小时；静置完成后将混合液排出，得到前处理垃圾；
2） 酶解：按照前处理垃圾与水的重量比为1：2混合，向其中加入粒径不大于5cm的秸秆或木屑碎片，加入比例为10%，然后加入5%的纤维素酶和7.5%的果胶酶，搅拌均匀后静置8小时；
3） 菌群分解：调节混合液的pH为6，向混合液中加入混合液重量比为2.5%的混合菌液，其中混合菌液包括10%的枯草芽孢杆菌，5%的酵母菌，3%的乳酸杆菌，10%的硝化细菌和5%黑曲霉菌，将混合池使用塑料薄膜覆盖并通入空气，维持混合物料的温度为35℃进行好养发酵，发酵时间为8天；
4） 暴晒处理：将发酵完成的混合物料自然条件下暴晒使其垃圾碎片的含水为6%，得垃圾好氧堆肥。
实施例3一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法
一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其包括如下步骤：
1） 前处理: 将有机垃圾堆成高度为50cm的垃圾堆，置于自然环境中风化30天，期间翻堆处理3次；使用垃圾粉碎机将风化后垃圾粉碎成长宽高均不超过5cm的垃圾碎片；按照垃圾碎片与自来水的重量比为1： 5的比例混合，使用稀硫酸调节混合液的pH为5，自然条件静置24小时；静置完成后将混合液排出，得到前处理垃圾；
2） 酶解：按照前处理垃圾与水的重量比为1：2混合，向其中加入粒径不大于5cm的秸秆或木屑碎片，加入比例为10%，然后加入3%-6%的纤维素酶和5%-10%的果胶酶，搅拌均匀后静置8小时；
3） 菌群分解：调节混合液的pH为5，向混合液中加入混合液重量比为2.5%的混合菌液，其中混合菌液包括10%的枯草芽孢杆菌，5%的酵母菌，3%的乳酸杆菌，10%的硝化细菌和5%黑曲霉菌，将混合池使用塑料薄膜覆盖并通入空气，维持混合物料的温度为38℃进行好养发酵，发酵时间为8天；
4） 暴晒处理：将发酵完成的混合物料自然条件下暴晒使其垃圾碎片的含水为8%，得垃圾好氧堆肥。
实施例4一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法
一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其包括如下步骤：
1） 前处理: 将有机垃圾堆成高度为40cm的垃圾堆，置于自然环境中风化30-40天，期间翻堆处理2次；使用垃圾粉碎机将风化后垃圾粉碎成长宽高均不超过5cm的垃圾碎片；按照垃圾碎片与自来水的重量比为1：4.5的比例混合，使用稀硫酸调节混合液的pH为4，自然条件静置24小时；静置完成后将混合液排出，得到前处理垃圾；
2） 酶解：按照前处理垃圾与水的重量比为1：2混合，向其中加入粒径不大于5cm的秸秆或木屑碎片，加入比例为10%，然后加入3%-6%的纤维素酶和5%-10%的果胶酶，搅拌均匀后静置7小时；
3） 菌群分解：调节混合液的pH为5.5，向混合液中加入混合液重量比为2.5%的混合菌液，其中混合菌液包括10%的枯草芽孢杆菌，5%的酵母菌，3%的乳酸杆菌，10%的硝化细菌和5%黑曲霉菌，将混合池使用塑料薄膜覆盖并通入空气，维持混合物料的温度为32-38℃进行好养发酵，发酵时间为7天；
4） 暴晒处理：将发酵完成的混合物料自然条件下暴晒使其垃圾碎片的含水为8%，得垃圾好氧堆肥。
参比实施例 1 中国专利申请CN 102206105 A实施例1
餐厨垃圾堆肥处理方法，包括以下步骤：①预处理: 将餐厨垃圾中的无机物剔除；②添加辅料：在上述餐厨垃圾中加入体积比为20% 的木屑、体积比为8% 的动物排泄物；③粉碎：将经步骤②处理的餐厨垃圾粉碎至粒径为5mm 以下的颗粒，同时控制这些颗粒的含水率为50-60% ；④堆肥：将经过步骤③处理的餐厨垃圾自然堆放，堆高控制为1-1.2m，在3-5 天内，当该垃圾堆温度上升至75℃以上并不再升高时进行翻堆处理，再在下一个3-5 天内，当温度不再升高时再进行翻堆处理，如此循环操作，期间保持该垃圾堆每次翻堆后的最高温度在70℃以上，直至该温度无法维持为止；翻堆时以层为单位进行翻堆，每层的厚度控制为5cm。
参比实施例2 中国专利申请CN102319719A具体实施方式中技术方案
对可腐有机垃圾进行破碎混匀预处理，破碎粒径在12~60 mm 之间，用农村生物质废弃物和畜禽粪便调节初始物料的含水率至40% ~ 50%、碳氮比至20 ~ 30，同时接种腐熟稳定的堆肥，然后进行好氧静态堆肥处理，待可腐有机垃圾腐熟稳定后进行筛分，筛下物作为有机肥料或土壤改良剂利用，筛上物并入其它垃圾；可腐有机垃圾腐熟稳定指标参见农业行业标准NY525-2002 ；
实施例 5 本发明有机垃圾无臭好氧堆肥方法肥效测定
分别使用本发明实施例1-实施例4所述技术方案和参比实施例1和参比实施例所述技术方案处理同一批城市垃圾，处理完成后测定堆肥的重金属含量以及氮磷钾含量。其中，重金属含量测定采用硫化钠—丙三醇法，有机质(OM)含量的测定采用K2Cr207容量法；有效磷(AP)含量的测定采用Olsen法；全氮(TN)含量的测定采用半微量凯氏定氮法；全磷(TP)含量的测定采用钼锑抗比色法。
表 1本发明有机垃圾无臭好氧堆肥方法肥效测定
| 取样时间 | 重金属（mg/kg） | TN（g/kg） | TP（g/kg） | OM（g/kg） | AP（mg/kg） |
| 实施例1 | 15.14±2.14*# | 1.35±0.24*# | 0.48±0.15*# | 38.24±6.34 | 18.78±2.36*# |
| 实施例2 | 8.25±1.96**## | 1.66±0.21**## | 0.60±0.13**## | 54.65±5.34*# | 25.03±1.98**## |
| 实施例3 | 14.26±3.14*# | 1.52±0.23*# | 0.44±0.16*# | 36.24±7.68 | 21.34±3.67*# |
| 实施例4 | 12.63±2.59*# | 1.46±0.28*# | 0.42±0.15*# | 37.25±6.58 | 19.65±2.69*# |
| 参比实施例1 | 95.18±8.26 | 1.07±0.31 | 0.25±0.11 | 35.67±6.69 | 13.24±3.21 |
| 参比实施例2 | 114.25±12.04 | 0.85±0.34 | 0.17±0.09 | 32.24±8.73 | 17.68±3.16 |
与参比实施例1相比，*P＜0.05，**P＜0.01；与参比实施例2相比，#P＜0.05，##P＜0.01；
由上表可以看出，采用本发明实施例所有机垃圾无臭好氧堆肥方法（实施例1-实施例4）所获得堆肥的肥效相对于参比实施例1和参比实施例2的肥效显著提高，这表明本发明有机垃圾无臭好氧堆肥方法对有机垃圾的分解彻底，获得的肥料的肥效更好，其中实施例2所对应的方法的肥效最好。同时，采用本发明实施例所有机垃圾无臭好氧堆肥方法获得肥料的重金属含量更小，说明本发明所述的方法在清除重金属离子方面更为优异，实施例2所对应的方法重金属含量最小，因此，实施例2为本发明的最佳实施例。
Claims (4)
1.一种有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其包括如下步骤：
前处理: 将有机垃圾堆成高度为40-50cm的垃圾堆，置于自然环境中风化30-40天，期间翻堆处理2-3次；使用垃圾粉碎机将风化后垃圾粉碎成长宽高均不超过5cm的垃圾碎片；按照垃圾碎片与自来水的重量比为1：3-5的比例混合，使用稀硫酸调节混合液的pH为3-4，自然条件静置24小时；静置完成后将混合液排出，得到前处理垃圾；
酶解：按照前处理垃圾与水的重量比为1：2混合，向其中加入粒径不大于5cm的秸秆或木屑碎片，加入比例为10%，然后加入3%-6%的纤维素酶和5%-10%的果胶酶，搅拌均匀后静置6-8小时；
菌群分解：调节混合液的pH为5-6，向混合液中加入混合液重量比为2.5%的混合菌液，其中混合菌液包括10%的枯草芽孢杆菌，5%的酵母菌，3%的乳酸杆菌，10%的硝化细菌和5%黑曲霉菌，将混合池使用塑料薄膜覆盖并通入空气，维持混合物料的温度为32-38℃进行好养发酵，发酵时间为6-8天；
暴晒处理：将发酵完成的混合物料自然条件下暴晒使混合物料的含水为6-8%，得垃圾好氧堆肥。
2.如权利要求1所述的有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其特征在于，所述步骤1）中垃圾碎片与自来水的重量比为1：4，混合后调节混合液的pH为3.5。
3. 如权利要求1所述的有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其特征在于，所述步骤2）所述纤维素酶与果胶酶的重量比为1：1.5。
4. 如权利要求3所述的有机垃圾无臭好氧堆肥方法，其特征在于，所述步骤2）中纤维素酶的添加量为5%，果胶酶的添加量为7.5%。
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