CN105080940A - 一种厨余垃圾的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种厨余垃圾处理方法，具体包括如下步骤：将厨余垃圾进行分选，去除金属制品、塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品；将分选后的厨余垃圾粉碎成浆体，添加有益菌进行初次发酵，后保温进行二次发酵；二次发酵结束后，向浆体中接种黑水虻幼虫进行繁殖，收集黑水虻和粪便。该方法克服了传统填埋、焚烧、堆肥处理方法易产生二次污染、步骤繁琐的缺陷，具有不产生二次污染、不用脱水脱油、可得到价值高的终端产品的优点。进一步地，通过优选初次发酵的温度选为50℃～80℃，二次发酵的温度为30℃～40℃，保证两次发酵总时不超过10小时，处理周期大大缩短。实际处理时，日处理的垃圾总量可高达100吨以上，厨余垃圾能够得到及时有效的处理。

Description

一种厨余垃圾的处理方法

技术领域

本发明涉及废物处理与资源化领域，具体而言，涉及一种厨余垃圾的处理方法。

背景技术

厨余垃圾泛指饭店、宾馆等餐饮业，以及企事业单位、大专院校等公共食堂的食物下料和食物残余，它具有含水率高、有机质含量高、油脂及含盐量高和易腐败等特点。随着城市经济高速增长，城市规模的迅速扩大，厨余垃圾与日俱增。我国每天厨余垃圾的产生量超过20Kt。由于厨余垃圾容易发酵，变质，腐烂，不仅产生大量毒素，散发恶臭气体，还污染水体和大气，严重影响环境卫生，对人们的健康构成潜在威胁。因而，厨余垃圾处理问题已严峻摆在了人们面前。

目前世界各国处理这类垃圾的方法通常有：(1)填埋法：通过垃圾收集，装运到填埋场铺平压实。其优点为简便易行。缺点为造成地下水、空气、周围环境污染，且占用大量土地。(2)焚烧法：固体废弃物高温分解，深度氧化的综合处理过程。其优点为迅速大幅度减少废弃物容积，消除有害细菌，还能用来供热发电。缺点为投资大，向大气排放有害物质(如二噁英等)并散布不良尘埃，且发电量有限。(3)堆肥：垃圾发酵后成为无害的腐植质，但发酵周期长，养分含量低，处理后体积大，仅适用于交通不便的农村，不适于厨余垃圾产生量较大的城市。

由此可以看出，目前厨余垃圾的处理仍然存在以下不足：

(1)步骤繁琐，并且容易产生二次污染，污染空气、水和土壤，不能真正实现环保、绿色的厨余垃圾处理目标。

(2)无法得到价值较高的终端产品，实现工业价值，从而导致厨余垃圾处理存在高投入低收益的缺点。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保高效的厨余垃圾处理方法，该方法克服了传统填埋、焚烧、堆肥处理方法易产生二次污染、步骤繁琐的缺陷，具有不产生二次污染、不用脱水脱油、可得到价值高的终端产品的优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种厨余垃圾的处理方法，包括如下步骤：

(1)将厨余垃圾进行分选，去除金属制品、塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品；

(2)将分选后的厨余垃圾粉碎成浆体，添加有益菌进行初次发酵，后保温进行二次发酵；

(3)二次发酵结束后，向浆体中接种黑水虻幼虫进行繁殖，收集黑水虻和粪便。

本发明提供的厨余垃圾的处理方法中，将分选后的厨余垃圾先打制成浆体，通过添加有益菌初次发酵，杀灭浆体中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等有害细菌，并且可去除浆体的臭味。经过初次发酵后，再保温进行二次发酵，通过二次发酵，可进一步将厨余垃圾中的油脂、纤维和淀粉等大分子物质分解为小分子物质，制得无味、无毒、易吸收的微生物养殖饲料，当接种黑水虻幼虫进行繁殖时，厨余垃圾中的物质易被黑水虻幼虫吸收。

本发明提供的方法处理厨余垃圾，步骤简单，无需脱水脱油进行分解。而且，处理过程中通过初次和二次发酵能够将厨余垃圾中的有害物质和臭味去除，得到易吸收的微生物养殖饲料，将其用于养殖黑水虻，可收得黑水虻成虫作为高蛋白饲料，同时黑水虻的粪便也可作为肥效高、绿色环保的有机肥。经统计，用本发明提供的方法养殖的黑水虻，每100吨厨余垃圾可得到黑水虻成虫30～32吨和可用于制造有机肥的粪便30～35吨。黑水虻成虫经干燥后可直接作为饲料蛋白，粪便需经过特殊处理方可作为有机肥。

优选地，步骤(2)中，所述初次发酵的温度为50℃～80℃，所述二次发酵的温度为30℃～40℃。

本发明提供的厨余垃圾处理方法中，初次发酵的温度选为50℃～80℃，在这一温度下，经2～3小时即可完成初次发酵。二次发酵的温度优选为30℃～40℃，经5～6小时即可完成二次发酵。通过优选发酵温度，保证两次发酵的时间短，不超过10小时，处理周期大大缩短。在实际处理过程中，日处理的垃圾总量可高达100吨以上，厨余垃圾能够得到及时有效的处理。

优选地，步骤(2)中，所述浆体在初次发酵之前还包括：向浆体中添加粉料。厨余垃圾中含有较高的水分，向其中添加一定量的粉料不但可以降低水分含量，而且还可以为后续发酵提供有机质。进一步优选地，所述粉料的质量占所述浆体的质量的15％～20％。这一配比的浆体和粉料组成的厨余垃圾用以发酵时能够保证发酵的成功，经过二次发酵后，制得的黑水虻养殖饲料更加有利于黑水虻的生长繁殖。进一步优选地，所述粉料包括谷糠、玉米粉、或农作物秸秆粉中的一种或多种。

优选地，步骤(2)中，所述有益菌包括枯草芽孢杆菌、啤酒酵母和地衣芽孢杆菌。通过添加枯草芽孢杆菌、啤酒酵母和地衣芽孢杆菌组成的混合有益菌进行发酵，可将厨余垃圾分解为蛋白含量为12％-18％、高能量的养殖饲料。所述有益菌的添加量占所述浆体质量的1‰～2‰。

进一步优选地，所述有益菌中，还包括巨大芽孢杆菌、产黄纤维单胞菌、乳酸菌和光合细菌中的一种或多种。

二次发酵过程中，为了保证添加的有益菌能够大量繁殖，从而保证将厨余垃圾中的油脂、纤维和淀粉等大分子物质分解为小分子物质，优选地，所述二次发酵过程中还包括如下步骤：向浆体中补充氧气。补充氧气可以通过不断搅拌达到目的，或者是利用通气这一手段进行补充。

厨余垃圾中含有大量的水分，不利于后续的发酵过程，本发明中，优选地，所述步骤(1)中，具体包括如下步骤：将厨余垃圾进行固液分离，去除厨余垃圾中的液体垃圾；后进行分选，去除金属制品、塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品；所分选出来的塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品经干燥、除臭后输送至填埋场，用作填埋料。

去除的液体垃圾进一步输送至沼气罐中进行厌氧发酵，制得沼气和液体肥。

优选地，步骤(3)中，还包括如下步骤：所述粪便经过好氧发酵后，加入NPK元素、有机质和粘结剂混匀，制得有机肥。

在本发明中，收集到的粪便送入槽式发酵池内进行好氧发酵，利用高压风机给养通风，并用槽式翻抛机定期翻抛。经好氧发酵过程后，粪便腐熟。此时，向腐熟合格的粪便中加入NPK元素、有机质、粘结剂等原料混合均匀，后送入圆盘造粒机的旋转圆盘中进行造粒。最后，经烘干、冷却、筛分、包装后即得成品有机肥。

优选地，步骤(3)中，所述黑水虻幼虫的质量占所述浆体质量的1‰～1％。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)通过两次发酵大大缩短厨余垃圾的处理时间，处理时间不超过10小时，处理周期有明显优势。当大规模投入时，日处理的垃圾总量可高达100吨以上，是一种及时高效的处理方法。

(2)通过两次发酵可大大去除厨余垃圾中的有害物质和臭味，并将其中的油脂、纤维和淀粉等大分子物质分解为小分子物质，最终制得无味、安全、易吸收的微生物养殖饲料。将其用于养殖黑水虻，可收得黑水虻成虫作为高蛋白饲料，同时黑水虻的粪便也可作为肥效高、绿色环保的有机肥。经统计，用本发明提供的方法养殖的黑水虻，每100吨厨余垃圾可得到黑水虻成虫30～32吨，可用于制造有机肥的粪便30～35吨。

(3)步骤简单、不用脱水脱油，不产生二次污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例4中的厨余垃圾处理流程示意图。

图2为本发明实施例4中的黑水虻成虫制备成品饲料的流程示意图。

图3为本发明实施例4中的黑水虻粪便制备有机肥的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

步骤S11：将厨余垃圾进行分选，去除其中含有的金属制品、塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品。

步骤S12：将分选后的厨余垃圾粉碎成浆体，然后向浆体中添加有益菌进行初次发酵，初次发酵完成后，保温进行二次发酵。

步骤S13：二次发酵完成后，向浆体中接种黑水虻幼虫进行繁殖，繁殖结束后，收集黑水虻成虫和粪便。

实施例2

步骤S21：同步骤S11。

步骤S22：在这一步骤中，将分选后的厨余垃圾粉碎成浆体后，添加有益菌在50℃下初次发酵3小时。初次发酵完成后，调整发酵温度为30℃，在这一温度下进行二次发酵，二次发酵的时间控制在6小时。

步骤S23：同步骤S13。

实施例3

步骤S31：将厨余垃圾进行固液分离，去除其中的液体垃圾；对于大量的厨余垃圾，可将收集到的厨余垃圾输送至分离水机器中进行分离操作。分离得到的液体垃圾进入厌氧发酵，沼气用于生产线中使用，沼液积攒一定数量后制作液体肥销售。

分离得到的固体厨余垃圾进行分选，去除厨余垃圾中包含的金属制品、塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品。分离出来的金属制品、塑料制品、玻璃制品和瓷器制品经干燥和除臭后送入填埋场作为填埋料。

步骤S32：将分选后的厨余垃圾粉碎成浆体，向其中添加质量占浆体质量25％的谷糠并混合均匀。然后添加有益菌在50℃下进行初次发酵，初次发酵2小时后，调整发酵温度为30℃进行二次发酵，二次发酵的时间控制在5小时。

步骤S33：二次发酵结束后，浆体已经可作为养殖饲料。此时，向浆体中接种黑水虻幼虫进行养殖。接种量控制在每吨所述养殖饲料中添加1kg的黑水虻幼虫。养殖结束后，收集黑水虻成虫和粪便。将黑水虻成虫干燥后即得成品饲料，将粪便经过发酵后即得有机肥。经统计，采用实施例3所提供的处理方法每处理100吨厨余垃圾，可收集30吨黑水虻成虫和30吨粪便。将黑水虻成虫干燥后，其质量为12吨。

实施例4

收集来的桶装厨余垃圾直接倒入自动上料机，袋装厨余垃圾传输带送入破包机破包后用螺旋输送机送入自动上料机的容器内。

将自动上料机内的厨余垃圾输入脱水机中，将液体垃圾与固体垃圾初步分离。分离得到的液体垃圾进入厌氧发酵，沼气用于生产线中使用，沼液积攒一定数量后制作液体肥销售。

分离得到的固体厨余垃圾先输送到手选输送带上，手选输送带前端磁选装置先将铁、铜等金属制品分离，然后再进入独立房间(需要安装换气装置)进行人工分选，去除厨余垃圾中包含的塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品。

手选输送带分选后的塑料制品、玻璃制品、瓷器制品进入干燥器，干燥至含水量30％左右送入发酵池，添加除臭菌剂除臭。发酵合格达到填埋指标后送入填埋场处理。

将分选后的可用原料直接输送至粉碎设备内制成浆体，浆体通过泥浆泵(易于清洗)高压输送至不锈钢浆体储罐内，供应后面发酵罐使用。

将浆体储罐内的浆体用泥浆泵(易于清洗)高压输送至发酵罐中，并用螺旋输送机将质量为发酵罐中浆体质量25％的谷糠粉料输送到发酵罐中，与浆体混合均匀后添加有益菌进行初次发酵。初次发酵的温度为80℃，发酵时间为3小时。完成初发酵后的浆体用螺旋输送机(已无臭味)输送至保温罐中并添加完成二次发酵，保温罐温度控制在30℃，发酵时间为6小时。

二次发酵结束后，保温罐中的浆体已经可作为养殖饲料。用螺旋输送机将保温罐中的养殖饲料输送至定量给料秤的料仓内，通过定量给料秤将其均匀地放入塑料筐中。将放有养殖饲料的塑料筐再次落到一条输送带上，人工将黑水虻幼虫加入到塑料框内。黑水虻幼虫的加入量控制在每吨所述养殖饲料中添加10kg黑水虻幼虫。

机器人码垛机将加入黑水虻幼虫的塑料筐整齐的码垛，后用叉车搬运到繁殖仓库，繁殖仓库的库温维持在30℃，相对湿度维持在70％。繁殖完成后，收集得到黑水虻成虫和粪便。将黑水虻成虫制备成成品饲料蛋白，将粪便制备成有机肥。经30吨黑水虻成虫和35吨粪便。将黑水虻成虫干燥后，其质量为12吨。其流程示意图如图1所示。

在本实施例中，黑水虻成虫制备成品饲料的步骤如图2所示，具体包括如下步骤：

完成繁殖过程后，用机器人将塑料筐中的物料倒出，直接落入料仓内，输送至往复筛分机进行筛选。筛选出的黑水虻成虫和粪便收集起来备用。在筛选过程中还会收集到虫皮，将虫皮积攒到一定数量后做其它产品。

将收集到的黑水虻成虫送入干燥机干燥，达标后即可作为成品饲料。

黑水虻粪便制备有机肥的步骤如图3所示，具体包括如下步骤：

收集到的粪便送入槽式发酵池内，利用高压风机给养通风，并用槽式翻抛机定期翻抛，完成好氧发酵过程，得到腐熟合格的粪便。

将发酵腐熟合格的粪便加入NPK元素、有机质、粘结剂等原料调整至国家标准含量，送入搅拌机均匀混合物料。将混合均匀的物料送入圆盘造粒机的旋转圆盘中。将液体组分或适量的水经由圆盘造粒机的液体组分分布器淋洒在旋转圆盘中的物料上，以满足成球所需的液相量，旋转的圆盘及盘边对物料产生摩擦力和离心作用，使物料产生周向运动，使粉粒间相互搓揉和挤压，逐渐团聚成球。由于颗粒质量的差异，所产生的重力和离心作用也不相同，当其重力和离心作用增大到足以克服粒子间的摩擦力时就会被抛出盘外，较小的粒子仍滞留在圆盘内继续聚附细的粉粒。最终，将物料制成合适大小的颗粒。

将颗粒输送至高效有机肥烘干机中，与来自热风炉中的热量进行热交换。

将烘干后的颗粒输送至有机肥冷却机中，通过自然冷风冷却颗粒。

将冷却后的颗粒输送至成品筛分机，大颗粒经粉碎机粉碎后返回至圆盘造粒机中继续参与成球，小颗粒直接输送至全自动包装秤称重、包装、入库。

本发明提供的厨余垃圾处理方法，通过两次发酵大大缩短厨余垃圾的处理时间，处理时间不超过10小时，处理周期有明显优势。当大规模投入时，日处理的垃圾总量可高达100吨以上，是一种及时高效的处理方法。厨余垃圾中在收集过程中会掺杂进去一定量的重金属，同时会散发出恶臭。若将其直接用以喂养黑水虻幼虫，会导致黑水虻幼虫无法繁殖，最终无法获得黑水虻成虫。利用本发明提供的厨余垃圾处理方法，通过两次发酵可去除厨余垃圾的恶臭气味，杀灭其中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有害菌，降低其中的重金属含量达到欧盟标准，使得厨余垃圾最终制得无味、安全的微生物养殖饲料。

对本发明制得的终端产品：成品饲料和有机肥进行检测，其检测结果分别如表1和表2所示。

表1成品饲料中的蛋白质分析检测结果

检测项目	检测结果
		甲硫氨酸	0.9％
赖氨酸	3.4％
		亮氨酸	3.5％
异亮氨酸	2.0％
		组氨酸	1.9％
苯丙氨酸	2.2％
		缬氨酸	3.4％
精氨酸	2.2％

苏氨酸	0.6％
		色氨酸	0.3％
酪氨酸	2.5％
		天门冬氨酸	4.6％
丝氨酸	0.1％
		谷氨酸	3.8％
甘氨酸	2.9％
		丙氨酸	3.7％
脯氨酸	3.3％
		胱氨酸	0.1％
游离氨基酸总和	41.3％
		粗蛋白	43.0％
粗脂肪	23.5g/kg
		碳水化合物	28.9％

表2有机肥检测结果

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种厨余垃圾的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将厨余垃圾进行分选，去除金属制品、塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品；

(2)将分选后的厨余垃圾粉碎成浆体，添加有益菌进行初次发酵，后保温进行二次发酵；

(3)二次发酵结束后，向浆体中接种黑水虻幼虫进行繁殖，收集黑水虻和粪便。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述初次发酵的温度为50℃～80℃，发酵时间为2～3小时；所述二次发酵的温度为30℃～40℃，发酵时间为5～6小时。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述浆体在初次发酵之前还包括：向浆体中添加质量占所述浆体的质量的15％～20％的粉料，所述粉料包括谷糠、玉米粉、或农作物秸秆粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有益菌包括枯草芽孢杆菌、啤酒酵母菌和地衣芽孢杆菌，所述有益菌的添加量占所述浆体质量的1‰～2‰。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述有益菌还包括巨大芽孢杆菌、产黄纤维单胞菌、乳酸菌和光合细菌中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二次发酵过程中还包括如下步骤：向浆体中补充氧气。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，具体包括如下步骤：

将厨余垃圾进行固液分离，去除厨余垃圾中的液体垃圾；后进行分选，去除金属制品、塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品；所述塑料制品、玻璃制品和陶瓷制品经干燥、除臭后用作填埋料。

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述液体垃圾输送至沼气罐中进行厌氧发酵。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，还包括如下步骤：

所述粪便经过好氧发酵后，加入NPK元素、有机质和粘结剂混匀，制得有机肥。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述黑水虻幼虫的质量占所述浆体质量的1‰～1％。