CN107282590B - 一种利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，属于垃圾处理技术领域。本发明包括如下步骤，将垃圾进行虑水、分拣、除臭、粉碎；将粉碎后的垃圾平铺到养殖床，先后依次喷洒除臭剂和发酵剂分别进行除臭和发酵；发酵结束后，在养殖床上投放黑水虻幼虫，消化处理5～6日，形成黑水虻鲜虫和料渣，黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为(3～4.5):100；最后筛分分离黑水虻鲜虫和料渣。本发明垃圾处理量大，处理时间短，既消化了有机可降解垃圾，又实现了有机可降解垃圾的饲料化。

Description

一种利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法。

背景技术

有机垃圾容易发酵，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。随着社会的发展，有机垃圾的集中处理变得越来越普遍。目前，有机垃圾的主要处理方式为填埋和焚烧，少部分用堆肥方式处理。填埋的处理量大，运行费用低，工艺简单，投资少，是其他处理方式产生残渣的最终消化方式，但是填埋的方式占地多，处理地址受限，管理要求高，水、气污染不能彻底解决；焚烧法的减量化程度高，垃圾热值可以利用，地面无害化程度高，占地面积小，但投资大，运转费用高，对于含水率高的有机垃圾焚烧困难，尾气那一处理，易形成二次污染；堆肥法减量、减容效果明显，适合含水量较高的有机垃圾，有利于垃圾无害化，但运营管理水平、工艺设备的要求高，资源和热值利用率低，处理速度慢。

黑水虻，原名亮斑扁角水虻，原产于美洲，目前为全世界广泛分布(南北纬40度之间)。近些年传入我国，目前已广布于贵州、广西、广东、上海、云南、台湾、湖南、湖北等地。黑水虻为腐生性的水虻科昆虫，可取食禽畜粪便和生活垃圾，生产出高价值的动物蛋白饲料。因其繁殖迅速，生物量大，食性广泛、食量大、吸收转化率高、抗逆性强，容易管理、动物适口性好等特点，从而在有机垃圾处理方面受到关注。利用垃圾养殖黑水虻，既处理了垃圾，又能获得优质蛋白质饲料，可实现黑水虻的资源化利用。但是正常情况下黑水虻消化垃圾能力，为1公斤鲜虫日消化1-1.5公斤垃圾做虫的饲料，转化效率低，没有市场应用价值。中国专利申请CN101889629A公开了一种利用黑水虻幼虫处理餐厨垃圾的方法及物料，占用场地少，固定投资成本低，且不改变用地性质，处理过程能耗低，排放少，有利于环境保护，处理后的餐厨垃圾成为优质生物有机肥；但是处理效果不够理想，处理速度不够快，经处理后，食品垃圾容量减少10～30％，食品垃圾异味减少，每处理一批食品垃圾，需20～30天；并且在餐厨垃圾中添加了多种辅料，增加了处理成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，处理量大，处理时间短，既消化了有机可降解垃圾，又实现了有机可降解垃圾的饲料化。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，包括如下步骤，

S1，垃圾处理：将垃圾进行虑水、分拣、除臭、粉碎；

S2，投料：将粉碎后的垃圾平铺到养殖床，先后依次喷洒除臭剂和发酵剂分别进行除臭和发酵；

S3，植虫和消化：发酵结束后，在养殖床上投放黑水虻幼虫，消化处理5～6日，形成黑水虻鲜虫和料渣，黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为(3～4.5):100；

S4，料虫分离：筛分分离黑水虻鲜虫和料渣。

本发明中处理有机可降解垃圾的方法处理量大、处理时间短、成本低，可实现黑水虻的资源化利用。

本发明在使用黑水虻对垃圾进行消化处理之前首先对垃圾进行预处理，通过虑水、分拣、除臭、粉碎的工序，将垃圾中的水分降到合适的程度，分拣去除垃圾中的塑料类、玻璃、金属类等无机物杂质进行集中处理，除臭以去除难闻气味和挥发性有害物质，粉碎到合适的粒度以加快垃圾发酵速度，便于黑水虻取食，缩短垃圾处理时间。垃圾粉碎后平铺到养殖床上，平铺好，再次除臭，喷洒发酵剂发酵，发酵可除去垃圾中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等有害细菌，也可除去垃圾中残余的臭味。还可进一步将其中的油脂、纤维和淀粉等大分子物质分解为小分子物质，制得无味、无毒、易吸收的黑水虻养殖饲料，更易被黑水虻吸收。发酵好的垃圾接入黑水虻后，经过5～6日的消化处理，黑水虻幼虫成长为成虫，垃圾被黑水虻取食消化掉，转化成有机肥(料渣)。本发明将黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比控制为(3～4.5):100，合理安排幼虫和每天的垃圾投放量，根据黑水虻的生长规律，在消化处理前期逐步增加每天的垃圾投放量，后期减少垃圾投放量，使垃圾的消化处理效率达到最高。比例过高，黑水虻消化不掉，垃圾容易变质，比例过低，影响黑水虻生长发育。消化处理5～6日后，黑水虻幼虫个体增长37-43倍，取食速度与取食量均已不符合商品生产需求，需要及时进行料虫分离，出虫，进行下一批次的生产。本发明采用浙江青草地环境科技有限公司经10年研发、驯化培育而成的黑水虻新品种——青虻8号进行有机可降解垃圾的处理。该黑水虻新品种摄食量大，4-6龄虫日摄食量可达到自身体重的1-5倍；成虫个体大，可达到22-30mm(普通黑水虻的个体为18mm左右)；抗逆性强，适应湿度可达65-75％，而普通黑水虻幼虫在60％湿度下就易得腐病；孵化率高，可达80％以上，而普通黑水虻孵化率仅有50％左右；出虫率高，每公斤卵可生产5-8吨幼虫，普通黑水虻仅生产3-5吨。

作为优选，所述步骤S1中垃圾处理的具体过程为，将垃圾倒入分拣床，垃圾污水顺导水管道排入集水池，分拣去除无机物杂质，余下的有机可降解垃圾喷洒除臭剂进行除臭，除臭后粉粹至20～40目。

虑除污水有利于后期湿度的控制，去除无机物杂质有利于后期粉碎的进行，也有利于黑水虻的取食，加快垃圾处理速度和效率。本发明采用较为精细的粉碎机，将垃圾粉碎至20～40目，方便黑水虻取食，同时也加快发酵速度，缩短垃圾处理时间。

作为优选，所述步骤S2中垃圾平铺到养殖床的厚度为2.5～3.5cm。

垃圾平铺在养殖床上的厚度控制在上述范围内，方便黑水虻又称钻入取食，也便于翻动，同时也兼顾到垃圾处理量和透气性。

作为优选，所述步骤S2中除臭的过程为，在垃圾上喷洒0.3～0.7wt％的除臭剂，同时采用微波无极紫外灯照射垃圾20～60min。

本发明通过添加除臭剂并结合使用微波无极紫外灯照射，可有效除去垃圾中的臭味和有毒物质，杀灭垃圾中的大肠杆菌和金黄色葡萄菌等有害细菌。微波无极紫外灯通过微波驱动无极紫外灯，利用特定波长的高能紫外线不仅能共振解离特征臭气分子，并且能迅速分解空气中的氧分子和水分子及耦合光触媒反应生成具有强氧化性的氧自由基和羟基自由基，使得有机气体彻底分解为CO₂和H₂O；同时微波促进羟基向-OH的转化，协同促进臭气大分子臭味链结构断裂，使臭气分子初步矿化或完全氧化，并可促进恶臭分子的表面羟基化，大幅提高其活性，整个分解、氧化、活化过程在瞬间完成，从而提高除臭剂活性吸收的效率。该强氧化性自由基产生的条件温和，微波无极紫外灯使用寿命长，维护费用低，使用微波无极紫外灯的同时可降低除臭剂的使用量，降低除臭费用。

作为优选，所述除臭剂为有益菌液。

有益菌液可有效除去垃圾中的臭味，安全无毒。

作为优选，所述步骤S2中发酵的过程分为第一阶段和第二阶段。

作为优选，第一阶段的过程为，在垃圾上喷洒0.3～0.7wt％的发酵剂，在25～40℃下发酵30～120min，同时在平铺的垃圾下方鼓风通入空气。

作为优选，第二阶段的过程为，在垃圾上喷洒0.05～0.3wt％的酶制剂，在35～55℃下发酵30～60min，所述酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和水的复合物。

通过第一阶段和第二阶段的发酵，可进一步将有机垃圾中的油脂、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、易吸收的养殖饲料。第一阶段的发酵在25～40℃下进行，因为发酵剂中的主要成分为微生物，温度过高或过低都不利于发酵剂发挥作用，在垃圾中鼓风通入空气，发酵过程通入可利用的氧气，加速发酵；在平铺的垃圾下方通入空气，可利用气流的冲击力起到翻动垃圾的作用，使平铺的垃圾更为蓬松，有利于空气均匀分散到整体垃圾中和后期黑水虻钻入取食。第二阶段的发酵在35～55℃下进行，有利于酶制剂中酶活的发挥，促进垃圾中大分子快速分解为合适的小分子。

作为优选，所述步骤S3中在养殖床上投放的黑水虻幼虫为3龄黑水虻幼虫。

本发明选用的黑水虻品种在4-6龄虫日摄食量最高，可达到自身体重的1～5倍，因此选择3龄黑水虻幼虫，将其取食量最大、取食速度最快的5～6天截取出来，应用到实际生产中，再配以机械化生产，迅速提高垃圾的消化速度，提高生产效率。

作为优选，所述步骤S3中保持环境温度15～25℃，垃圾湿度65～75％。

本发明将环境温度和垃圾湿度控制在上述范围内，温度过低影响黑水虻取食速度及其生长发育，过高会发生黑水虻逃逸或软腐病现象。饲料湿度过高，后期出虫时料虫难以筛分，饲料湿度过高或过低均不利于黑水虻的生长发育。

作为优选，所述步骤S3中消化处理5～6日的过程中，每隔2～3h在鼓风的同时翻动养殖床上的黑水虻和垃圾。

本发明采用塑料耙子翻动养殖床上的黑水虻和垃圾，以及使用鼓风装置，均是为了保持养殖床的透气性，以易于黑水虻的生长发育，使用鼓风装置能显著减少人工劳动量，提高通风效果。

本发明使用三套养殖气床，每套养殖气床包括3个养殖床，这样每批次可处理垃圾3.5～4吨，产出约1吨黑水虻鲜虫，约350千克有机肥。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明使用有机可降解垃圾养殖黑水虻，直接将垃圾转化成蛋白质饲料和有机肥，显著降低了黑水虻养殖成本，实现黑水虻就地处理垃圾的可能性；采用浙江青草地环境科技有限公司选育的黑水虻新品种——青虻8号进行有机可降解垃圾的处理，同时截取黑水虻取食量最大、取食速度最快的时间，应用到实际生产中，再配以机械化生产，垃圾处理量大，生产效率高，既消化了有机可降解垃圾，又实现了有机可降解垃圾的饲料化。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

下面通过具体实施例1～5对本发明中利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法作进一步解释。

实施例1

本发明中利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，步骤如下，

将垃圾倒入分拣床，垃圾污水顺导水管道排入集水池单独处理，分拣去除塑料类、玻璃、金属类等无机物杂质，余下的有机可降解垃圾喷洒除臭剂除臭，除臭后粉碎机粉粹至20目；

将粉碎后的垃圾平铺到养殖床，厚度为3.5cm；然后在垃圾上喷洒0.3wt％的除臭剂有益菌液，同时采用微波无极紫外灯照射垃圾20min进行除臭；除臭后在垃圾上喷洒0.3wt％的发酵剂，在25℃下发酵30min，同时在平铺的垃圾下方鼓风通入空气；再在垃圾上喷洒0.05wt％的酶制剂，在35℃下发酵30min，酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和水的复合物；

发酵结束后，在养殖床上投放3龄黑水虻幼虫，投放的黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为3:100，在消化处理前期逐步增加每天的垃圾投放量，后期减少垃圾投放量，保持环境温度15℃，垃圾湿度65％，每隔2h在鼓风的同时翻动养殖床上的黑水虻和垃圾，消化处理5日，形成黑水虻鲜虫和料渣；

消化处理结束，投放的垃圾消耗完毕，筛分分离黑水虻鲜虫和料渣，获得的黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的37倍。

实施例2

本发明中利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，步骤如下，

将垃圾倒入分拣床，垃圾污水顺导水管道排入集水池单独处理，分拣去除塑料类、玻璃、金属类等无机物杂质，余下的有机可降解垃圾喷洒除臭剂除臭，除臭后粉碎机粉粹至24目；

将粉碎后的垃圾平铺到养殖床，厚度为3.3cm；然后在垃圾上喷洒0.4wt％的除臭剂有益菌液，同时采用微波无极紫外灯照射垃圾30min进行除臭；除臭后在垃圾上喷洒0.4wt％的发酵剂，在30℃下发酵50min，同时在平铺的垃圾下方鼓风通入空气；再在垃圾上喷洒0.1wt％的酶制剂，在40℃下发酵40min，酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和水的复合物；

发酵结束后，在养殖床上投放3龄黑水虻幼虫，投放的黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为3.5:100，在消化处理前期逐步增加每天的垃圾投放量，后期减少垃圾投放量，保持环境温度18℃，垃圾湿度68％，每隔2.2h在鼓风的同时翻动养殖床上的黑水虻和垃圾，消化处理5日，形成黑水虻鲜虫和料渣；

消化处理结束，投放的垃圾消耗完毕，筛分分离黑水虻鲜虫和料渣，获得的黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的40倍。

实施例3

本发明中利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，步骤如下，

将垃圾倒入分拣床，垃圾污水顺导水管道排入集水池单独处理，分拣去除塑料类、玻璃、金属类等无机物杂质，余下的有机可降解垃圾喷洒除臭剂除臭，除臭后粉碎机粉粹至30目；

将粉碎后的垃圾平铺到养殖床，厚度为3.0cm；然后在垃圾上喷洒0.5wt％的除臭剂有益菌液，同时采用微波无极紫外灯照射垃圾40min进行除臭；除臭后在垃圾上喷洒0.5wt％的发酵剂，在35℃下发酵80min，同时在平铺的垃圾下方鼓风通入空气；再在垃圾上喷洒0.15wt％的酶制剂，在45℃下发酵50min，酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和水的复合物；

发酵结束后，在养殖床上投放3龄黑水虻幼虫，投放的黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为3.8:100，在消化处理前期逐步增加每天的垃圾投放量，后期减少垃圾投放量，保持环境温度20℃，垃圾湿度70％，每隔2.5h在鼓风的同时翻动养殖床上的黑水虻和垃圾，消化处理5.5日，形成黑水虻鲜虫和料渣；

消化处理结束后筛分分离黑水虻鲜虫和料渣，获得的黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的41倍。

实施例4

本发明中利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，步骤如下，

将垃圾倒入分拣床，垃圾污水顺导水管道排入集水池单独处理，分拣去除塑料类、玻璃、金属类等无机物杂质，余下的有机可降解垃圾喷洒除臭剂除臭，除臭后粉碎机粉粹至35目；

将粉碎后的垃圾平铺到养殖床，厚度为2.8cm；然后在垃圾上喷洒0.6wt％的除臭剂有益菌液，同时采用微波无极紫外灯照射垃圾50min进行除臭；除臭后在垃圾上喷洒0.6wt％的发酵剂，在37℃下发酵100min，同时在平铺的垃圾下方鼓风通入空气；再在垃圾上喷洒0.2wt％的酶制剂，在50℃下发酵55min，酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和水的复合物；

发酵结束后，在养殖床上投放3龄黑水虻幼虫，投放的黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为4.0:100，在消化处理前期逐步增加每天的垃圾投放量，后期减少垃圾投放量，保持环境温度23℃，垃圾湿度72％，每隔2.8h在鼓风的同时翻动养殖床上的黑水虻和垃圾，消化处理5日，形成黑水虻鲜虫和料渣；

消化处理结束，投放的垃圾消耗完毕，筛分分离黑水虻鲜虫和料渣，获得的黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的43倍。

实施例5

本发明中利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，步骤如下，

将垃圾倒入分拣床，垃圾污水顺导水管道排入集水池单独处理，分拣去除塑料类、玻璃、金属类等无机物杂质，余下的有机可降解垃圾喷洒除臭剂除臭，除臭后粉碎机粉粹至40目；

将粉碎后的垃圾平铺到养殖床，厚度为2.5m；然后在垃圾上喷洒0.7wt％的除臭剂有益菌液，同时采用微波无极紫外灯照射垃圾60min进行除臭；除臭后在垃圾上喷洒0.7wt％的发酵剂，在40℃下发酵120min，同时在平铺的垃圾下方鼓风通入空气；再在垃圾上喷洒0.3wt％的酶制剂，在55℃下发酵60min，酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和水的复合物；

发酵结束后，在养殖床上投放3龄黑水虻幼虫，投放的黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为4.5:100，在消化处理前期逐步增加每天的垃圾投放量，后期减少垃圾投放量，保持环境温度25℃，垃圾湿度75％，每隔2.2h在鼓风的同时翻动养殖床上的黑水虻和垃圾，消化处理5日，形成黑水虻鲜虫和料渣；

消化处理结束，投放的垃圾消耗完毕，筛分分离黑水虻鲜虫和料渣，获得的黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的39倍。

对比例1

在养殖床上投放的黑水虻幼虫为1龄或2龄，其他与实施例1相同。消化处理结束，投放的有机可降解垃圾没有消耗完，有机可降解垃圾有腐败现象发生，个别黑水虻发生腐病，获得黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的30倍，黑水虻鲜虫个体较小。

对比例2

对粉碎后的垃圾进行除臭时，仅使用除臭剂进行除臭，未采用微波无极紫外灯照射，其他与实施例1相同。处理结束，投放的有机可降解垃圾基本消耗完，获得黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的36倍，黑水虻鲜虫个体较小。

对比例3

对粉碎后的垃圾进行发酵时，仅进行第一阶段，没有第二阶段，其他与实施例1相同。消化处理结束，投放的有机可降解垃圾基本消耗完，获得黑水虻鲜虫为投放黑水虻幼虫重量的34倍，黑水虻鲜虫个体较小。

综上所述，本发明利用黑水虻新品种——青虻8号的生长特性，截取其取食量最大、取食速度最快的时间段，应用到实际生产中，再配以机械化生产，迅速提高有机可降解垃圾的消化速度，提高了生产效率。合理安排各处理步骤，优化处理步骤中各个参数，使有机可降解垃圾处理效率达到最高，处理结束得到黑水虻鲜虫和有机肥(料渣)，黑水虻幼虫个体增长至投放时的37-43倍。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种利用黑水虻处理有机可降解垃圾的方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1，垃圾处理：将垃圾进行虑水、分拣、除臭、粉碎，具体过程为，将垃圾倒入分拣床，垃圾污水顺导水管道排入集水池，分拣去除无机物杂质，余下的有机可降解垃圾喷洒除臭剂进行除臭，除臭后粉粹至20～40目；

S2，投料：将处理后的垃圾平铺到养殖床，依次进行除臭和发酵，垃圾平铺到养殖床的厚度为2.5～3.5cm，

所述除臭的过程为，在垃圾上喷洒0.3～0.7wt%的除臭剂，同时采用微波无极紫外灯照射垃圾20～60min，所述除臭剂为有益菌液，

所述发酵的过程分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的过程为，在垃圾上喷洒0.3～0.7wt%的微生物发酵剂，在25～40℃下发酵30～120min，同时在平铺的垃圾下方鼓风通入空气，第二阶段的过程为，在垃圾上喷洒0.05～0.3wt%的酶制剂，在35～55℃下发酵30～60min，所述酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和水的复合物；

S3，植虫和消化：发酵结束后，在养殖床上投放黑水虻幼虫，消化处理5～6日，形成黑水虻鲜虫和料渣，投放的黑水虻幼虫与日均投放垃圾的重量比为(3～4.5):100；S4，料虫分离：消化处理结束后筛分分离黑水虻鲜虫和料渣。

2.根据权利要求1所述的处理有机可降解垃圾的方法，其特征在于，所述步骤S3中在养殖床上投放的黑水虻幼虫为3龄黑水虻幼虫。

3.根据权利要求1所述的处理有机可降解垃圾的方法，其特征在于，步骤S3植虫和消化过程中环境温度15～25℃，垃圾湿度65～75%。

4.根据权利要求1所述的处理有机可降解垃圾的方法，其特征在于，所述步骤S3中消化处理5～6日的过程中，每隔2～3h在鼓风的同时翻动养殖床上的黑水虻和垃圾。