CN107417313A - 一种餐厨垃圾堆肥方法及使用其的乡镇垃圾分类处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种餐厨垃圾堆肥方法及使用其的乡镇垃圾分类处理方法，该方法中，将乡镇垃圾分为餐厨垃圾和燃料垃圾，并根据垃圾的特性，将餐厨垃圾用于制作肥料，可燃烧垃圾制成RDF燃料；其中，将餐厨垃圾制作肥料的步骤包括，将垃圾经过好氧式一次发酵，之后调整了一次发酵产物，在一次发酵产物中植入蚯蚓进行二次发酵；通过二次发酵之后，餐厨垃圾快速腐熟；成RDF燃料生产工艺中，使用了干湿分离、自然风干、掺加干生物质的方法对垃圾进行处理，降低了能耗。本方案提出的垃圾堆肥方法及使用其的乡镇垃圾分类处理方法，充分地利用了垃圾，将垃圾变成有用的肥料，相比目前的垃圾处理方式，本方案垃圾堆肥周期短、肥效好，垃圾制备燃料能耗低。

Description

一种餐厨垃圾堆肥方法及使用其的乡镇垃圾分类处理方法
技术领域
本发明涉及乡镇垃圾分类处理技术领域，特别是一种餐厨垃圾堆肥方法及使用其的乡镇垃圾分类处理方法。
背景技术
垃圾分类是对垃圾收集处置传统方式的改革，是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法。人们面对日益增长的垃圾产量和环境状况恶化的局面，如何通过垃圾分类管理，最大限度地实现垃圾资源利用，减少垃圾处置量，改善生存环境质量，是当前世界各国共同关注的迫切问题之一。
目前垃圾分类的方法较为复杂，多以垃圾分类为主，即：可回收物、厨余垃圾、其它垃圾、有害垃圾。但是乡镇垃圾组分不同于城镇垃圾，乡镇垃圾的可回收物如塑料瓶极少，多被拾荒人员拣出，且复杂的分类方式乡镇居民难以接受和实施。
目前，垃圾分类工作中，将有机垃圾用于堆肥，能够燃烧的垃圾用于制作RDF燃料，都是常用的方式；目前使用的堆肥方式包括好氧堆肥、蚯蚓堆肥等堆肥方式，但是好氧堆肥肥效差，氯离子浓度过高，蚯蚓堆肥是利用蚯蚓对有机物进行吞食分解，形成有机肥，肥效好但是占地面积大，时间长。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种餐厨垃圾堆肥方法，将乡镇垃圾中分类出的餐厨垃圾进行堆肥，相对于目前的好氧式堆肥，本方案制成的肥料周期短、肥效更佳。
本发明还提出了一种使用上述餐厨垃圾堆肥方法的垃圾分类处理方法，将乡镇垃圾中分类出来的能够燃烧的干垃圾制成RDF燃料。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种餐厨垃圾堆肥方法，包括如下步骤：
a、垃圾的预处理：把收集的餐厨垃圾粉碎，与粉碎的秸秆干重比1:1-2:1混合，含水率调整为50％-70％，碳氮比调整为20-30：1；
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；如此发酵使温度升高至50℃-60℃，维持4-6天，一次发酵完成，制得一次发酵产物；
c、二次发酵：将一次发酵产物有机肥的pH值调节为6.5-7.5，水分60-70％，碳氮比25-35，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为：60-80：5-10：10-20；最后在混合物中均匀地植入蚯蚓；经过蚯蚓处理7-10天后，得到肥料和蚯蚓。
进一步地，所述步骤b中，覆盖的半腐熟垃圾的组分含水量为38％-42％、pH值5.0-6.5、碳氮固相比为25-27：1；覆盖的半腐熟垃圾的厚度为1cm-2cm。
一种乡镇垃圾的分类处理方法，包括如下步骤，a、垃圾的预处理：把收集的乡镇垃圾中的餐厨垃圾分离出来并进行粉碎，粉碎后再把含水率调整为40％-60％，碳氮比调整为20-30：1；
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；如此发酵使温度升高至50℃-60℃，维持4-6天，一次发酵完成；
c、二次发酵：二次发酵：将有机肥的pH值调节为6.5-7.5，水分60-70％，碳氮比25-35，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为：60-80：5-10：10-20；最后在混合物中均匀地植入蚯蚓；经过蚯蚓处理7-10天后，得到肥料和蚯蚓；
d、干垃圾处理：在步骤a分离厨余垃圾时，将干垃圾也分选出来，通过筛选，将筛上物料磁选，选出金属之后，再进行粉碎；
e、混料步骤：粉碎处理后的干垃圾先通过自然风干降低干垃圾的水分，之后添加生物质混合，进一步调控水分，水分调节完成之后，通过成型机成型即得到RDF燃料。
进一步地，干垃圾处理步骤d包括一级处理和二级处理；
一级处理：先通过一级筛选，将筛上物料进行一级磁选，选出金属之后，再进行一级粉碎；
二级处理：经过一级粉碎的干垃圾再进行二级筛选，将杂质筛出，将筛上物料经过二级磁选，选出金属之后，再进行二级粉碎。
进一步地，步骤a和步骤b之间还包括步骤a1；
a1、预处理工艺：该步骤中，通过人工去除厨余垃圾中不能堆肥的垃圾，将有毒且影响发酵或蚯蚓健康的物质挑选出来，挑选之后，将餐厨垃圾粉碎；
较佳地，还包括无机物收集步骤；
步骤d中，干垃圾碎料过筛后，将筛下的无机物收起来进行分选，石块作为建筑材料，沙土则归还到耕地中。
进一步地，在步骤e中，把破碎至2-8mm大小的垃圾与破碎至2mm的秸秆混合，混合比例呈3:1到7:1之间，拌匀送至RDF成型机制备RDF颗粒，最后自然风干。
进一步地，在步骤e中，均匀混入2％-4％的生石灰。
本发明的有益效果：1、垃圾堆肥处理堆肥周期短、肥效好，结合了槽式堆肥和蚯蚓堆肥的优势，解决了传统的蚯蚓堆肥时间长、病原菌死亡率低、占地广、槽式堆肥肥效差的问题，槽式堆肥经过高温阶段杀死大部分病原菌，然后通过改变一次发酵物的组分，使蚯蚓能够生长，通过蚯蚓的吞食分解，提高了肥料的肥性并解决了传统堆肥氯离子过高的问题；2、本方案将垃圾制成RDF燃料时，通过自然风干和混合干生物质来控制垃圾的水分，如此不需要使用烘干设备进行干燥处理，相比传统使用烘干机的方案，本方案更节能并解决了乡村秸秆的处置难题。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的整个工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
a、垃圾的预处理：把收集的餐厨垃圾粉碎，与粉碎的秸秆干重比1:1-2:1混合，含水率调整为50％-70％，碳氮比调整为20-30：1；
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；
如此发酵使温度升高至50℃-60℃，维持4-6天，一次发酵完成，制得有机肥；
c、二次发酵：将有机肥的pH值调节为6.5-7.5，水分60-70％，碳氮比25-35，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为：60-80：5-10：10-20；最后在混合物中均匀地植入蚯蚓；经过蚯蚓处理7-10天后，得到肥料和蚯蚓；
d、干垃圾处理：干垃圾先通过筛选，之后将筛上物料磁选，选出金属之后，再进行粉碎；
e、混料步骤：粉碎处理后的干垃圾通过风干和翻堆降低干垃圾的水分，之后添加生物质混合，进一步调控水分，水分调节完成之后，通过成型机成型即得到RDF燃料。
本方案将堆肥发酵分成两个部分，槽式发酵作为一次发酵，经过高温期(50-65℃)消灭了大部分的病原菌，蛔虫卵死亡率大于95％；二次发酵引入蚯蚓，有机质经过蚯蚓的生物作用，形成质量高有机肥并解决了传统的氯离子浓度过高的问题。肥效测定数据如下表，有机肥全氮上升29.5％，有效氮上升95.2％，全磷上升94.6％，有效磷上升67.4％，有机肥全钾上升84.5％，有效钾上升53.6％，提高了肥效；堆肥完成后固相碳氮比为17(一般固相碳氮比在16-20之间表明肥料基本腐熟)，发芽指数95％，PH7.1，电导率1.312mS/cm(低于限定作物生长的限定值4mS/cm)均表明垃圾腐熟完全,氯离子浓度3.5g/Kg，不影响作物的生长，蚯蚓重量增加20％，适合蚯蚓繁殖生长。
发酵完成肥料数据均值如下：
乡镇垃圾里的干垃圾先经过磁选，将金属分选出来并回收，然后将其他物质制成垃圾衍生燃料，这样充分地使用了垃圾；再者，本方案将垃圾制成RDF燃料时，先将垃圾进行干湿分类，再通过风干和混合生物质来控制垃圾的水分，如此不需要使用烘干设备进行干燥处理，相比使用烘干机的方案，本方案更节能环保。
其中，所述步骤b中，覆盖的半腐熟垃圾的组分含水量为38％-42％、pH值5.0-6.5、碳氮固相比为25-27：1；
覆盖的半腐熟垃圾的厚度为1cm-2cm。
在一次发酵物上堆积半腐熟垃圾，通过调整PH值和碳氮固相比，使一次发酵原料中的现有微生物可以加快有机物的分解，提高发酵效率，抑制NH3、H2S的逸出。测试表明，覆盖半腐熟的发酵物后，进入高温期加速50％，NH3减排43.8％，H2S减排38.1％。其中，所属步骤c中，将收集的渗滤液用于一次发酵过程控制和二次发酵的水分调整。
将发酵池中渗出的渗滤液收集起来调整有机肥二次发酵的水分，节约了水资源，同时也节约了成本。
此外，干垃圾处理步骤d包括一级处理和二级处理；
一级处理：先通过一级筛选，将筛上物料进行一级磁选，选出金属之后，再进行一级粉碎；
二级处理：经过一级粉碎的干垃圾再进行二级筛选，将杂质筛出，将筛上物料经过二级磁选，选出金属之后，再进行二级粉碎。
通过一级筛分、一级磁选和一级粉碎之后，分选出金属并回收，避免金属磨损粉碎机，再通过二级筛分、二级磁选和二级粉碎之后，进一步的筛除了金属和其他不能燃烧的物质，提高燃料的燃料值；充分地将干垃圾粉碎，既便于挑选杂质和金属回收，也便于燃料的成型；本方案中，一级处理的筛孔为80mm的筛分机进行筛分，筛上物送至粗破碎机破碎至200mm左右大小，筛下物含有有机物与厨余垃圾一起堆肥；进入到二级处理，进入筛孔60mm筛分出石块、玻璃等无机物后进入细破碎机，破碎成约40mm大小。
此外，步骤a和步骤b之间还包括步骤a1；
a1、预处理工艺：该步骤中，通过人工分选除去厨余垃圾中不能堆肥的垃圾，将影响发酵或蚯蚓生长的物质分选出来，分选之后，将餐厨垃圾粉碎；
收集步骤d中一级筛选的筛下物料，将选出的有机物混入餐厨垃圾中发酵处置。
预处理工艺的设置，避免有毒物质和影响发酵的物质混入发酵槽内，有毒有害物质收集起来送交专业部门处理；经过分选的干垃圾先进行垃圾筛选，破碎成为12-60mm的碎粒，将餐厨垃圾粉碎后，均匀混合，便于发酵；在蚯蚓堆肥完成之后，还包括后处理工艺；后处理则是将垃圾中的蚯蚓回收，将多余的土壤回用，或用作肥料。
此外，步骤d中还包括人工分选步骤，将干垃圾分拣出来之后，进行破袋处理，将垃圾零碎化。
通过破袋将垃圾充分的散开，避免垃圾集中影响后面的筛分和破碎。
其中，还包括无机物收集步骤；
步骤d中，干垃圾碎料过筛后，将筛下的无机物收起来进行分类，石块作为建筑材料，沙土则归还到耕地中。
将垃圾中的无机物进一步分选，分选出的石块用于制作建材，沙土归还于耕地，将垃圾充分的分选和利用，使垃圾从废品变成了有用的建材和耕地土壤。
此外，在步骤e中，把破碎至至2-8mm大小的垃圾与破碎至2mm的秸秆混合，混合比例呈3:1到7:1之间，拌匀送至RDF成型机制备RDF颗粒，最后自然风干。
通过秸秆和干垃圾进行混合，吸收了干垃圾的水分，再加上自然风干，使干垃圾不需要使用烘干机烘干就能够干燥，节能并且环保；此外，多数城市已经禁止直接焚烧秸秆，这种提高了秸秆的使用价值，解决了乡镇秸秆难以处理的问题；RDF成品为平均直径约13mm，长50mm的圆柱状，水分8％，抗压强度1.5MPa，抗弯强度1.2MPa，发电效率38％，热值23020KJ/Kg，此RDF成品可以储存、运输、代替煤等能源的利用；RDF燃料的制备前期干湿分类、中间通风放置并加上秸秆中和水分等步骤代替了传统的烘干过程，耗电量约40度/t，比传统的RDF燃料制备节能30％，且大量利用了秸秆约19％，变废为宝，解决了秸秆直接焚烧带来的环境问题。
此外，在步骤e中，均匀混入2％-4％的生石灰。
混入生石灰的作用是固氯，可以减少燃料后期焚烧产生的有害气体。
实施例1
a、垃圾的预处理：把收集的餐厨垃圾粉碎，与粉碎的秸秆干重比1:1混合，含水率调整为50％，碳氮比调整为25：1；
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；经过3天发酵，使温度达到50℃-60℃，之后维持5天，一次发酵完成；
c、二次发酵：将一次发酵产物的pH值调节为7，水分调节为65％，碳氮比调节为30，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为80：10：10；最后在混合物中均匀地植入赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)；
经过蚯蚓处理7天后，蚯蚓重量增加20％；肥料全氮上升27.5％，全磷上升89.6％，全钾上升76％，固相碳氮比16，发芽指数91％，pH 7.5，电导率1.526mS/cm，氯离子浓度较低为4.2g/Kg，垃圾完全腐熟。
对比实施例1
实施例1中的步骤b，所得的一次发酵产物不经过调节，直接植入赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)；其余实验步骤和参数条件均与实施例1相同。
经过蚯蚓处理2天后，蚯蚓存活率10％，不适于蚯蚓生长。
对比实施例2
a、垃圾的预处理，取牛粪、餐厨垃圾和秸秆，按照30：20：2的方式加水调节混合，将混合料的含水率控制在50％，碳氮比取整数为30，PH值7.0，发酵9天；
b、将混合料放入周转箱，加水，将发酵物含水率调整为65％，按每1kg混合料(含水)植入10条蚯蚓，植入蚯蚓7天后，蚯蚓生存率为62％，肥料的碳含量上升13％，氮含量上升19％，蚯蚓总重量上升25％。
实施例2
a、垃圾的预处理：把收集的餐厨垃圾粉碎，与粉碎的秸秆干重比1:1混合，含水率调整为60％，碳氮比调整为27：1
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；使温度达到50℃-60℃，之后维持4天，一次发酵完成；
c、二次发酵：将一次发酵产物pH值调节为7.5，水分调节为61％，碳氮比调节为32，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为70：10：20；最后在混合物中均匀地植入赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)；
经过蚯蚓处理10天后，蚯蚓重量增加40％；肥料全氮上升27％，全磷上升89％，全钾上升88％，固相碳氮比19，发芽指数92％，pH 7.5，电导率2.159mS/cm，氯离子浓度较低为3.2g/Kg垃圾完全腐熟。
实施例3
a、垃圾的预处理：把收集的餐厨垃圾粉碎，与粉碎的秸秆干重比2:1混合，含水率调整为55％，碳氮比调整为30：1
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；使温度达到50℃-60℃，之后维持4天，一次发酵完成；
c、二次发酵：将一次发酵产物pH值调节为6.5，水分调节为63％，碳氮比调节为35，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为75：5：20；最后在混合物中均匀地植入赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)；
经过蚯蚓处理10天后，蚯蚓重量增加50％；肥料全氮上升37％，全磷上升79％，全钾上升86％，固相碳氮比19，发芽指数95％，pH 7.5，电导率2.345mS/cm，氯离子浓度较低为3.9g/Kg，垃圾完全腐熟。
实施例4
按照实施例3，在步骤c中，经过2天发酵，使温度升高至50℃-55℃，之后维持1天，蛔虫卵死亡率仅为40％，表明大部分有害病菌没有被杀死，没有达到无害化处置的目的。
实施例5
按照实施例3，步骤b中，经过5天发酵使温度升高至55℃-60℃，维持6天，病原菌减少95％，表明经过高温，大部分有害病菌被杀死。
实施例6
在步骤e中，玉米秸秆和垃圾的混合比例为3：1时，RDF成品的热值23020KJ/Kg，耗电量40度/吨。
对比实施例2
在实施例6的步骤e中，将破碎垃圾送入烘干设备烘干，然后进入成型机成型，RDF成品的热值22099KJ/Kg，耗电量90度/吨。其余实验步骤和参数条件均与实施例6相同.
实施例7
在步骤e中，麦秸秆和垃圾的混合比例为5：1时，RDF成品的热值24010KJ/Kg，耗电量42度/吨。
实施例8
在步骤e中，稻草和垃圾的混合比例为7：1时，RDF成品的热值18060KJ/Kg。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种餐厨垃圾堆肥方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、垃圾的预处理：把收集的餐厨垃圾粉碎，与粉碎的秸秆干重比1:1-2:1混合，含水率调整为50％-70％，碳氮比调整为20-30：1；
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；经过4天发酵，使温度达到50℃-60℃，之后维持4-6天，一次发酵完成；
c、二次发酵：将一次发酵物的pH值调节为6.5-7.5，水分60-70％，碳氮比25-35，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为：60-80：5-10：10-20；最后在混合物中均匀地植入蚯蚓；经过蚯蚓处理7-10天后，得到肥料和蚯蚓。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾堆肥方法，其特征在于：
所述步骤b中，覆盖的半腐熟垃圾的组分含水量为38％-42％、pH值5.0-6.5、碳氮固相比为25-27：1；
覆盖的半腐熟垃圾的厚度为1cm-2cm。
3.一种乡镇垃圾的分类处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、垃圾的预处理：把经过前期分类乡镇垃圾中的餐厨垃圾粉碎，与粉碎的秸秆干重比1:1-2:1混合，含水率调整为50％-70％，碳氮比调整为20-30：1；
b、一次发酵：先在发酵槽底部铺设一层未碎秸秆，将a调整好的餐厨垃圾铺在秸秆上，最后在粉碎的餐厨垃圾上覆盖一层半腐熟垃圾；如此发酵使温度升高至50℃-60℃，维持4-6天，一次发酵完成；
c、二次发酵：将一次发酵产物的pH值调节为6.5-7.5，水分60-70％，碳氮比25-35，加入土壤和新鲜厨余垃圾，一次发酵物、土壤和新鲜厨余垃圾的质量比为：60-80：5-10：10-20；最后在混合物中均匀地植入蚯蚓；经过蚯蚓处理7-10天后，得到肥料和蚯蚓；
d、干垃圾处理：干垃圾先通过筛选，之后将筛上物料磁选，选出金属之后，再进行粉碎；
e、混料步骤：粉碎处理后的干垃圾先通过自然风干降低干垃圾的水分，之后添加生物质混合，进一步调控水分，水分调节完成之后，通过成型机成型即得到RDF燃料。
4.如权利要求3所述的乡镇垃圾的分类处理方法，其特征在于：在步骤e中，把破碎至2-8mm大小的垃圾与破碎至2mm的秸秆混合，混合比例呈3:1到7:1之间，拌匀送至RDF成型机制备RDF颗粒，最后自然风干。
5.如权利要求3所述的乡镇垃圾的分类处理方法，其特征在于：在步骤e中，均匀混入2％-4％的生石灰，再进行自然风干。
6.如权利要求3所述的乡镇垃圾的分类处理方法，其特征在于：
干垃圾处理步骤d包括一级处理和二级处理；
一级处理：先通过一级筛选，将筛上物料进行一级磁选，选出金属之后，再进行一级粉碎；
二级处理：经过一级粉碎的干垃圾再进行二级筛选，将杂质筛出，将筛上物料经过二级磁选，选出金属之后，再进行二级粉碎。
7.如权利要求3所述的乡镇垃圾的分类处理方法，其特征在于：步骤a和步骤b之间还包括步骤a1；
a1、预处理工艺：该步骤中，通过人工去除厨余垃圾中不能堆肥的垃圾，将有毒且影响发酵或蚯蚓健康的物质挑选出来，挑选之后，将餐厨垃圾粉碎。
8.如权利要求3所述的乡镇垃圾的分类处理方法，其特征在于：还包括无机物收集步骤；
步骤d中，干垃圾碎料过筛后，将筛下的无机物收起来进行分选，石块作为建筑材料，沙土则归还到耕地中。
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