CN107827502A - 一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法 - Google Patents

一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，该方法包括生物炭吸附双氧水、餐厨垃圾固液分离、混合浸渍生物炭和餐厨废渣、混合腐熟农林废弃物和混合渣2、再次堆肥发酵、形成餐厨肥料、配制混合土、配制回填土等步骤，在堆肥过程中使用了双氧水，在配制回填土的过程中添加了脱硫石膏粉。双氧水的使用明显改善了有氧堆肥过程中的供氧条件，增强了脱硫石膏粉促进盐分淋失的功效，而且提升了改良土壤用于植物生长时的发芽指数，全面提升了堆肥改良土的品质。

Description

一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法
技术领域
本发明属于固废资源化领域，具体的是一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法。
背景技术
我国不利于植物生长的盐碱地、矿质土的分布范围广，需要对其进行有效改良。垃圾堆肥产品是一种良好的土壤改良剂。
生活中产生了大量的有机生活垃圾，而餐厨垃圾作为有机生活垃圾的主要成分，其产生量巨大，而且含水量高、易腐发臭、易生物降解、腐烂变质速率很快，如果得不到及时、有效处理，对环境卫生和身体健康带来严重危害。因此，餐厨垃圾处理是我国政府面临的一道环保难题，也是全球需要面对的环保难题。
餐厨垃圾的处理方法主要包括填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧消化及加工饲料等。其中，填埋可以实现垃圾的减量化，但餐厨垃圾主要以碳水化合物及菜叶、果皮为主，且含水率高，填埋易产生大量渗滤液污染地下水；焚烧也是处理垃圾的有效方法之一，但是餐厨垃圾中有机物和含水量高，焚烧热值低，易污染大气；厌氧发酵是一项处理餐厨垃圾的新技术，但是在有机物分解率和甲烷产率方面尚存在许多需要改进的地方；好氧堆肥技术与前三者相比，既能实现餐厨垃圾的无害化、资源化处理，又操作相对简单不存在产品产率的问题，而且不会对地下水和大气产生污染。餐厨垃圾好氧堆肥的产品可用于盐碱地、矿质土等土壤的改良。
目前关于厨余垃圾好氧堆肥方面有许多研究。中国专利公布CN105503335A公布了一种餐厨垃圾制高有机碳肥的方法，通过物料的预处理、餐厨垃圾的水解酸化、物料混合调节、兼氧堆肥及好氧堆肥等步骤，综合了厌氧消化和好氧堆肥的原理，制备了水溶性好、含碳量高、养分全面的高有机碳肥，但是该方法的工艺复杂，堆肥设备要求较高。中国专利公布CN106278761A公布了一种利用剩余污泥与木材废料制备有机肥的方法，在堆肥发酵之前将污泥在高压灭菌釜中121℃下进行30min的消毒灭菌，但是该灭菌方法对设备和温度要求高，操作成本高。中国专利公布CN102826878A公开了一种将餐厨垃圾转化成肥料的方法：将禽畜粪便、作物秸秆和餐厨垃圾混合得到混合物,将所得到的混合物进行发酵得到肥料，该方法以猪粪和秸秆作为堆肥主料的基础上,加入合适比例的厨余垃圾,在一定程度上解决了单独堆肥通风不畅的问题,但是这种混合方式对堆肥通风性的改善是极为有限的。中国专利公告CN203653451U公布了一种堆肥通风管道装置，该装置上开有多组开口倾斜向下的通风口，通过将该装置安装在堆肥平台上，为好氧堆肥均匀供氧，提高了堆肥的效率，但是通过使用该装置进行供氧，不仅需要改造堆肥平台还存在结构复杂等问题。
因此需要一种能够有效杀灭餐厨垃圾中的病菌、堆肥过程中供氧均匀发酵充分、操作简单的餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法。
发明内容
本发明提供了一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，该方法操作简单，并且既能改善土壤的品，又能保障餐厨垃圾堆肥过程中的供氧均匀和发酵充分。
解释说明：
本发明中的“原土”指有待改善的地块中的土壤。
本发明提供如下技术方案：
本发明公开了一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)生物炭吸附双氧水：生物炭和质量百分比为1-5％的双氧水等体积浸渍，浸渍时间为12-36h，将浸渍之后的生物炭自然风干，得到浸渍生物炭；
(2)餐厨垃圾固液分离：将餐厨垃圾进行过滤，将固体部分进行破碎、除油和除盐处理，得到餐厨废渣；
(3)混合浸渍生物炭和餐厨废渣：将浸渍生物炭和餐厨废渣按照1-8:100的体积比进行混合，得到混合废渣1，将混合废渣1置于40-65℃的环境中，堆放0.5-3天，得到混合废渣2；
(4)混合腐熟农林废弃物和混合废渣2：将混合废渣2和预先腐熟的农林废弃物混合均匀，添加菌种，堆放至通风处发酵使其温度保持在50-80℃，当其温度达到60-80℃，使用翻土机进行翻堆降温后再自行堆肥发酵至50-80℃，反复5-7天左右，得到堆肥发酵品1；
(5)再次堆肥发酵：将步骤(4)中的堆肥发酵品1进行压缩除水，再次进行堆肥发酵，使其温度保持在30-50℃，当其温度超过50℃时，使用翻土机进行翻堆降温，再自行堆肥发酵至30-50℃，反复至腐熟，得到堆肥发酵品2；
(6)形成餐厨肥料：将步骤(5)中的堆肥发酵产2进行除臭处理后，依次进行降温、造粒、烘干和冷却等处理，得到餐厨肥料；
(7)配制混合土：将步骤(6)中得到的的餐厨肥料与N、P、K元素肥和原土，形成混合土；
(8)配制回填土：将步骤(7)中的混合土与脱硫石膏粉按照重量比15-32:1-2混合，制成回填土。
进一步地，步骤(3)中将浸渍生物炭和餐厨废渣按照3-5:100的体积比进行混合。
进一步地，步骤(3)中将所述的混合废渣1堆放于50-60℃的环境中。
进一步地，步骤(4)中通风发酵温度保持在60-70℃。
进一步地，步骤(4)中所添加的菌种是芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌中的几种混合物；具体地，所述的芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述的假单胞菌属为荧光假单胞菌。
进一步地，步骤(4)中所述的农林废弃物包括秸秆、稻壳、边角料、花生壳、卷皮、刨花和园林废弃物中的一种或多种。
进一步地，步骤(4)中所述的农林废弃物优选为园林废弃物。
进一步地，步骤(4)中所述的园林废弃物包括落叶、杂草、枯木、修剪下来的枝叶中的一种或多种。
进一步地，步骤(7)中所述餐厨配料按以下重量比混合：N肥：P肥：K肥：原土＝4.7-47：0-0.3：0-1.6：3.5-6.9：45.7-90.7。
进一步地，步骤(8)中将混合土按照重量比20-30:1-2混合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果和创新点：
(1)双氧水具有杀菌消毒的作用，很少有人用双氧水来进行生物发酵，但是本发明将双氧水用于餐厨垃圾堆肥发酵。
(2)在步骤(3)中，双氧水在60℃的环境下，进行分解产生氧气，产生的氧气吸附在生物炭上，生物炭可以很好的混合在肥堆里，随着好氧发酵过程的进行，生物炭可以不断的均匀的释放氧气，有效解决了常规发酵过程中通风不足的问题。
(3)双氧水在步骤(3)中发生分解，在分解的同时对餐厨垃圾进行了杀菌消毒。经过分解的双氧水转化成水分和氧气，不再具有杀菌作用，便不会再对步骤(4)中添加的进行有氧发酵的菌类产生杀灭作用，进而不会抑制后续的有氧发酵。
(4)由于整个好氧酵过程中供氧足，使得餐厨垃圾好氧堆肥发酵更加充分。
(5)通过在处理过程中使用双氧水可以有效增强脱硫石膏粉促进盐分淋失的功效，比单独使用脱硫石膏粉时，使用双氧水后脱硫石膏粉降低EC值的效果更明显。
(6)处理过程中双氧水的使用还可以提高改良土用于植物发芽的发芽指数，更有利于植物生长。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
基础实施例
一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法：
(1)生物炭吸附双氧水：生物炭和质量百分比为1-5％的双氧水等体积浸渍，浸渍时间为24h，将浸渍之后的生物炭自然风干，得到浸渍生物炭；
(2)餐厨垃圾固液分离：将餐厨垃圾进行过滤，取固体部分进行破碎、除油和除盐处理，得到餐厨废渣；
(3)混合浸渍生物炭和餐厨废渣：将浸渍生物炭和餐厨废渣按照1-8:100的体积比进行混合，得到混合废渣1，将混合废渣1置于60℃的环境中，堆放2天，得到混合废渣2；
(4)混合腐熟农林废弃物和混合废渣2：将混合废渣2和预先腐熟的农林废弃物混合均匀，添加多粘芽孢杆菌、固氮菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌的混合菌种，堆放至通风处发酵使其温度保持在70℃，当其温度达到70℃，使用翻土机进行翻堆降温后再自行堆肥发酵至70℃，反复5-7天左右，得到堆肥发酵品1；
(5)再次堆肥发酵：将步骤(4)中的堆肥发酵品1进行压缩除水，再次进行堆肥发酵，使其温度保持在50℃，当其温度超过50℃时，使用翻土机进行翻堆降温，再自行堆肥发酵至50℃，反复至腐熟，得到堆肥发酵品2；
(6)形成餐厨肥料：将步骤(5)中的堆肥发酵产2进行除臭处理后，依次进行降温、造粒、烘干和冷却等处理，得到餐厨肥料；
(7)配制混合土：将步骤(6)中得到的的餐厨肥料与N、P、K元素肥和原土，按照N肥：P肥：K肥：原土＝4.7-47：0-0.3：0-1.6：3.5-6.9：45.7-90.7的重量比混合，形成混合土；
(8)配制回填土：将步骤(7)中的混合土与脱硫石膏粉按照重量比15-32:1-2混合，制成回填土。
实施例1-6
实施例1-6为以基础实施例为依据，通过调整其中具体技术参数获得的实施例，具体如表1-3所示。
对比例1
没做任何处理的原土，具体如表1所示。
对比例2-3
对比例1-2也是以基础实施例为依据，通过调整其中具体参数获得的对比例，具体如表2所示。
以下表格中的“N”指未使用此成分。
实验：
通过下述实验方法测定实施例和对比例得到的回填土的pH值、EC值和作用于植物种子的发芽指数。
取土样，用去离子水按照重量体积比为10:1的水土比溶解,在室温条件下,于200r/min的条件下水平振荡提取2h后,滤纸过滤得到土壤提取液。用pH S-3C型pH计直接测定pH值，用DDS-11A型电导率仪测定电导率EC1。吸取6mL提取液添加到铺有滤纸的直径为9cm的培养皿内，每个培养皿接种20粒饱满的小青菜种子,放置在(20士l)℃培养箱中培养,第24h测定种子发芽指数，每个处理重复3次。在相同条件下，将6mL的提取液换成蒸馏水，再多设置一组植物发芽指数的对照实验。
用去离子水对土样进行喷淋淋滤，喷淋时间为24小时。喷淋结束后，按照重量体积比为10:1的水土比溶解土壤,在室温条件下,于200r/min的条件下水平振荡提取lh后,滤纸过滤得到土壤提取液，用DDS-11A型电导率仪测定电导率EC2。将喷淋后土壤的EC2值和不喷淋的土壤的EC1值进行比较，得到土壤的盐分淋失率。
相关计算方法如下：
表1中实施例1-4和对比例1中的数据显示，本发明改良方法将土壤的pH值由7.5降低到了7.0以下，使土壤由弱碱性变成了更适合植物生长的弱酸性，本发明的土壤改良方法还明显提高了土壤的盐分淋失率，而且将植物实验的发芽指数由80％提升到了100％以上，明显改良了原土的品质。
表1
对比表2中的对比例1和对比例2可以发现在厨余垃圾堆肥改良土壤时，若果不添加脱硫石膏粉，改良后土壤的pH值会由原来的7.5上升到8.2，土壤碱性增强不利于植物的生长。实施例4和没有添加脱硫石膏粉的对比例2比较可以发现，脱硫石膏粉的添加有效降低了土壤的pH,而且提高了土壤的盐分淋失率和土壤用于植物生长的发芽指数。实施例4和没用双氧水处理的对比例3比较可以发现，实施例4中改良后土壤的80％的盐分淋失率明显高于对比例3中的60％的盐分淋失率；实施例4中的发芽指数比对比例3中的发芽指数高15％:说明本发明方法中双氧水的使用进一步提升了脱硫石膏粉增强盐分淋失的功效，而且增强土壤用于植物发芽的发芽指数。
表2
根据实施例中使用双氧水浓度的不同设置了表3中的实施例4-6，其中，实施例6中使用的双氧水的浓度最高，其对应的盐分淋失率也最高；实施例5中使用的双氧水的浓度最低，其对应的盐分淋失率也最低：说明本发明方法中随着使用的双氧水的浓度的增加，双氧水增强盐分淋失的作用增强。
表3

Claims (10)

1.一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)生物炭吸附双氧水：生物炭和质量百分比为1-5％的双氧水等体积浸渍，浸渍时间为12-36h，将浸渍之后的生物炭自然风干，得到浸渍生物炭；
(2)餐厨垃圾固液分离：将餐厨垃圾进行过滤，取固体部分进行破碎、除油和除盐处理，得到餐厨废渣；
(3)混合浸渍生物炭和餐厨废渣：将浸渍生物炭和餐厨废渣按照1-8:100的体积比进行混合，得到混合废渣1，将混合废渣1置于40-65℃的环境中，堆放0.5-3天，得到混合废渣2；
(4)混合腐熟农林废弃物和混合废渣2：将混合废渣2和预先腐熟的农林废弃物混合均匀，添加菌种，堆放至通风处发酵使其温度保持在50-80℃，当其温度达到60-80℃，使用翻土机进行翻堆降温后再自行堆肥发酵至50-80℃，反复5-7天左右，得到堆肥发酵品1；
(5)再次堆肥发酵：将步骤(4)中的堆肥发酵品1进行压缩除水，再次进行堆肥发酵，使其温度保持在30-50℃，当其温度超过50℃时，使用翻土机进行翻堆降温，再自行堆肥发酵至30-50℃，反复至腐熟，得到堆肥发酵品2；
(6)形成餐厨肥料：将步骤(5)中的堆肥发酵产2进行除臭处理后，依次进行降温、造粒、烘干和冷却等处理，得到餐厨肥料；
(7)配制混合土：将步骤(6)中得到的的餐厨肥料与N、P、K元素肥和原土，形成混合土；
(8)配制回填土：将步骤(7)中的混合土与脱硫石膏粉按照重量比15-32:1-2混合，制成回填土。
2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(3)中将浸渍生物炭和餐厨废渣按照3-5:100的体积比进行混合。
3.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(3)中将混合废渣1堆放于50-60℃的环境中。
4.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(4)中通风发酵温度保持在60-70℃。
5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(4)中添加的菌种是芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌中的几种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的农林废弃物包括秸秆、稻壳、边角料、花生壳、卷皮、刨花、园林废弃物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的农林废弃物优选为园林废弃物。
8.根据权利要求7所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述的园林废弃物包括落叶、杂草、枯木、修剪下来的枝叶中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(7)中餐厨配料按以下重量比混合：N肥：P肥：K肥：原土＝4.7-47：0-0.3：0-1.6：3.5-6.9：45.7-90.7。
10.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，其特征在于：所述步骤(8)中将混合土按照重量比20-30:1-2混合。
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