CN107935651A - 一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，属于生物制剂技术领域。本发明将农林废弃物与工业废弃物充分资源化利用，用于制作生活垃圾堆肥处理用生物增温剂，农林废弃物预先处理不仅可以减少添加原料，降低成本，同时可软化纤维素，减少纤维素对堆置发酵过程的影响，而在发酵过程中产生的大量油脂、腐植酸也是加快堆肥速率，提高堆肥品质稳定性的重要物质，充分利用生物增温剂对微量元素的固化作用，来降低堆肥中臭气的挥发量，降低氮素损失，提高堆肥品质，能使生活垃圾快速达到减量化、无害化和资源化的目的，既能解决环境污染，又可生产出优良的生物有机肥，因此可广泛应用于城郊生活垃圾处理。

Description

一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，属于生物制剂技术领域。
背景技术
人类社会在不断向前发展，生活垃圾的堆积及其污染问题正变得日益严重，其处理问题已成为世界各国正在关注的热点。目前，国内外城市垃圾的主要处置方法有填埋法、焚烧法和堆肥法三种。填埋法虽然简单易行和投资少，但占地面积大、二次污染较严重和资源不能回收利用；焚烧方法是垃圾处理无害化和减量化效果最好的，但投资大、运行费用高和易造成空气污染。与前2种处理方法相比，堆肥法是利用微生物技术来处理生活垃圾，具有投资少、运行费用低、节约能源和二次污染小等优点，且经过堆肥化处理的生活垃圾可用来生产有机一无机复混肥。它不仅为农业提供了具有改善土质功能肥料，提高资源的利用价值，而且可实现化废为宝和净化环境的目的。
传统的堆肥法主要是一个由自然微生物参与的生理生化过程，利用堆肥原料中的土著微生物来降解有机物，由于堆肥初期土著微生物量和有益菌所占总菌数比例有限，需要一定时间升温才能繁殖起来进行发酵，因此传统堆肥法存在着发酵时间长、产生臭味且肥效低等问题。
因此，高温堆肥技术将是未来城市生活垃圾处理的主要发展方向之一。在高温堆肥技术中，高效生物增温剂的制备及其在垃圾堆肥处理中的应用研究具有极其重要的意义，它一方面为生活垃圾高温堆肥处理提供了重要的技术保障，另一方面也为垃圾的处理提出了一条经济的、可行的和符合可持续发展理念的新途径。因此，它将为加强环境治理，改善环境质量作出积极贡献，具有重要的研究价值和应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对由于堆肥初期土著微生物量和有益菌所占总菌数比例有限，需要一定时间升温才能繁殖起来进行发酵，因此传统堆肥法存在着发酵时间长、产生臭味且肥效低的问题，提供了一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，具体步骤为：
（1）取苹果渣自然风干至含水率为1~5%，再粉碎过20目筛，得预处理苹果渣；
（2）取糠醛渣自然风干至含水率为1~5%，再粉碎过20目筛，得预处理糠醛渣；
（3）取稻草、麦草、玉米秆、木屑，浸泡在pH为14的石灰水中20~30min，取出并沥干，再覆膜堆置7~10天，得预处理料；
（4）取预处理苹果渣、预处理糠醛渣、预处理料装入拌料桶中混合均匀后堆置，并喷洒复合生物菌剂，再加入去离子水至含水量为50~60%，翻堆并发酵20~25天，得发酵料；
（5）取发酵料加入去离子水中混合均匀，再离心分离5~8min，取上层液相，得生活垃圾堆肥处理用生物增温剂。
步骤（3）所述稻草、麦草、玉米秆、木屑的重量份为3~5份稻草，3~5份麦草，3~5份玉米秆，3~5份木屑。
步骤（4）所述预处理苹果渣、预处理糠醛渣、预处理料的重量份为10~20份预处理苹果渣，10~20份预处理糠醛渣，10~15份预处理料。
步骤（4）所述复合生物菌剂用量为预处理苹果渣、预处理糠醛渣、预处理料总质量的5~7%。
步骤（4）所述复合生物菌剂为木霉M21、放线菌F07、地衣芽孢杆菌X33、嗜热脂肪芽孢杆菌按活菌数比5：3：1：1组成的复合生物菌剂，有效活菌数≥100亿/g。
步骤（4）所述翻堆过程为当平均温度达到50℃时开始第1次翻堆，待温度再次上升到50℃以上时第2次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过60℃，在高温阶段过后，温度不再上升，即停止翻堆。
步骤（5）所述发酵料与去离子水的质量比为1：2.5~1：10。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的生活垃圾堆肥处理用生物增温剂在生活垃圾处理过程中，对容易降解的一级物质的分解消耗，提供大量的碳源和能源来促进微生物的生长，能产生大量的蛋白酶、脂肪酶、脱氢酶纤维素酶和淀粉酶等酶系，实现蛋白质的氨化作用、糖类物质的分解。葡萄糖经相关微生物的代谢还可为难降解的二级物质提供必须的还原力和各种辅酶、脂肪的分解、腐殖质的形成，同时也产生一些降解酶来降解二级物质，达到较高的降解率，在生活垃圾处理过程中加入生物增温剂，组成了复杂而稳定的微生物群体结构系统，它们之间和谐相处，协调作用，其中微生物利用一级物质分解转化为不完全氧化产物，这种产物与部分二级物质发生反应，产物又被其他微生物利用，促进堆肥发酵的进行；
（2）本发明制备的生活垃圾堆肥处理用生物增温剂能使生活垃圾快速达到减量化、无害化和资源化的目的。该菌剂具有发酵升温快、维持堆肥温度高、发酵周期短的特点，能显著促进垃圾腐熟、保存堆肥有效养分，既能解决环境污染，又可生产出优良的生物有机肥，因此可广泛应用于城郊生活垃圾处理；
（3）本发明将农林废弃物与工业废弃物充分资源化利用，用于制作生活垃圾堆肥处理用生物增温剂，农林废弃物预先处理不仅可以减少添加原料，降低成本，同时可软化纤维素，减少纤维素对堆置发酵过程的影响，而在发酵过程中产生的大量油脂、腐植酸也是加快堆肥速率，提高堆肥品质稳定性的重要物质，充分利用生物增温剂对微量元素的固化作用，来降低堆肥中臭气的挥发量，降低氮素损失，提高堆肥品质。
具体实施方式
取苹果渣，自然风干至含水率为1~5%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理苹果渣，取糠醛渣，自然风干至含水率为1~5%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理糠醛渣，取3~5kg稻草，3~5kg麦草，3~5kg玉米秆，3~5kg木屑，浸泡在pH为14的石灰水中20~30min，取出并沥干，再覆膜堆置7~10天，得预处理料，取10~20kg预处理苹果渣，10~20kg预处理糠醛渣，10~15kg预处理料装入拌料桶中混合均匀后堆置，并喷洒总质量5~7%的复合生物菌剂，再加入去离子水至含水量为50~60%，发酵20~25天，当平均温度达到50℃时开始第1次翻堆，待温度再次上升到50℃以上时第2次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过60℃，在高温阶段过后，温度不再上升，即停止翻堆，得发酵料，取1~2kg发酵料，加入5~10kg去离子水中，以300~400r/min搅拌20~30min，再转入离心分离机中离心分离5~8min，取上层液相，得生活垃圾堆肥处理用生物增温剂。
实例1
取苹果渣，自然风干至含水率为1%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理苹果渣，取糠醛渣，自然风干至含水率为1%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理糠醛渣，取3kg稻草，3kg麦草，3kg玉米秆，3kg木屑，浸泡在pH为14的石灰水中20min，取出并沥干，再覆膜堆置7天，得预处理料，取10kg预处理苹果渣，10kg预处理糠醛渣，10kg预处理料装入拌料桶中混合均匀后堆置，并喷洒总质量5%的复合生物菌剂，再加入去离子水至含水量为50%，发酵20天，当平均温度达到50℃时开始第1次翻堆，待温度再次上升到50℃以上时第2次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过60℃，在高温阶段过后，温度不再上升，即停止翻堆，得发酵料，取1kg发酵料，加入5kg去离子水中，以300r/min搅拌20min，再转入离心分离机中离心分离5min，取上层液相，得生活垃圾堆肥处理用生物增温剂。
实例2
取苹果渣，自然风干至含水率为3%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理苹果渣，取糠醛渣，自然风干至含水率为3%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理糠醛渣，取4kg稻草，4kg麦草，4kg玉米秆，4kg木屑，浸泡在pH为14的石灰水中25min，取出并沥干，再覆膜堆置8天，得预处理料，取15kg预处理苹果渣，15kg预处理糠醛渣，12kg预处理料装入拌料桶中混合均匀后堆置，并喷洒总质量6%的复合生物菌剂，再加入去离子水至含水量为55%，发酵22天，当平均温度达到50℃时开始第1次翻堆，待温度再次上升到50℃以上时第2次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过60℃，在高温阶段过后，温度不再上升，即停止翻堆，得发酵料，取1kg发酵料，加入6kg去离子水中，以350r/min搅拌25min，再转入离心分离机中离心分离6min，取上层液相，得生活垃圾堆肥处理用生物增温剂。
实例3
取苹果渣，自然风干至含水率为5%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理苹果渣，取糠醛渣，自然风干至含水率为5%，再装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理糠醛渣，取5kg稻草，5kg麦草，5kg玉米秆，5kg木屑，浸泡在pH为14的石灰水中30min，取出并沥干，再覆膜堆置10天，得预处理料，取20kg预处理苹果渣，20kg预处理糠醛渣，15kg预处理料装入拌料桶中混合均匀后堆置，并喷洒总质量7%的复合生物菌剂，再加入去离子水至含水量为60%，发酵25天，当平均温度达到50℃时开始第1次翻堆，待温度再次上升到50℃以上时第2次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过60℃，在高温阶段过后，温度不再上升，即停止翻堆，得发酵料，取2kg发酵料，加入10kg去离子水中，以400r/min搅拌30min，再转入离心分离机中离心分离8min，取上层液相，得生活垃圾堆肥处理用生物增温剂。
对照例：东莞某公司生产的生物增温剂。
将实例及对照例的生物增温剂进行检测，具体检测结果如表1。
表1性能表征对比表
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
生活垃圾减量率/% 41.3 42.7 44.6 35.8
气味 无臭味 无臭味 无臭味 有臭味
堆肥时间/天 30 25 23 45
堆肥产物肥效（农作物产量增加率/%） 6.6 6.9 7.2 5.3
由表1可知，本发明制备的生活垃圾堆肥处理用生物增温剂发酵周期短，能显著促进垃圾降解、保存堆肥有效养分。

Claims (7)

1.一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）取苹果渣自然风干至含水率为1~5%，再粉碎过20目筛，得预处理苹果渣；
（2）取糠醛渣自然风干至含水率为1~5%，再粉碎过20目筛，得预处理糠醛渣；
（3）取稻草、麦草、玉米秆、木屑，浸泡在pH为14的石灰水中20~30min，取出并沥干，再覆膜堆置7~10天，得预处理料；
（4）取预处理苹果渣、预处理糠醛渣、预处理料装入拌料桶中混合均匀后堆置，并喷洒复合生物菌剂，再加入去离子水至含水量为50~60%，翻堆并发酵20~25天，得发酵料；
（5）取发酵料加入去离子水中混合均匀，再离心分离5~8min，取上层液相，得生活垃圾堆肥处理用生物增温剂。
2.如权利要求1所述的一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述稻草、麦草、玉米秆、木屑的重量份为3~5份稻草，3~5份麦草，3~5份玉米秆，3~5份木屑。
3.如权利要求1所述的一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述预处理苹果渣、预处理糠醛渣、预处理料的重量份为10~20份预处理苹果渣，10~20份预处理糠醛渣，10~15份预处理料。
4.如权利要求1所述的一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述复合生物菌剂用量为预处理苹果渣、预处理糠醛渣、预处理料总质量的5~7%。
5.如权利要求1所述的一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述复合生物菌剂为木霉M21、放线菌F07、地衣芽孢杆菌X33、嗜热脂肪芽孢杆菌按活菌数比5：3：1：1组成的复合生物菌剂，有效活菌数≥100亿/g。
6.如权利要求1所述的一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述翻堆过程为当平均温度达到50℃时开始第1次翻堆，待温度再次上升到50℃以上时第2次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过60℃，在高温阶段过后，温度不再上升，即停止翻堆。
7.如权利要求1所述的一种生活垃圾堆肥处理用生物增温剂的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述发酵料与去离子水的质量比为1：2.5~1：10。
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