CN109053283A - 一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，包括以下步骤：(1)分选破碎，(2)过滤去浮油，(3)酶解处理，(4)油脂分离，(5)一次发酵，(6)二次发酵，(7)造粒。本发明的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法工艺简单、成本低廉，且可有效去除餐厨垃圾中植物油及动物脂肪，并有效回收餐厨垃圾中的营养成分，制成肥效良好的有机肥，解决了餐厨垃圾污染环境问题。

Description

一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法
技术领域
本发明涉及垃圾回收技术领域，尤其涉及一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法。
背景技术
餐厨垃圾包括每天吃剩的残渣食物、瓜皮、果屑；择菜、洗菜、洗碗后将残菜、剩渣，啃剩的骨头等等。对于该类厨房垃圾，一般都是装进垃圾袋直接扔掉，城市垃圾处理系统中，多采用掩埋焚烧等方式处理，不但污染环境，而且还得不到回收利用。也有家庭或餐厅安装垃圾处理机，一般与水池的出水口连接，从水池中冲出的垃圾进入垃圾处理机，垃圾处理机将较大块的垃圾粉碎后，再排入下水管，但是该中处理方法，容易造成城市下水管系统堵塞，而且还容易滋生细菌、蚊虫、蟑螂等，最终排入环境还会污染水土。对于餐厨垃圾的处理“无害化、减量化、稳定化、资源化”是我国的标准，以及世界处理的标准。将餐厨垃圾与厨余垃圾通过复合微生物菌群进行中温兼性耗氧发酵后制成肥料，用于种植与土地利用是比较理想的处理方式。
餐厨垃圾中含有大量的油脂类物质，它们会在厌氧系统内部不断累积，影响产甲烷菌的活性和系统的稳定性，对餐厨垃圾厌氧消化工艺带来不可忽视的负面影响。另外，油脂发酵极易产生致癌物质一一黄曲霉素，危害人类健康；在餐厨垃圾制肥工艺中，油脂会包裹支撑介质，干扰微生物生命活动，影响处理效果；油脂粘附器壁容易造成管路堵塞等等。因此，在餐厨垃圾处理中通常需要脱除油脂，并且餐厨垃圾中的废油脂又是理想的生物油燃料和日用化工原料，可以回收再利用。餐厨垃圾中的油脂主要以可浮油和固相内部油脂两种形式存在。可浮油滴径较大，静置后能较快上浮，以连续相油膜的形式漂浮于水面；固相内部油脂多以固态与垃圾固相结合，很难自然分离，一般需通过高温加热才能分离。通过餐厨垃圾成分分析，餐厨垃圾中的脂肪含量远远高于可浮油含量。国内餐厨垃圾提油主流工艺存在重油轻脂的问题，其主要针对餐厨垃圾中可浮油的提取，即将餐厨垃圾充分沥水，对该部分水进行加热，然后进行油水分离。该工艺只将餐厨垃圾中植物油即可浮油去除，未除去餐厨垃圾中大量的动物脂肪，提油的经济效益有限。
中国专利CN201210567061.7公开了一种餐厨垃圾处理方法，采用将餐厨垃圾制成垃圾浆液后进行发酵，将发酵后的垃圾浆液在萃取罐中用CO2超临界法萃取出油脂，非油脂物质进入发酵系统中进行厌氧发酵，制得沼气。中国专利CN201510397861.2公开了一种亚临界处理餐厨垃圾的方法，其由以下步骤组成：餐厨垃圾破碎→亚临界处理→固液分离→碟片分离机除去油脂→消化处理，其利用水热反应的特性，将餐厨垃圾置于水的亚临界状态，即温度在160-374℃，压力在0.8-22MP，发生水热反应，使餐厨垃圾中的有机质充分液化，提高了餐厨垃圾的利用率，具有工艺流程短，能耗低，可很好的提出餐厨垃圾中的油和脂，分离好的液体在后续工艺可精确调整厌氧消化。此两种方法均存在设备昂贵，成本高的特点，不适宜工业利用。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种工艺简单、成本低廉，且可有效去除餐厨垃圾中植物油及动物脂肪，并有效回收餐厨垃圾中的营养成分，解决餐厨垃圾污染环境问题的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，包括以下步骤：
(1)分选破碎：将餐厨垃圾进行分选，分选出有机物并去除餐厨垃圾中的不能制作肥料的杂物，然后将分选出的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物；
(2)过滤去浮油：将有机物垃圾颗粒混合物静置2-4h后，过滤，去除上层浮油，得到有机物垃圾颗粒物；
(3)酶解处理：向步骤(2)的有机物垃圾颗粒物中加入复合酶，在32-40℃进行酶解处理，得到酶解物；
(4)油脂分离：通过油脂分离器将步骤(3)的酶解物中的油脂物质分离出来，得到油脂和去油脂酶解物；
(5)一次发酵：将油脂酶解物送入发酵池中，加入发酵菌种进行一次发酵处理，获得一次发酵物料；
(6)二次发酵：在一次发酵物料中加入草木灰、糖厂滤泥、混合菌及复合助剂，混合均匀，进行二次堆肥发酵2-5天，得到二次发酵物料；
(7)造粒：将二次发酵物料筛分后，烘干，造粒，制得所述有机肥。
较佳地，在步骤(3)，所述复合酶由纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶组成，所述纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶的质量比为1：0.2-1：0.5-1：1-2。
较佳地，所述有机物垃圾颗粒物与复合酶的质量比为100：0.5-3。
较佳地，所述酶解处理的时间为1-3h。
较佳地，在步骤(5)，所述发酵菌种为酵母菌，所述油脂酶解物与酵母菌的质量比为100：0.1-2。
较佳地，在步骤(6)，所述二次发酵过程中，按照重量份数，所述一次发酵物料为50-100份、草木灰为3-8份、糖厂滤泥为10-15 份，混合菌为0.5-4份及复合助剂为1-5份。
较佳地，在步骤(6)，所述混合菌由枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌组合而成，所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌的质量比为1：1-2：0.2-1。
较佳地，在步骤(6)，所述复合助剂由微量元素和稀土元素混合而成，所述微量元素由钙、镁、锌、硒和钼组成，所述稀土元素由镧、铈、镨和钕组成。
较佳地，所述一次发酵处理的时间为3-5h。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，利用餐厨垃圾为原料，依次经过分选破碎-过滤去浮油-酶解处理-油脂分离-一次发酵- 二次发酵-造粒的一系列工序制得有机肥，其中先经过过滤去浮油将餐厨垃圾中的大部分植物油去除，再经过复合酶酶解处理，分解动物脂肪及附着在餐饮垃圾表面上的油脂，再经油脂分离，将餐厨垃圾中的油和脂很好的进行分离，避免油脂影响肥效的同时，也避免了发酵过程产生致癌物质，危害人类生命活动，同时回收的油脂可用作生物油燃料和日用化工原料；然后经一级发酵、二级发酵及造粒后制成有机肥，工艺简单，成本低廉；通过过滤去浮油、酶解处理及油脂分离三步骤可有效去除餐厨垃圾中植物油及动物脂肪，并有效回收餐厨垃圾中的营养成分制成有机肥，解决餐厨垃圾污染环境问题；
(2)本发明将去油脂后的餐厨垃圾进行一次发酵后，添加草木灰、糖厂滤泥等农业废弃物经过两次发酵得到生物有机肥，实现资源化利用，变废为宝，解决了有机物环境污染的问题；
(3)复合助剂由微量元素和稀土元素混合而成，微量元素为植物提供生长所需的钙、镁、锌等微量元素，稀土元素能促进植物生长，提早发芽，改善植株及果实品质等；
(4)本发明有机肥的制备方法，经过两级发酵腐熟，从而保证堆肥发酵均匀、充分，发酵得到的有机肥肥效佳，绿色环保。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)分选破碎：将餐厨垃圾进行分选，分选出有机物并去除餐厨垃圾中的不能制作肥料的杂物，然后将分选出的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物，此时通过仪器测得油脂类含量为350mg/L；其中，不能制作肥料的杂物包括金属杂物、玻璃杂物、塑料杂物、木质杂物、灰尘石子杂物；
(2)过滤去浮油：将有机物垃圾颗粒混合物静置3h后，过滤，去除上层浮油，得到有机物垃圾颗粒物；
(3)酶解处理：向步骤(2)的有机物垃圾颗粒物中加入复合酶，在35℃进行酶解处理2h，得到酶解物；有机物垃圾颗粒物与复合酶的质量比为100：2，所述复合酶由纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶组成，所述纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶的质量比为1：0.5：0.8：1.5；
(4)油脂分离：通过油脂分离器将步骤(3)的酶解物中的油脂物质分离出来，得到油脂和去油脂酶解物；
(5)一次发酵：将油脂酶解物送入发酵池中，加入发酵菌种进行一次发酵处理4h，获得一次发酵物料；所述发酵菌种为酵母菌，所述油脂酶解物与酵母菌的质量比为100：1；
(6)二次发酵：在一次发酵物料中加入草木灰、糖厂滤泥、混合菌及复合助剂，混合均匀，进行二次堆肥发酵4天，得到二次发酵物料；其中按照重量份数，一次发酵物料为80份、草木灰为5份、糖厂滤泥为12份，混合菌为2份及复合助剂为3份；所述混合菌由枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌组合而成，所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌的质量比为1：1.5：0.5；所述复合助剂由微量元素和稀土元素混合而成，所述微量元素由钙、镁、锌、硒和钼组成，所述稀土元素由镧、铈、镨和钕组成；
(7)造粒：将二次发酵物料筛分后，烘干，造粒，制得所述有机肥。
经去油脂后，通过仪器检测，去油脂酶解物中油脂含量为4.2mg/L, 去除率为98.8％，制备得到的有机肥的水分含量为18％，有机肥的 pH为6.5。
实施例2
一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)分选破碎：将餐厨垃圾进行分选，分选出有机物并去除餐厨垃圾中的不能制作肥料的杂物，然后将分选出的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物，此时通过仪器测得油脂类含量为410mg/L；其中，不能制作肥料的杂物包括金属杂物、玻璃杂物、塑料杂物、木质杂物、灰尘石子杂物；
(2)过滤去浮油：将有机物垃圾颗粒混合物静置2h后，过滤，去除上层浮油，得到有机物垃圾颗粒物；
(3)酶解处理：向步骤(2)的有机物垃圾颗粒物中加入复合酶，在32℃进行酶解处理3h，得到酶解物；有机物垃圾颗粒物与复合酶的质量比为100：3，所述复合酶由纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶组成，所述纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶的质量比为1：0.2：0.5：1；
(4)油脂分离：通过油脂分离器将步骤(3)的酶解物中的油脂物质分离出来，得到油脂和去油脂酶解物；
(5)一次发酵：将油脂酶解物送入发酵池中，加入发酵菌种进行一次发酵处理3h，获得一次发酵物料；所述发酵菌种为酵母菌，所述油脂酶解物与酵母菌的质量比为100：0.1；
(6)二次发酵：在一次发酵物料中加入草木灰、糖厂滤泥、混合菌及复合助剂，混合均匀，进行二次堆肥发酵2天，得到二次发酵物料；其中按照重量份数，一次发酵物料为50份、草木灰为3份、糖厂滤泥为10份，混合菌为0.5份及复合助剂为1份；所述混合菌由枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌组合而成，所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌的质量比为1：1：0.2；所述复合助剂由微量元素和稀土元素混合而成，所述微量元素由钙、镁、锌、硒和钼组成，所述稀土元素由镧、铈、镨和钕组成；
(7)造粒：将二次发酵物料筛分后，烘干，造粒，制得所述有机肥。
经去油脂后，通过仪器检测，去油脂酶解物中油脂含量为6.3mg/L, 去除率为98.5％，制备得到的有机肥的水分含量为17.8％，有机肥的 pH为6.8。
实施例3
一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)分选破碎：将餐厨垃圾进行分选，分选出有机物并去除餐厨垃圾中的不能制作肥料的杂物，然后将分选出的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物，此时通过仪器测得油脂类含量为386mg/L；其中，不能制作肥料的杂物包括金属杂物、玻璃杂物、塑料杂物、木质杂物、灰尘石子杂物；
(2)过滤去浮油：将有机物垃圾颗粒混合物静置4h后，过滤，去除上层浮油，得到有机物垃圾颗粒物；
(3)酶解处理：向步骤(2)的有机物垃圾颗粒物中加入复合酶，在40℃进行酶解处理1h，得到酶解物；有机物垃圾颗粒物与复合酶的质量比为100：0.5，所述复合酶由纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶组成，所述纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶的质量比为1：1：1：2；
(4)油脂分离：通过油脂分离器将步骤(3)的酶解物中的油脂物质分离出来，得到油脂和去油脂酶解物；
(5)一次发酵：将油脂酶解物送入发酵池中，加入发酵菌种进行一次发酵处理5h，获得一次发酵物料；所述发酵菌种为酵母菌，所述油脂酶解物与酵母菌的质量比为100：2；
(6)二次发酵：在一次发酵物料中加入草木灰、糖厂滤泥、混合菌及复合助剂，混合均匀，进行二次堆肥发酵5天，得到二次发酵物料；其中按照重量份数，一次发酵物料为100份、草木灰为8份、糖厂滤泥为15份，混合菌为4份及复合助剂为5份；所述混合菌由枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌组合而成，所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌的质量比为1：2：1；所述复合助剂由微量元素和稀土元素混合而成，所述微量元素由钙、镁、锌、硒和钼组成，所述稀土元素由镧、铈、镨和钕组成；
(7)造粒：将二次发酵物料筛分后，烘干，造粒，制得所述有机肥。
经去油脂后，通过仪器检测，去油脂酶解物中油脂含量为5.2mg/L, 去除率为98.7％，制备得到的有机肥的水分含量为16.5％，有机肥的 pH为7.0。
实施例4
本实施例与实施例1的工艺参数一致，不同之处在于：未对餐厨垃圾进行去油处理，即未进行(2)过滤去浮油，(3)酶解处理及(4) 油脂分离此三步骤。
选取面积均为一亩的黑美人西瓜种植地，并分别采用本发明实施例1-3制备得到的有机肥进行施肥，同时设置空白组采用一般肥料(购自玉林市绿涛有机复合肥有限公司)进行施肥，其它工艺步骤均一致，至收成，测试得到的实验结果见表1，(其中往年西瓜亩均产量为 2100kg)。
表1
将本实施例1-4施肥得到的西瓜及空白组施肥收获的西瓜的质量安全按照GB/T5009进行检测，所检出的西瓜中隔、汞、砷、亚硝酸盐等项目指标均合格。由上表可知，未对餐厨垃圾进行去油处理做出的有机肥肥效低于经去油处理的餐厨垃圾做成的有机肥，其西瓜亩产量甚至低于一般肥料施肥所得的西瓜亩产量。
综上所述，本发明在餐厨垃圾制肥工艺中，先去除浮油，再用再经过复合酶酶解处理，分解动物脂肪及附着在餐饮垃圾表面上的油脂，再经油脂分离，将餐厨垃圾中的油和脂很好的进行分离，避免了发酵过程产生致癌物质，危害人类生命活动，同时回收的油脂可用作生物油燃料和日用化工原料。本发明的有机肥能疏松土壤，不仅肥效好、不引发土壤板结，且能使西瓜健壮生长，提高产量，同时还能实现变废为宝的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)分选破碎：将餐厨垃圾进行分选，分选出有机物并去除餐厨垃圾中的不能制作肥料的杂物，然后将分选出的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物；
(2)过滤去浮油：将有机物垃圾颗粒混合物静置2-4h后，过滤，去除上层浮油，得到有机物垃圾颗粒物；
(3)酶解处理：向步骤(2)的有机物垃圾颗粒物中加入复合酶，在32-40℃进行酶解处理，得到酶解物；
(4)油脂分离：通过油脂分离器将步骤(3)的酶解物中的油脂物质分离出来，得到油脂和去油脂酶解物；
(5)一次发酵：将油脂酶解物送入发酵池中，加入发酵菌种进行一次发酵处理，获得一次发酵物料；
(6)二次发酵：在一次发酵物料中加入草木灰、糖厂滤泥、混合菌及复合助剂，混合均匀，进行二次堆肥发酵2-5天，得到二次发酵物料；
(7)造粒：将二次发酵物料筛分后，烘干，造粒，制得所述有机肥。
2.根据权利要求1所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：在步骤(3)，所述复合酶由纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶组成，所述纤维素酶、蛋白水解酶、葡聚糖酶及α-淀粉酶的质量比为1：0.2-1：0.5-1：1-2。
3.根据权利要求2所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：所述有机物垃圾颗粒物与复合酶的质量比为100：0.5-3。
4.根据权利要求2所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：所述酶解处理的时间为1-3h。
5.根据权利要求1所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：在步骤(5)，所述发酵菌种为酵母菌，所述油脂酶解物与酵母菌的质量比为100：0.1-2。
6.根据权利要求1所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：在步骤(6)，所述二次发酵过程中，按照重量份数，所述一次发酵物料为50-100份、草木灰为3-8份、糖厂滤泥为10-15份，混合菌为0.5-4份及复合助剂为1-5份。
7.根据权利要求1所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：在步骤(6)，所述混合菌由枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌组合而成，所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌及植物乳杆菌的质量比为1：1-2：0.2-1。
8.根据权利要求1所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：在步骤(6)，所述复合助剂由微量元素和稀土元素混合而成，所述微量元素由钙、镁、锌、硒和钼组成，所述稀土元素由镧、铈、镨和钕组成。
9.根据权利要求1所述的利用餐厨垃圾制备有机肥的方法，其特征在于：所述一次发酵处理的时间为3-5h。
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