CN109627101A - 一种叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农业废弃物处理领域，提供一种叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法。将叶菜尾菜压榨后过滤，获得压榨液和压榨渣；其中，压榨液通过小分子有机酸酸化至3.8‑4.3，作为液体复合肥料；压榨渣经小分子有机酸酸化至3.8‑4.3后暂存；而后进行发酵，发酵结束后分离收集发酵上清液作为蔬菜生长调理液，残余的发酵渣留在发酵系统内重复利用或与稻壳混合静态堆肥制取高碳物料。本发明将含水量大、易腐烂的叶菜尾菜的安全处置与酸性发酵处理在时空上分离，分步但充分转移和转化利用叶菜尾菜中的矿质养分、易降解有机组分和难降解有机组分，获得可用于农业生产的液体复合肥料、蔬菜生长调理液和高碳有机物料。

Description

一种叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法
技术领域
本发明属于农业废弃物处理领域，提供一种叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法。
背景技术
我国蔬菜产量大，尾菜产量也很大，一般占蔬菜产量的30％。很多情况下，新鲜蔬菜去掉的残叶，俗称的烂菜叶子，即尾菜，其含水量较高，容易腐烂变质，不但污染空气环境，也会通过径流和淋失过程将尾菜腐烂分解释放出来的氮磷养分带入地表和地下水体，污染水体环境。
同时，尾菜富含矿质养分和有机质，经过适当资源化处理后，可以变废为宝；现阶段尾菜的资源化处理包括饲料化、能源化和肥料化三大基本路径。尾菜的饲料化一般是将尾菜单独或与秸秆类物质混合，接种乳酸菌等菌剂发酵，得到养分组成和利用率改善的饲料。但饲料化资源化处理对尾菜品种、品质有一定的要求，尾菜含水量不宜太高，也不宜使用非新鲜的尾菜。
尾菜的能源化利用一般是指尾菜单独或与畜禽粪便等废弃物厌氧消化获取甲烷的过程。甲烷产生过程对处理系统温度和pH的稳定性要求较高。实际情况中，尾菜废弃物多分散分布，不适合用大中规模的厌氧处理系统处理，若采用小规模尾菜厌氧消化系统处理，产生的甲烷总量偏少而很难有效利用，从而限制了尾菜的能源化利用。
尾菜单独或与畜禽粪便等固体废弃物混在一起好氧堆肥，可以实现肥料化的利用。好氧堆肥处理尾菜时需要依据尾菜和其它组分的含水量，来确定适宜的混合比例，以控制好氧堆肥的湿度和臭味物质的产生。
综上可见上述三类方法对于处理含水量大、易腐烂、分散产生但需要及时处理的叶菜尾菜，都有一定的困难。
发明内容
为了降低易腐烂尾菜的资源化处理难度，本发明提出一种叶菜尾菜阶梯资源化利用的方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，将叶菜尾菜压榨后过滤，获得压榨液和压榨渣；其中，压榨液通过小分子有机酸酸化至3.8-4.3，作为液体复合肥料；压榨渣经小分子有机酸酸化至3.8-4.3后暂存(密封暂存<90天，待其它批次暂存和/或异地转移的压榨渣混合后累积至适宜重量后进行发酵)；而后进行发酵，发酵结束后分离收集发酵上清液作为蔬菜生长调理液，残余的发酵渣留在发酵系统内重复利用或与稻壳混合静态堆肥制取高碳物料。
所述酸性发酵是将暂存的压榨渣用碳酸钙、碳酸镁、氧化钙或氧化镁调节其pH至4.5-7.0，而后将其置于含有5-20g/L活性污泥的酸性发酵系统内，使发酵系统内有机物含量达到70-150g/L，室温下酸性发酵30-60天。
所述酸性发酵结束后发酵系统内固形有机物(残余发酵渣)的含量为10-30g/L时，向发酵系统内补加pH调节至4.5-7.0的暂存的压榨渣，使得发酵系统内有机物含量达到70-150g/L，再次进行酸性发酵；
所述酸性发酵结束后发酵系统内有机物(残余发酵渣)的含量大于30g/L时，移出部分发酵渣后使发酵系统内有机物(残余发酵渣)含量为10-30g/L，移出的发酵渣与干稻壳1：1-3混匀，静止堆肥放置20-60天后，得高碳有机物料。
所述压榨液通过小分子有机酸酸化后作为液体复合肥料，在蔬菜作物早期生长中施入。
所述压榨液通过小分子有机酸酸化后作为液体复合肥料，将其密封静置储存待用；使用时用碳酸氢铵钾调节其pH至5.0-6.0，然后用灌溉用水稀释至总氮含量为10-50mg/L后，在蔬菜作物早期生长中施入。
所述酸性发酵后发酵上清液作为蔬菜生长调理液，在蔬菜作物中后期生长中施入。
所述酸性发酵后发酵上清液作为蔬菜生长调理液，将其密封静置储存待用；使用时采用碳酸氢钾、氧化镁、碳酸镁、氧化钙或碳酸钙调节其pH至5.0-6.0，然后用灌溉用水稀释至COD含量为50-300mg/L后，在蔬菜作物中后期生长中施入。
所述小分子有机酸为甲酸、乙酸、丙酸或丁酸中的一种或几种组合。
本发明所具有的优点：
本发明将含水量大、易腐烂的叶菜尾菜的安全处置与酸性发酵处理在时空上分离，分步但充分转移和转化利用叶菜尾菜中的矿质养分、易降解有机组分和难降解有机组分，获得可用于农业生产的液体复合肥料、蔬菜生长调理液和高碳有机物料。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
实施例1
尾菜选用秋收后大白菜的弃用叶子，采用压榨机压榨处理尾菜，使尾菜的64.3％成为压榨液，其余为压榨渣，并用1mol/L的甲酸酸化压榨液，调节压榨液的pH至4.2，收集pH调节后的压榨液作为液体复合肥料；
将上述所得作为液体复合肥料的压榨液在HDPE塑料桶内密封储存(塑料桶的侧壁上带有正压排气孔)，然后用于冬茬大棚生菜的生产。
上述液体复合肥料使用前，先用碳酸氢铵调控其pH至5.5，然后用灌溉水稀释液体复合肥料至水溶性氮含量25mg/L后，将其以15mm降雨强度浇灌施入生菜根际土壤，其可用于促进生长早期生菜的生长。
同时，以生菜生长早期施入同样剂量化学肥料氮的处理为对照，施用上述稀释液体复合肥料后，生菜的中后期长势更旺，收获时生菜增产幅度9.3％，生菜硝酸盐含量从1520mg/kg降低至1225mg/kg，降低19.4％。
上述尾菜压榨后分离所得压榨渣中加入甲酸进行酸化处理，使得压榨渣的pH为4.0，酸化后将其置于HDPE塑料桶内密封暂存(塑料桶的侧壁上带有正压排气孔)1个月，然后转移至体积为1立方的酸性发酵池中。发酵池中含有10g/L活性污泥。上述活性污泥是在发酵池内添加20g/L的土豆全粉和接种10g/L的污水处理厂剩余活性污泥后，pH为4.0-5.0的酸性发酵条件下驯化培养60天得来的。酸化后暂存的压榨渣与水按照质量比为1：2的比例混合后用生石灰调其pH至6.0，然后将pH调节后的压榨渣转移至酸性发酵池中，使其含量为72g/L和常温条件下酸性发酵40天，发酵后收集酸性发酵上清液，将其作为蔬菜生长调理液。
将上述所得作为蔬菜生长调理液的酸性发酵上清液在HDPE塑料桶内密封储存(塑料桶的侧壁上带有正压排气孔)，然后用于调控生长后期大棚生菜的生长。
上述蔬菜生长调理液使用前，先用碳酸氢钾调控其pH至5.0，然后用灌溉用水稀释至COD含量为150mg/kg，将其以20mm降雨强度浇灌施入生菜根际土壤，其可调控生长后期大棚生菜的生长。
同时，以生长后期仅仅浇灌相同水量的处理为对照，添加蔬菜生长调理液后，收获时生菜产量提高8.6％，其硝酸盐含量从1520mg/kg降低至1128mg/kg，降低25.8％。
上述酸性发酵结束后发酵池内的大白菜尾菜发酵残渣的含量为26g/L，无需外排，补加生石灰调pH至6.0的暂存压榨渣至发酵池内有机物含量72g/L，然后进行下一轮的酸性发酵。
实施例2
尾菜选用春夏季包菜的烂叶子，用压榨机压榨处理尾菜，得62.8％的压榨液，其余为压榨渣，收集压榨液，用1mol/L的甲酸酸化压榨液，使压榨液的pH至4.1，pH调节后的压榨液作为液体复合肥料；
将上述所得作为液体复合肥料的压榨液在HDPE塑料桶内密封储存(塑料桶的侧壁上带有正压排气孔)，然后用于冬春茬番茄的生产。
上述液体复合肥料使用前，先用碳酸氢铵调控其pH至5.0，然后用灌溉用水稀释液体复合肥料至水溶性氮含量30mg/L后，将其以20mm降雨强度浇灌施入大棚番茄根际土壤，用于促进生长早期番茄的生长。
同时，以番茄生长早期施入同样剂量化学肥料氮的处理为对照，施用液体复合肥料后，番茄的中后期长势更好，番茄平均增产7.8％，番茄硝酸盐平均含量从308mg/kg降低至256mg/kg，降低16.9％。
上述尾菜压榨后分离所得压榨渣中加入甲酸进行酸化处理，使得压榨渣的pH为3.9，酸化后将其置于HDPE塑料桶内密封储存(塑料桶的侧壁上带有正压排气孔)2个月，然后转移至体积为1立方的酸性发酵池内，其中发酵池中添加10g/L的酸性发酵活性污泥(来源与实施例1相同)；暂存的压榨渣与水按照质量比为2：3的比例混合，用生石灰调其pH至6.8，然后加入酸性发酵池中，使发酵池内有机物的含量为110g/L和常温条件下酸性发酵60天，发酵后收集酸性发酵上清液，将其作为蔬菜生长调理液。
将上述所得作为蔬菜生长调理液的酸性发酵上清液在HDPE塑料桶内密封储存(塑料桶的侧壁上带有正压排气孔)，然后用于调控生长后期大棚番茄的生长。
上述蔬菜生长调理液使用前，先用碳酸氢钾调控其pH至5.0，然后用灌溉用水稀释至COD含量为120mg/kg后，将其以20mm降雨强度浇灌施入冬春茬大棚番茄根际土壤，施用间隔14天，调控生长中后期大棚番茄的生长。
同时，以生长中后期仅仅浇灌相同水量的处理为对照，添加蔬菜生长调理液后，番茄产量提高13.1％，硝酸盐平均含量从308mg/kg降低至214mg/kg，平均降低30.5％。
上述酸性发酵后发酵池内的大白菜尾菜发酵残渣含量为51g/L，保留发酵残渣为30g/L，并向发酵池内添加用生石灰调pH至6.0的暂存压榨渣至有机物含量为110g/L，然后进行下一轮的酸性发酵。
移出的多余发酵残渣，与干稻壳按质量比为1：2的比例混匀，以堆肥的方式静止堆肥放置30天后，得高碳有机物料。所得高碳有机物料以每平米2公斤的剂量施入大棚番茄耕层土壤，土壤容重从1.24g/cm3降低至1.18g/cm3，改善了土壤质地。

Claims (8)

1.一种叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：将叶菜尾菜压榨后过滤，获得压榨液和压榨渣；其中，压榨液通过小分子有机酸酸化至3.8-4.3，作为液体复合肥料；压榨渣经小分子有机酸酸化至3.8-4.3后暂存；而后进行发酵，发酵结束后分离收集发酵上清液作为蔬菜生长调理液，残余的发酵渣留在发酵系统内重复利用或与稻壳混合静态堆肥制取高碳物料。
2.按权利要求1所述的叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：所述酸性发酵是将暂存的压榨渣用碳酸钙、碳酸镁、氧化钙或氧化镁调节其pH至4.5-7.0，而后将其置于含有5-20g/L活性污泥的酸性发酵系统内，使发酵系统内有机物含量达到70-150g/L，室温下酸性发酵30-60天。
3.按权利要求1或2所述的叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：所述酸性发酵结束后发酵系统内有机物(残余发酵渣)的含量为10-30g/L时，向发酵系统内补加pH调节至4.5-7.0的暂存的压榨渣，使得发酵系统内有机物含量达到70-150g/L，再次进行酸性发酵；
所述酸性发酵结束后发酵系统内有机物(残余发酵渣)的含量大于30g/L时，移出部分发酵渣后使发酵系统内有机物(残余发酵渣)含量为10-30g/L，移出的发酵渣与干稻壳1：1-3混匀，静止堆肥放置20-60天后，得高碳有机物料。
4.按权利要求1所述的叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：所述压榨液通过小分子有机酸酸化后作为液体复合肥料，在蔬菜作物早期生长中施入。
5.按权利要求4所述的叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：所述压榨液通过小分子有机酸酸化后作为液体复合肥料，将其密封静置储存待用；使用时用碳酸氢铵钾调节其pH至5.0-6.0，然后用灌溉用水稀释至总氮含量为10-50mg/L后，在蔬菜作物早期生长中施入。
6.按权利要求1所述的叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：所述酸性发酵后发酵上清液作为蔬菜生长调理液，在蔬菜作物中后期生长中施入。
7.按权利要求6所述的叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：所述酸性发酵后发酵上清液作为蔬菜生长调理液，将其密封静置储存待用；使用时采用碳酸氢钾、氧化镁、碳酸镁、氧化钙或碳酸钙调节其pH至5.0-6.0，然后用灌溉用水稀释至COD含量为50-300mg/L后，在蔬菜作物中后期生长中施入。
8.按权利要求1所述的叶菜尾菜的阶梯资源化处理方法，其特征在于：所述小分子有机酸为甲酸、乙酸、丙酸或丁酸中的一种或几种组合。
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