CN111054722A - 城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涉及城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，包括以下步骤：1)将可腐烂物及餐厨垃圾置于降解设备中，向其中加入微生物和填充料，搅拌均匀，进行降解，降解完毕后，收集降解设备中的剩余物质；2)以剩余物质作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻直至幼虫成长为成虫，筛分，分别收集成虫和剩余物，所得成虫直接出售或送入后续工序制作成饲料或蛋白粉；3)对所得剩余物进行筛选，分别得到不可降解物和黑水虻粪便，将不可降解物粉碎后作为制砖原料，将黑水虻粪便作为有机肥出售或使用。本发明可以极大量的消耗掉降解后的可腐烂物及餐厨垃圾剩余物质，充分解决现有焚烧或填埋存在的成本高、对空气污染、对土地的二次污染等问题。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理领域，具体涉及一种涉及城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺。
背景技术
在城镇人们生活中、可腐烂物及餐厨垃圾成为人们生活过程中所产生的必然的废弃物，其主要组成是多种微生物形成的菌胶团所吸附的有机物与无机物，随着我国城镇化进程的日益加快对处理可腐烂物及餐厨垃圾质要求的不断提高，作为处理可腐烂物及餐厨垃圾副产物的剩余物质产量不断增加，而可腐烂物及餐厨垃圾处理处置技术也面临新的挑战。
目前可腐烂物及餐厨垃圾的处置途径通常有卫生填埋、焚烧处理、土地利用，微生物处理等。近年来，世界各国在处理可腐烂物及餐厨垃圾处置方面的发展趋势是减少卫生填埋、适度发展焚烧处理、大力推进可腐烂物及餐厨垃圾土地利用等。然而，焚烧成本较高，据统计，每吨焚烧成本达到550-600元，其间还要消耗大量的助燃物质(如天然气、油等)；此外，焚烧还会产生CO2(每吨污泥焚烧可产生0.3-0.35吨CO2)以及剧毒气体二噁英。另一方面，再者因焚烧厂建厂投资巨大，潜在的空气污染等因素，国家相关条例规定一个地区只能建一个焚烧厂，因此全国有效的处理占有可腐烂物及餐厨垃圾率远低于30％；而县镇一级近于不处理之状，多可腐烂物及餐厨垃圾数为直接填埋，一部分餐厨垃圾流向中小型农户，农户用于饲养禽畜，如猪、鸡、鱼等，但实际上国家已经明令禁止餐厨垃圾喂养禽畜，就本次非洲猪瘟事件而言，餐厨垃圾喂养禽畜就是引起该事件的主要原因之一。随着城镇人口急速增长，2017年统计，全国可腐烂物及餐厨垃圾共产生1.08亿吨每年还以5％速度递增可腐烂物及餐厨垃圾，因此，如何有效处理可腐烂物及餐厨垃圾显得尤为重要。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种通过微生物对进行可腐烂物及餐厨垃圾降解，并以降解后的剩余物质饲养昆虫从而极大量的消耗掉降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，充分解决现有焚烧或填埋存在的成本高、对空气污染、对土地的二次污染等问题的城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺。
本发明采用以下技术方案：城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，包括以下步骤：
将可腐烂物及餐厨垃圾置于降解设备中，向其中加入相当于重量可腐烂物及餐厨垃圾0.5-1‰的微生物和相当于重量可腐烂物及餐厨垃圾0-8％(因为不添加也可以，所以建议下限为0)的填充料，搅拌均匀，于温度为45-55℃、相对湿度为40-60％、含氧量为15-30％条件下降解，直至降解设备中剩余的可腐烂物及餐厨垃圾重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的20-30％，收集降解设备中的剩余，得可腐烂物及餐厨垃圾到降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水及部分废水；并将降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水通过专业破碎机进行粉碎；
其中，所述的微生物由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：1.2-2.0：1.2-2.0的重量比组成；
所述的填充料为木糠和/或植物性废弃物；
2)以降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水和部分废水作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻直至幼虫成长为成虫，筛分，分别收集成虫和剩余物，所得成虫直接出售或送入后续工序制作成饲料或蛋白粉；
3)对所得剩余物进行筛选，分别得到不可降解物和黑水虻粪便，将不可降解物经过专业粉碎机粉碎后作为制砖原料，将黑水虻粪便作为有机肥出售或使用。
本发明所述技术方案中，作为原料需要进行处理的可腐烂物及餐厨垃圾为在处理城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾过程中所产生的废弃物，其含水率通常为80-90％。所述的降解设备可以是现有常规的能够实现上述各种条件的限定下使可腐烂物及餐厨垃圾在其中进行降解的设备，如杭州华冠实业有限公司生产的华冠有机垃圾微生物处理机HGYJE-Z-2000、HGYJE-Z-1000等；降解设备也可以是敞口的箱体，通过将其置于相应湿度及氧气含量的环境中，再置于相应温度的水浴中实现温度、湿度及含氧量的控制。可以根据需要选择处理量合适的降解设备。
上述技术方案的步骤1)中，所述的微生物优选是由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：1.5：1.55的重量比组成，所述的除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂直接从市场购买在，优选选用上海乾界生物科技有限公司或杭州科帝生物科技公司生产的除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂。
按上述限定的条件对可腐烂物及餐厨垃圾进行降解至降解设备中剩余可腐烂物及餐厨垃圾的重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的20-30％所需要的时间通常为24-48h。
上述技术方案的步骤1)中，所述填充料的加入是为了使可腐烂物及餐厨垃圾中存在更多的间隙，进而使空气或氧化进入到可腐烂物及餐厨垃圾中以使可腐烂物及餐厨垃圾得到更为充分的降解。所述的填充料的粒度可根据需要进行确定，优选为2-5mm。该步骤中，所述的植物性废弃物具体可以是选自稻草、麦秆、木薯杆、高粱杆、玉米杆、麦壳、烟叶杆、谷壳、豆杆、豆壳、芦苇和茅草中的一种或两种以上以任意比例的组合。
上述技术方案的步骤2)中，在以降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻的过程中，黑水虻幼虫的投放量优选为降解后的可腐烂物及餐厨垃圾重量的0.8-1.5‰，之后的每天按黑水虻幼虫投放量的1000-2000倍的比例投入降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，直至幼虫成长为成虫。
按上述限定的条件，由幼虫饲养得到成虫通常需要6-8天的时间。
与现有技术相比，本发明的特点在于：
1、能够集中高效的处理可腐烂物及餐厨垃圾、废水。选择处理量大的降解设备，可一次性处理30-150吨可腐烂物及餐厨垃圾，且降解速度快，24-48h即可完成一次微生物降解。
2、投入少，可腐烂物及餐厨垃圾处理成本低。根据核算，采用本发明所述方法处理可腐烂物及餐厨垃圾经，按50吨可腐烂物及餐厨垃圾的处理量计，每吨最高投入15万元；每吨可腐烂物及餐厨垃圾处理成本约为300元。
3、将降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水直接作为黑水虻幼虫的食料来饲养黑水虻，一方面利用黑水虻的成长来消耗大量的降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水；另一方面，由于是作为黑水虻幼虫的食料，黑水虻在食用过程中不会产生任何对大气和环境污染的物质，不会对空气、水、土壤造成新的二次污染；而食用后排出的粪便还可作为有机肥使用，一举多得。
4、由于无需填埋或焚烧，有效减少占地面积(仅需要安装降解设备及进行操作所需要的必要空间，以及饲养黑水虻所需的场地即可)。
4、适用性强，易于推广使用。任何大、中、小型城镇范围可腐烂物及餐厨垃圾场地都可以使用。
5、本发明所述工艺处理后所得物质的利用率高。黑水牤成虫可作为禽畜饲料、高级蛋白粉或制药原料等，黑水牤粪便可作为有机肥使用，最后的剩余物(即不可降解物，包括重金属、微粒金属、矿物、矿物制品碎片、塑料碎片等)经专业粉碎机粉碎后加水泥等制成各种街砖、或其它建筑材料。
6、本发明所述工艺最终把可腐烂物及餐厨垃圾做到零排放。
附图说明
图1为本发明实施例1步骤2)饲养得到的一部分黑水虻成虫的照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
1)取可腐烂物及餐厨垃圾(含水率80％，来自)置于降解设备(北京中源创能工程技术有限公司生产的北京中源创能餐厨垃圾处理设备)中，向其中加入相当于可腐烂物及餐厨垃圾重量0.8‰的微生物(由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：1.5：1.5的重量比组成，其中除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂均购自上海乾界生物科技有限公司)，搅拌均匀，向降解设备中泵入空气，控制降解设备中的含氧量为20％，同时设置降解设备中的温度为50℃、相对湿度为50％，并保持上述条件降解24h，此时降解设备中剩余可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水的重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的30％，收集降解设备中的剩余可腐烂物和餐厨垃圾，得到降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水；并将降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水进行专业粉碎机粉碎。以下每个实验过程，降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水都必须进行粉碎。
2)取100kg按步骤1)所得降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻，具体是将降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水按每箱50kg的标准分装到饲养箱中，然后向各饲养箱中投入黑水虻幼虫，所述黑水虻幼虫的投放量为降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水重量的1‰，之后的每天按黑水虻幼虫投放量的1500倍的比例向各饲养箱中投入新鲜的降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，连续饲养7天，黑水虻幼虫成长为成虫，对各饲养箱进行筛分，分别收集成虫和剩余物，合并收集得到的成虫(共计30kg，其中一部分的成虫如图1所示)，烘干后出售；合并收集得到的剩余物(共计40kg)送入下道工序；
3)从所得剩余物中筛选出金属块、矿物、矿物制品碎片以及塑料碎片等，得到不可降解物(共计约0.5kg)，余下物即为黑水虻粪便(共计39.5kg)，将不可降解物经过专业粉碎机粉碎后作为制砖原料，将黑水虻粪便作为有机肥使用。
实施例2
1)取可腐烂物及餐厨垃圾(含水率90％，来自)置于降解设备(敞口的箱体)中，向其中加入相当于可腐烂物及餐厨垃圾重量0.5‰的微生物(由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：1.2：2.0的重量比组成，其中除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂均购自上海乾界生物科技有限公司)以及相当于可腐烂物及餐厨垃圾重量5％的木薯杆(粒度为2-5mm)，搅拌均匀，将降解箱置于相对湿度为60％且含氧量为15％的环境中，并进一步将降解箱置于温度为55℃的水浴锅中，保持上述条件降解36h，此时降解箱中剩余可腐烂物及餐厨垃圾的重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的25％，收集降解箱中的剩余可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，得到降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水；
2)取100kg按步骤1)所得降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻，具体是将降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水按每箱50kg的标准分装到饲养箱中，然后向各饲养箱中投入黑水虻幼虫，所述黑水虻幼虫的投放量为降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水重量的1.5‰，之后的每天按黑水虻幼虫投放量的1800倍的比例向各饲养箱中投入新鲜的降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，连续饲养8天，黑水虻幼虫成长为成虫，对各饲养箱进行筛分，分别收集成虫和剩余物，合并收集得到的成虫(共计18kg)，烘干后出售；合并收集得到的剩余物(共计50.5kg)送入下道工序；
3)从所得剩余物中筛选出金属块、矿物、矿物制品碎片以及塑料碎片等，得到不可降解物(共计0.5kg)，余下物即为黑水虻粪便(共计50kg)，将不可降解物经过专业粉碎机粉碎后作为制砖原料，将黑水虻粪便作为有机肥使用。
实施例3
1)取可腐烂物及餐厨垃圾(含水率80％，来自)置于降解设备(北京中源创能工程技术有限公司生产的北京中源创能餐厨垃圾处理设备)中，向其中加入相当于可腐烂物及餐厨垃圾重量1‰的微生物(由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：2.0：1.5的重量比组成，其中除臭剂、减量剂和油脂去除剂均购自杭州科帝生物科技公司)以及相当于可腐烂物及餐厨垃圾重量8％的米糠(粒度为2-5mm)，搅拌均匀，向降解设备中泵入空气，控制降解设备中的含氧量为30％，同时设置中降解设备中的温度为45℃、相对湿度为40％，并保持上述条件降解48h，此时降解设备中剩余可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水的重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的20％，收集降解设备中的剩余可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，得到降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水；
2)取100kg按步骤1)所得降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻，具体是将降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水按每箱50kg的标准分装到饲养箱中，然后向各饲养箱中投入黑水虻幼虫，所述黑水虻幼虫的投放量为降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水重量的0.8‰，之后的每天按黑水虻幼虫投放量的1000倍的比例向各饲养箱中投入新鲜的降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，连续饲养7天，黑水虻幼虫成长为成虫，对各饲养箱进行筛分，分别收集成虫和剩余物，合并收集得到的成虫(共计14kg)，烘干后出售；合并收集得到的剩余物(共计60.5kg)送入下道工序；
3)从所得剩余物中筛选出金属块、矿物、矿物制品碎片以及塑料碎片等，得到不可降解物(共计0.5kg)，余下物即为黑水虻粪便(共计60kg)，将不可降解物经过专业粉碎机粉碎后作为制砖原料，将黑水虻粪便作为有机肥使用。
实施例4
1)取可腐烂物及餐厨垃圾(含水率80％，来自)置于降解设备(敞口的箱体)中，向其中加入相当于可腐烂物及餐厨垃圾重量0.7‰的微生物(由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：1.5：1.2的重量比组成，其中除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂均购自上海乾界生物科技有限公司)以及相当于可腐烂物及餐厨垃圾重量8％的玉米杆(粒度为2-5mm)，搅拌均匀，将降解箱置于相对湿度为50％且含氧量为20％的环境中，并进一步将降解箱置于温度为50℃的水浴锅中，保持上述条件降解24h，此时降解箱中剩余可腐烂物及餐厨垃圾的重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的30％，收集降解设备中的剩余可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，得到降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水；
2)取100kg按步骤1)所得降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻，具体是将降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水按每箱50kg的标准分装到饲养箱中，然后向各饲养箱中投入黑水虻幼虫，所述黑水虻幼虫的投放量为降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水重量的1.2‰，之后的每天按黑水虻幼虫投放量的1200倍的比例向各饲养箱中投入新鲜的降解后的可腐烂物、餐厨垃圾剩余物质和废水，连续饲养7天，黑水虻幼虫成长为成虫，对各饲养箱进行筛分，分别收集成虫和剩余物，合并收集得到的成虫(共计23kg)，烘干后出售；合并收集得到的剩余物(共计43.5kg)送入下道工序；
3)从所得剩余物中筛选出金属块、矿物、矿物制品碎片以及塑料碎片等，得到不可降解物(共计0.5kg)，余下物即为黑水虻粪便(共计43kg)，将不可降解物经过专业粉碎机粉碎后作为制砖原料，将黑水虻粪便作为有机肥使用。
Claims (7)
1.一种城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，其特征在于：其包括以下步骤：
1)将可腐烂物及餐厨垃圾置于降解设备中，向其中加入相当于重量可腐烂物及餐厨垃圾0.5-1‰的微生物和相当于重量可腐烂物及餐厨垃圾0-8％的填充料，搅拌均匀，于温度为45-55℃、相对湿度为40-60％、含氧量为15-30％条件下降解，直至降解设备中剩余的可腐烂物及餐厨垃圾重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的20-30％，收集降解设备中的剩余，得可腐烂物及餐厨垃圾到降解后的可腐烂物及餐厨垃圾剩余物质及废水；并将降解后的可腐烂物及餐厨垃圾剩余物质进行粉碎；
其中，所述的微生物由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：1.2-2.0：1.2-2.0的重量比组成；所述的填充料为木糠和/或植物性废弃物；
2)以降解后的可腐烂物及餐厨垃圾剩余物质作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻直至幼虫成长为成虫，筛分，分别收集成虫和剩余物，所得成虫直接出售或送入后续工序制作成饲料或蛋白粉；
3)对所得剩余物进行筛选，分别得到不可降解物和黑水虻粪便，将不可降解物粉碎后作为制砖原料，将黑水虻粪便作为有机肥出售或使用。
2.根据权利要求1所述的一种城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述的微生物由除臭剂、可腐烂物及餐厨垃圾减量剂和油脂去除剂按1：1.5：1.55的重量比组成。
3.根据权利要求1所述的一种城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，其特征在于：所述步骤1)中，对可腐烂物及餐厨垃圾进行降解至降解设备中剩余可腐烂物及餐厨垃圾的重量减轻至可腐烂物及餐厨垃圾投入量的20-30％所需要的时间为24-48h。
4.根据权利要求1所述的一种城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述的填充料的粒度为2-5mm，所述填充料的加入为了使可腐烂物及餐厨垃圾中存在更多的间隙，进而使空气或氧化进入到可腐烂物及餐厨垃圾中以使可腐烂物及餐厨垃圾得到更为充分的降解。
5.根据权利要求1所述的一种城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述的植物性废弃物选自稻草、麦秆、木薯杆、高粱杆、玉米杆、麦壳、烟叶杆、谷壳、豆杆、豆壳、芦苇和茅草中的一种或两种以上以任意比例的组合。
6.根据权利要求1所述的一种城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，其特征在于：所述步骤2)中，在以降解后的可腐烂物及餐厨垃圾剩余物质作为黑水虻幼虫的食料饲养黑水虻的过程中，黑水虻幼虫的投放量为降解后的可腐烂物及餐厨垃圾重量的0.8-1.5‰，之后的每天按黑水虻幼虫投放量的1000-2000倍的比例投入降解后的可腐烂物及餐厨垃圾剩余物质，直至幼虫成长为成虫。
7.根据权利要求1所述的一种城镇生活中可腐烂物及餐厨垃圾的处理工艺，其特征在于：所述步骤2)中，由幼虫饲养得到成虫需要6-8天的时间。
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