CN112694368A - 利用厨余垃圾全量化制备氨基酸液态肥及制备方法 - Google Patents

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李雪琪
窦润琦
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Abstract

本发明公开了一种利用厨余垃圾全量化制备的氨基酸液态肥，通过下述方法得到：(1)将除去杂物的厨余垃圾破碎，加水混合进行发酵；(2)发酵至50‑60℃时加入木质纤维素降解菌剂，搅拌；温度降至35‑45℃时加入米曲霉酶源，搅拌；温度降至30‑35℃时加入抗酸化菌剂和EM菌，搅拌；(3)收集发酵液与粉状微量元素混合，调配成液态有机肥。本发明还公开了上述液态有机肥的快速制备方法。本发明根据不同微生物菌剂的功能差异和协同作用机制，分阶段施用，实现了厨余垃圾复杂组分的梯级、快速肥料化，全过程零污染、零排放，是绿色可持续的厨余垃圾全量资源化处理技术。

Description

利用厨余垃圾全量化制备氨基酸液态肥及制备方法
技术领域
本发明属于固体废物处理领域，具体涉及一种利用厨余垃圾全量化制备的氨基酸液态肥。
本发明还涉及上述氨基酸液态肥的快速制备方法。
背景技术
随着我国垃圾分类政策的落地，厨余垃圾的产量剧增，资源化处理需求迫切。目前，厨余垃圾资源化利用途径有肥料化、能源化、饲料化等，均存在着资源化效率低、二次污染重的问题。其中，通过添加功能微生物将厨余垃圾转化为具有高附加值的液态有机肥，具有重要意义。
现有技术主要利用厨余垃圾固液分离并去除油脂后的高浓度有机废液为原料，接种功能微生物，好氧发酵制备液态菌肥，但该技术增加了工艺复杂性，固液分离后的固相物质仍需进一步处理，且高浓度有机废液发酵过程易造成系统酸化，稳定性较差。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用厨余垃圾全量化制备的氨基酸液态肥。
本发明的又一目的在于提供上述氨基酸液态肥的快速制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的利用厨余垃圾全量化制备的氨基酸液态肥，通过下述方法得到：
(1)将除去杂物的厨余垃圾破碎，加水混合进行发酵；
(2)发酵至50-60℃时加入木质纤维素降解菌剂，搅拌；温度降至35-45℃时加入米曲霉酶源，搅拌；温度降至30-35℃时加入抗酸化菌剂和EM菌，
搅拌；
(3)收集发酵液与粉状微量元素混合，调配成液态有机肥。
本发明提供的上述氨基酸液态肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)去除厨余垃圾中的杂物并破碎，与水混合进行发酵；
(2)发酵至50-60℃时投入木质纤维素降解菌，搅拌；温度降至35-45℃时加入米曲霉酶源，搅拌；温度降至30-35℃时加入抗酸化菌和EM菌，搅拌；
(3)收集发酵液与粉状微量元素混合，调配成液态有机肥。
所述的制备方法，其中，步骤1中的杂物指金属、玻璃、陶瓷、塑料。
所述的制备方法，其中，步骤1中的厨余垃圾破碎至20-100目，与水按重量比1:1-1:5混合。
所述的制备方法，其中，步骤2中的米曲霉酶源，其制备过程为：取步骤1中分选破碎后的厨余垃圾，接种体积比1-10％的米曲霉孢子液，置于20-40℃培养48-72h，制得米曲霉酶源固态糊状物。
所述的制备方法，其中，步骤2中木质纤维素降解菌为芽孢杆菌和青霉菌，加入量为5-20ml/kg，搅拌处理24-48h，搅拌速度100-200/min；
米曲霉酶源为米曲霉、蛋白酶和淀粉酶，加入量为5-20ml/kg，搅拌处理24-48h，搅拌速度50-100r/min；
抗酸化菌为假单胞菌、芽孢杆菌和唾液乳杆菌，加入量为5-10ml/kg，搅拌处理12-24h，搅拌速度50-100r/min；
EM菌为光合细菌、酵母菌、乳酸菌和放线菌，加入量为5-10ml/kg，搅拌处理12-24h，搅拌速度50-100r/min。
所述的制备方法，其中，步骤2的发酵过程进行持续搅拌和通风供氧，通风量按湿质量计为0.5L/(min·kg)。
所述的制备方法，其中，步骤2中的木质纤维素降解菌、抗酸化菌和EM菌的活菌数均大于2亿个/mL。
所述的制备方法，其中，步骤3中的粉状微量元素为尿素、磷酸二铵和硫酸钾。
本发明优点如下：
(1)本发明简化了厨余垃圾处理工艺流程、降低了建设成本和运维成本，厨余垃圾无需固液分离直接进行液态有机肥制备，实现了厨余垃圾的全量资源化处理，制备的氨基酸液态肥产品游离氨基酸含量是处理前的8倍以上，总养分符合国家标准《复合微生物肥料执行标准(NY/T798-2015)》要求，是具有高附加值的液态有机肥。本发明全过程零污染、零排放，是绿色可持续的厨余垃圾全量资源化技术。
(2)本发明利用不同微生物菌剂的功能性差异和协同作用机制，分阶段施用，实现了厨余垃圾复杂组分的梯级、快速利用。厨余垃圾中难降解液化的木质纤维类组分，首先经木质纤维降解菌分解，释放醌基物质等腐植酸前体物和可利用碳源，优化厨余垃圾碳氮比偏低的问题，提高腐殖化效率；进一步利用米曲霉的蛋白酶、淀粉酶等酶源，使厨余垃圾中蛋白质定向转化为游离氨基酸；平衡碳氮比促进菌体生长的同时获得氨基酸液态肥。为缓解易降解有机物矿化过程的酸化问题，添加抗酸化菌剂，实现难降解和易降解物质的协同代谢。EM菌剂的添加有效避免了全量化过程中恶臭气体产生，并提供有益的抗虫、抗病微生物，利用后续肥料农用。
(3)本发明可显著缩短厨余垃圾肥料化周期，与传统堆肥相比，本发明缩短制肥时间70-90％；厨余垃圾中碳水化合物转化率达90％以上，蛋白质转化率达70％，游离氨基酸产量是处理前的8倍以上。
(4)本发明制备的富含游离氨基酸和有益微生物的液态有机肥产品，根据土壤特征、农作物的营养特性和栽培技术特性增加其他腐殖酸、各种微量元素，制备具有不同功能的液态有机肥产品。
(5)本发明特别适用于社区、村镇等中小规模厨余垃圾的就地处理，产品可就近施用于社区或耕地土壤，提高土壤质量和植物抗病能力，是投资小、耗能低、周期短、收益大的厨余垃圾就地全量资源化处理技术。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
本发明是以厨余垃圾为原料快速制备液态有机肥，特别适用于社区、村镇等中小规模厨余垃圾快速就地全量资源化。
本发明技术方案包括以下步骤：
(1)投料过程：经分选去除厨余垃圾中的金属、玻璃、陶瓷、塑料等杂物；将分选后的厨余垃圾破碎至20-100目，与水按重量比1:1-1:5混合。
(2)发酵过程：破碎后的厨余垃圾投入发酵仓体，加热至50-60℃后投入5-20ml/kg木质纤维素降解菌剂(包括芽孢杆菌、青霉菌)，处理24-48h，搅拌速度100-200/min；温度降至35-45℃，投入5-20ml/kg预先制备的米曲霉酶源(包括米曲霉、蛋白酶、淀粉酶)，处理24-48h，搅拌速度50-100r/min；温度降至30-35℃，分别投入2-10ml/kg抗酸化菌剂(包括假单胞菌、芽孢杆菌、唾液乳杆菌)和EM(Effective Microorganisms)菌(包括光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌)，处理12-24h，搅拌速度50-100r/min。
(3)调配过程：发酵液输送至暂存调配箱，调配为不同功能的液态有机肥。
步骤(2)所述米曲霉酶源，其制备过程包括取步骤(1)中经分选破碎后的厨余垃圾，接种1-10％(体积比)米曲霉孢子液，置于20-40℃培养48-72h，制得米曲霉酶源固态糊状物。
步骤(2)所述发酵过程需要进行持续搅拌和通风供氧，通风量为0.5L/(min·kg)(以湿质量计)。
步骤(2)所述木质纤维素降解菌、抗酸化菌剂、EM菌剂的活菌数均大于2亿个/mL。
步骤(3)所述肥料调配过程，物料经过步骤(2)发酵后收集至肥料调配箱，补充尿素、磷酸二铵和硫酸钾等营养元素含量高的物质配置成不同功能的液态有机肥。
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
本发明采用自主筛选的木质纤维素降解菌、抗酸化菌，市售的EM菌、米曲酶等功能微生物，基于不同菌剂的功能性差异和协同作用机制，分阶段施用，实现厨余垃圾复杂底物的协同代谢，全量化快速制备具有高附加值的液态有机肥，具有工艺路径简单、系统稳定性高、二次污染少等优点。
请结合图1。
某社区垃圾收集点进行厨余垃圾就地快速肥料化。厨余垃圾经手动分选去除金属、玻璃、陶瓷、塑料等杂物，破碎至100目以下。破碎后的浆料与水按重量比1:1-1:5混合投入发酵仓内进行升温，加热至50℃以上后投入5-10ml/kg木质纤维素降解菌，发酵仓按照预先设定好的运行模式，转速为100-200r/min，处理24-48h，使木质纤维素类物质降解完全，同时制备米曲霉酶源用于后续处理。米曲霉酶源的制备其具体方法是将1-10％(体积比)米曲霉孢子液接种至破碎后的厨余垃圾浆料，置于20-40℃培养48-72h，搅拌速度为80-100r/min制得米曲霉酶源固态糊状物。
待发酵仓温度降至45℃以下后，投入10-20ml/kg富含蛋白酶、淀粉酶的米曲霉酶源，处理24-48h；待温度降至35℃以下后，分别投入添加量均为5-10ml/kg的抗酸化菌和EM菌液，处理12-24h。在酶和菌剂的协同作用下，实现淀粉类、蛋白类、胶原性物质、盐分、辣椒素等的快速液化，同时pH稳定在5.5-7.5之间，处理过程无恶臭气体等异味产生。制备好的厨余垃圾发酵液富含多种有益氨基酸，发酵液通过发酵仓内部的液体倒流孔，汇集进入液体收集仓。收集后的发酵液与粉状微量元素混合，按照1:1体积比稀释调配成液态有机肥，肥料产品的N+P2O5+K2O≥4％，有机质≥35％，腐殖酸≥10％，pH7-7.5。

Claims (9)

1.一种利用厨余垃圾全量化制备的氨基酸液态肥，通过下述方法得到：
(1)将除去杂物的厨余垃圾破碎，加水混合进行发酵；
(2)发酵至50-60℃时加入木质纤维素降解菌剂，搅拌；温度降至35-45℃时加入米曲霉酶源，搅拌；温度降至30-35℃时加入抗酸化菌剂和EM菌，搅拌；
(3)收集发酵液与粉状微量元素混合，调配成液态有机肥。
2.权利要求1所述氨基酸液态肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)去除厨余垃圾中的杂物并破碎，与水混合进行发酵；
(2)发酵至50-60℃时投入木质纤维素降解菌，搅拌；温度降至35-45℃时加入米曲霉酶源，搅拌；温度降至30-35℃时加入抗酸化菌和EM菌，搅拌；
(3)收集发酵液与粉状微量元素混合，调配成液态有机肥。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤1中的杂物指金属、玻璃、陶瓷、塑料。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤1中的厨余垃圾破碎至20-100目，与水按重量比1:1-1:5混合。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤2中的米曲霉酶源，其制备过程为：取步骤1中分选破碎后的厨余垃圾，接种体积比1-10％的米曲霉孢子液，置于20-40℃培养48-72h，制得米曲霉酶源固态糊状物。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤2中木质纤维素降解菌为芽孢杆菌和青霉菌，加入量为5-20ml/kg，搅拌处理24-48h，搅拌速度100-200/min；米曲霉酶源为米曲霉、蛋白酶和淀粉酶，加入量为5-20ml/kg，搅拌处理24-48h，搅拌速度50-100r/min；
抗酸化菌为假单胞菌、芽孢杆菌和唾液乳杆菌，加入量为5-10ml/kg，搅拌处理12-24h，搅拌速度50-100r/min；
EM菌为光合细菌、酵母菌、乳酸菌和放线菌，加入量为5-10ml/kg，搅拌处理12-24h，搅拌速度50-100r/min。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤2的发酵过程进行持续搅拌和通风供氧，通风量按湿质量计为0.5L/(min·kg)。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤2中的木质纤维素降解菌、抗酸化菌和EM菌的活菌数均大于2亿个/mL。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤3中的粉状微量元素为尿素、磷酸二铵和硫酸钾。
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