CN113105283A - 一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法 - Google Patents

一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法，属于有机固废资源化利用领域。本发明的堆肥方法是将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣与黑水虻虫粪按一定比例混合，选用适宜的膨松剂调节堆肥原料的碳氮比、含水率，达到快速升温腐熟，提高堆肥产品的腐殖化程度，为餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪提供了一种新的处理方法，该处理方法不仅操作简单、成本低，而且具有良好的堆肥效果，且所制得的堆肥产品的腐殖质含量丰富，养分含量高，无植物毒性，易制成有机肥料，实现了餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪的资源化利用。

Description

一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法
技术领域
本发明涉及一种餐厨有机浆液厌氧消化后排出的有厌氧消化沼渣联合黑水虻幼虫生物降解餐厨垃圾后排泄的粪便的堆肥方法，属于有机固废资源化利用领域。
背景技术
餐厨垃圾主要由学校食堂、家庭厨房、餐饮行业等产生。据《中国统计年鉴2020》显示，2019年我国城市垃圾清运量达24206.2万吨，餐厨垃圾约占其中的40％，并且每年仍保持10％的增长速率。餐厨垃圾的存在对环境存在着一定的危害性，例如，餐厨垃圾具有高含水率，通常可以达到80～95％，会产生渗滤液流入到地下水对其造成污染，同时存在难以运输、收集与堆放等问题；餐厨垃圾油脂高，流到水体会造成水体污染；餐厨垃圾易腐烂变质，会滋生蚊蝇，产生致病菌。目前餐厨垃圾的处理方法主要为预处理+厌氧消化+好氧生化达标排放。餐厨垃圾经高温蒸煮、三相分离后得到油、有机浆液以及有机固渣。
有机浆液流经厌氧反应器进行厌氧消化，由此产生了厌氧消化沼渣，这些沼渣含水率高，碳氮比失衡，难以处理，阻碍着餐厨有机浆液厌氧消化的进一步发展。同时，餐厨有机浆液厌氧消化后排出的厌氧消化沼渣富含有机质、氮、磷、钾、腐殖质，具有成为有机肥的潜力，但是可能含有病原微生物，无法直接施用。有机固渣可以作为黑水虻幼虫的食物来源，利用黑水虻幼虫的高效生物降解与转化能力，将含有复杂成分的餐厨有机固渣快速高效地转化为腐殖质。但是目前针对黑水虻幼虫转化有机固渣后的排泄的粪便，即黑水虻虫粪的处理还鲜有报道。黑水虻虫粪具有高盐浓度、恶臭、含水量高等问题，直接施用于农田会造成土壤发热而损坏植物根系。
高温好氧堆肥能够稳定有机固废中的有机质，形成腐殖质，消灭病原微生物，将有机固废转化成有机肥，是将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣减量化、无害化和资源化的有效方法之一。另外，据报道，混合两种或多种有机废物可以协同改善堆肥过程，减少额外的处置成本。餐厨有机浆液厌氧消化后排出的厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪是处理餐厨垃圾生成的两种末端有机固废，两者可以同时同地获得，将两者进行联合堆肥具有高效性、便捷性，且黑水虻虫粪富含有机质、微量元素，营养十分丰富，并且含有多种淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶，可以为堆肥中的微生物提供更多易降解物质。
发明内容
本发明的目的在于针对目前餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪没有明确处理途径，阻碍了餐厨垃圾的集中闭环式处理等问题，提供一种将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪进行联合堆肥的方法。
基于此，本发明提供了一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法，将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣与黑水虻虫粪进行联合堆肥可以有效改善堆肥的腐殖化进程，增强堆肥产品的肥效，为餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪的处理处置提供一种新的解决途径。
为了实现上述目的，本发明将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣与黑水虻虫粪按一定比例混合，选用适宜的膨松剂调节堆肥原料的碳氮比、含水率，达到快速升温腐熟，提高堆肥产品的腐殖化程度。具体的技术方案如下所述：
本发明的一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法，包括以下步骤：
S1、将秸秆切割为1～2cm长度，秸秆的含水率为10.96～13.11％，碳氮比为30.26～34.70。
S2、将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣、黑水虻虫粪与步骤S1中的处理后的秸秆按质量比3:1:4或1:1:2的比例先在搅拌机中搅拌，加入少量水将含水率调至55.90～65.34％，取出后将形成的块状物料进一步分拣捏碎，做到充分混匀，此为堆肥原料，其碳氮比为20.88～24.50。
S3、将步骤S3中的堆肥原料放入堆肥桶中进行为期25～35天的堆肥。期间前10天每1～2天翻堆一次，之后每3～5天翻堆一次以保证堆肥的好氧环境。检测堆体温度、有机质、pH、氮、磷、钾、种子发芽指数和腐殖质含量等指标。
进一步地，在步骤S2中，所述餐厨有机浆液厌氧消化沼渣的碳氮比为6.09～7.23，含水率为82.24～90.21％。
进一步地，在步骤S2中，所述黑水虻虫粪的碳氮比为7.96～8.72，含水率为65.58～75.23％。
本发明的另一个方面提供了一种由上述堆肥方法得到的堆肥产品。
本发明的再一个方面提供了一种上述堆肥产品的应用，将所述堆肥产品经干燥、破碎制得有机肥料，所述有机肥料中氮、五氧化二磷、氧化钾的总含量超过10％，符合我国有机肥标准。
进一步地，在所述有机肥料中可以加入锰、铁、铜、锌、硼等微量元素。
本发明相较于现有技术的优势和有益效果在于：
1、餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪数量众多，对环境危害大，目前还没有明确的处理处置方法，本发明采用黑水虻虫粪，而非传统的牛粪、鸡粪等作为辅料，联合餐厨有机浆液厌氧消化沼渣制备堆肥产品，既提供了一种新的餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪的处理方法，又取得了良好的堆肥效果；
2、本发明堆肥周期仅为25～35天，少于大部分堆肥，且操作简单，成本低，可以同时处理餐厨有机浆液厌氧消化沼渣、黑水虻虫粪及秸秆这些有机固废；
3、本发明制得的堆肥产品的腐殖质含量丰富，养分含量高，无植物毒性，且易制成有机肥料，实现了餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪的资源化利用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明作进一步描述。
本发明选择秸秆作为堆肥的膨松剂。秸秆作为膨松剂可以调节堆肥原料的碳氮比、含水率，还可以改善堆肥结构，在好氧堆肥过程中为空气扩散提供空隙。另外，添加秸秆可以有效缓解堆肥过程中的气体排放和渗滤液的产生，提高堆肥质量。
实施例1
本实施例的秸秆选自附近农场，含水率为10.96％，碳氮比为30.26；餐厨有机浆液厌氧消化沼渣的碳氮比为6.09，含水率为82.24；黑水虻虫粪的碳氮比为7.96，含水率为65.58％。
一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法，包括以下步骤：
S1、将秸秆切割为1cm长度，以便与高含水率的餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪充分混合。
S2、将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣、黑水虻虫粪与步骤S1中的处理后的秸秆按3:1:4的比例先在搅拌机中搅拌，加入少量水将含水率调至55.90％，混匀得到堆肥原料，碳氮比为24.50。
在此过程中，由于餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪含水率较高，混匀时物料易形成块状结构，不仅影响后期取样的均匀性，导致测量偏差大，而且还影响堆肥过程中温度的维持，使堆肥难以持续较长的高温期。可以手动捏碎块状物料，使物料各部位均匀。
S3、将步骤S2中得到的堆肥原料放入直径31.5cm，高43cm的25L塑料桶中，用电子温度计记录每天上午10点的堆体温度，进行为期25天的堆肥。堆肥前10天，每天人工翻堆一次，之后每3天人工翻堆一次。通过检测堆肥产品的有机质、氮、五氧化二磷(P2O5)、氧化钾(K2O)、种子发芽指数、pH以及腐殖质组成和含量来评价堆肥产品的质量。
其中，步骤S3的温度记录结果表明，在堆肥过程中，堆体温度由15.7℃升高到60℃仅用了2天，最高温度达61℃，且堆体温度在50℃以上持续了9天，可以消灭产品中的病原微生物，为腐殖质的形成提供更多前体物质。
实施例2
相较于实施例1的区别仅在于：秸秆的含水率为13.11％，碳氮比为34.70；
步骤S1中，秸秆切割为2cm长度；
步骤S2中，将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣、黑水虻虫粪与步骤S1中的处理后的秸秆按1:1:2的比例先在搅拌机中搅拌，加入少量水将含水率调至65.34％，混匀得到堆肥原料，碳氮比为20.88；
步骤S3中，进行为期35天的堆肥，堆肥前10天，每2天人工翻堆一次，之后每5天人工翻堆一次；
其余均同实施例1。
实施例3
相较于实施例1、2的区别仅在于：秸秆的含水率为12.25％，碳氮比为32.54；
步骤S2中，将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣、黑水虻虫粪与步骤S1中的处理后的秸秆按3:1:4的比例先在搅拌机中搅拌，加入少量水将含水率调至60.49％，混匀得到堆肥原料，碳氮比为22.74；
步骤S3中，进行为期30天的堆肥，堆肥前10天，每天人工翻堆一次，之后每4天人工翻堆一次；
其余均同实施例1。
性能测试
对实施例1～3中步骤S3的堆肥产品进行氨氮(NH4 +-N)、硝氮(NO3 --N)、电导率、种子发芽指数、pH、腐殖质组成及含量的检测，检测方法及判断标准参见《堆肥环境生物与控制》，检测结果见下表1：
表1
Figure BDA0003043944700000041
从表1可以看出，本实施例的堆肥产品的各项指标全部达到堆肥腐熟的标准。
将实施例1～3所制得的堆肥产品经干燥、破碎制成有机肥料，并对有机肥料中有机质、氮、五氧化二磷、氧化钾、pH的检测方法及判断标准参见我国有机肥料标准NY525-2012，测试结果如下表2所示：
表2
Figure BDA0003043944700000051
从表2可以看出，由本发明的堆肥产品制成的有机肥料的总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)超过10％，符合我国有机肥标准NY525-2012，能够有效实现餐厨有机浆液厌氧消化沼渣和黑水虻虫粪的减量化、无害化及资源化利用，促进厌氧沼气工程与黑水虻生物转化餐厨垃圾的高效运行。此外，本发明的有机肥料可根据需要加入锰、铁、铜、锌、硼等微量元素。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种餐厨有机浆液厌氧消化沼渣联合黑水虻虫粪的堆肥方法，其特征在于，包括以下步骤：将餐厨有机浆液厌氧消化沼渣、黑水虻虫粪与秸秆混合均匀得到堆肥原料，然后经堆肥得堆肥产品。
2.如权利要求1所述的堆肥方法，其特征在于，所述餐厨有机浆液厌氧消化沼渣、黑水虻虫粪与秸秆按质量比为3:1:4或1:1:2混合。
3.如权利要求1所述的堆肥方法，其特征在于，所述餐厨有机浆液厌氧消化沼渣的碳氮比为6.09～7.23，含水率为82.24～90.21％；所述黑水虻虫粪的碳氮比为7.96～8.72，含水率为65.58～75.23％；所述秸秆的长度为1～2cm，含水率为10.96～13.11％，碳氮比为30.26～34.70。
4.如权利要求1所述的堆肥方法，其特征在于，所述堆肥原料的含水率为55.90～65.34％，碳氮比为20.88～24.50。
5.如权利要求1所述的堆肥方法，其特征在于，所述堆肥的时间为25～35天，期间前10天每1～2天翻堆一次，之后每3～5天翻堆一次。
6.如权利要求1-5任一所述的堆肥方法制得的堆肥产品。
7.如权利要求6所述的堆肥产品的应用，其特征在于，所述堆肥产品经干燥、破碎制成有机肥料。
8.如权利要求7所述的堆肥产品的应用，其特征在于，所述有机肥料中氮、磷、钾的总含量超过10％。
9.如权利要求7或8所述的堆肥产品的应用，其特征在于，所述有机肥料中还包括有微量元素。
10.如权利要求9所述的堆肥方法的应用，其特征在于，所述微量元素为锰、铁、铜、锌、硼。
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