CN113399425A - 一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法 - Google Patents
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Abstract
一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，它属于环保领域。它要解决现有市政污泥和农村有机废弃物的有效利用率低的问题。方法：一、预处理；二、同步酶解发酵；三、黑水虻处理；四、筛分黑水虻虫体和虫粪。本发明充分利用了市政污泥和农村有机废弃物的特点，采用两步法，即同步酶解发酵法和黑水虻处理法，在有效处理市政垃圾和农村有机废弃物的同时，生产黑水虻幼虫作为饲料原料和虫粪有机肥，实现了高效利用率，做到了零排放，经济效益的增长显著，并有效解决环境污染问题。本发明实施过程中占地面积小，成本低，适用性强，操作简单，处理时间短，易于推广使用。本发明应用于市政污泥和农村有机废弃物的处理。
Description
技术领域
本发明属于环保领域，具体涉及一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法。
背景技术
市政污泥是市政水处理行业产生的污泥，其主要成分是排泄废弃物以及生化处理产生的有机废弃物。我国市政污泥的年产量达到6000万吨，其中大多数用于堆肥、基质、填埋以及建筑材料等等。农村有机废弃物成分复杂，包含餐厨垃圾、畜禽粪便、病死动物、秸秆、树枝叶等等，由于缺乏有限的处理措施和管理办法，没有办法将其进一步的转化为环境效益和经济效益。黑水虻幼虫是一类具有前景的饲料原料，其营养价值与大豆接近，蛋白质含量高于40％，油脂含量高于20％。因其喜食腐物，生长速度快，而被环保企业青睐，尤其是餐厨垃圾处理和畜禽粪便处理行业。
市政污泥和农村有机废弃物属于富含有机物和营养的物质，同样属于黑水虻的食物范畴。申请号：201810914777.7，发明名称为采用饲养黑水虻来实现生化污泥资源化处理的方法的中公开了采用生化污泥和秸秆、植物、木薯粉之类的有机物混合，进行了黑水虻的养殖实验，结果表明在以生化污泥为主的物料下，可以进行黑水虻的饲养，同时利用黑水虻的作用将污泥转化为虫粪；但是，在其发明中忽视了生化污泥和农村有机废弃物的有效利用率，虽然在一定程度上确实表现较好的养殖效果，但实际上虫粪中含有大量的未被处理的生化污泥和有机废弃物，作为有机肥使用的效果不好。
发明内容
本发明的目的是解决现有市政污泥和农村有机废弃物的有效利用率低的问题，提供一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法。
一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，按以下步骤实现：
一、预处理：
将收集到市政污泥和农村有机废弃物进行分组，分为高蛋白组和高纤维组，然后将高蛋白组粉碎至40～80目，得到高蛋白组物料，将高纤维组粉碎过20目筛，得到高纤维组物料；
二、同步酶解发酵：
将上述高蛋白组物料、水、酶制剂A和微生物制剂A置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在25～35℃下进行同步酶解发酵，时间为1～2d，获得物料A；
将上述高纤维组物料、水、酶制剂B和微生物制剂B；置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在25～35℃下进行同步酶解发酵，时间为2～3d，获得物料B；
三、黑水虻处理：
取上述物料A和物料B按重量比(3～4):(1～2)进行混合，获得混合物料，将混合物料以5～15cm的厚度平铺到托盘中，然后将黑水虻虫卵平铺在混合物料表面，再将托盘置于黑暗的恒温房中，在温度为25～30℃、湿度为30～50％RH的条件下黑水虻处理1～15d；
四、上述黑水虻处理结束后，获得黑水虻的虫粪，然后采用振动筛进行黑水虻虫体和虫粪的筛分，即完成市政污泥和农村有机废弃物共同处理。
本发明的有益效果是：
本发明充分利用了市政污泥和农村有机废弃物的特点，采用两步法，即同步酶解发酵法和黑水虻处理法，在有效处理市政垃圾和农村有机废弃物的同时，生产黑水虻幼虫作为饲料原料和虫粪有机肥，实现了高效利用率，做到了零排放，经济效益的增长显著，并有效解决环境污染问题。
本发明实施过程中占地面积小，成本低，适用性强，操作简单，易于推广使用。
本发明处理时间短，平均处理时长为5～18d，相比于传统生物有机肥生产时间缩短了约15％～50％。
本发明应用于市政污泥和农村有机废弃物的处理。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，按以下步骤实现：
一、预处理：
将收集到市政污泥和农村有机废弃物进行分组，分为高蛋白组和高纤维组，然后将高蛋白组粉碎至40～80目，得到高蛋白组物料，将高纤维组粉碎过20目筛，得到高纤维组物料；
二、同步酶解发酵：
将上述高蛋白组物料、水、酶制剂A和微生物制剂A置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在25～35℃下进行同步酶解发酵，时间为1～2d，获得物料A；
将上述高纤维组物料、水、酶制剂B和微生物制剂B；置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在25～35℃下进行同步酶解发酵，时间为2～3d，获得物料B；
三、黑水虻处理：
取上述物料A和物料B按重量比(3～4):(1～2)进行混合，获得混合物料，将混合物料以5～15cm的厚度平铺到托盘中，然后将黑水虻虫卵平铺在混合物料表面，再将托盘置于黑暗的恒温房中，在温度为25～30℃、湿度为30～50％RH的条件下黑水虻处理1～15d；
四、上述黑水虻处理结束后，获得黑水虻的虫粪，然后采用振动筛进行黑水虻虫体和虫粪的筛分，即完成市政污泥和农村有机废弃物共同处理。
本实施方式中所述乳酸菌具体是采用植物乳酸菌，购买自西安欣禄生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施方式中所述芽孢杆菌具体是采用枯草芽孢杆菌，购买自盐城市神微微生物菌种科技有限公司，规格为1000cfu/g。
本实施方式中所述酵母具体是采用产朊假丝酵母菌，购买自沧州市中信生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施方式中所述曲霉具体是采用黑曲霉，购买自山东长泰生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施方式步骤三中所述黑水虻的虫粪含水量为15～30％。
本实施方式步骤四中筛分的黑水虻虫体可作为禽畜饲料、高级蛋白粉或制药原料；筛分的虫粪，俗称虫砂，可以直接作为有机肥使用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤一中所述高蛋白组的蛋白含量高于10％；高蛋白组包含市政污泥、餐厨垃圾、畜禽粪便、病死畜禽、豆制品加工下脚料和过期食品。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，步骤一中所述高纤维组包含瓜皮果屑、秸秆、草树枝叶和园林绿化废弃物。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，步骤一中高蛋白组粉碎至60目。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，步骤二中高蛋白组物料与水的体积比为(4～8):1。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，步骤二中所述酶制剂A为酸性蛋白酶或/和中性蛋白酶，酶制剂A的加入量为500～50000U/kg高蛋白组物料。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
本实施方式所述酶制剂A为混合物时，各组分按任意比混合。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，步骤二中所述微生物制剂A由乳酸菌、芽孢杆菌和酵母按重量比(1～2):(1～2):(1～2)组成，微生物制剂A的加入量为0.1～1g/kg高蛋白组物料。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，步骤二中在32℃下进行同步酶解发酵，时间为1d，获得物料A。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是，步骤二中高纤维组物料与水的体积比为1:(2～8)。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是，步骤二中所述酶制剂B为纤维素酶、木聚糖酶和漆酶其中的一种或几种的组合，酶制剂B的加入量为300～30000U/kg高纤维组物料。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
本实施方式所述酶制剂B为几种的组合时，各组分按任意比混合。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是，步骤二中所述微生物制剂B由曲霉、芽孢杆菌和酵母按重量比(3～4):(1～2):(1～2)组成，微生物制剂B的加入量为0.3～2g/kg高纤维组物料。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是，步骤二中在27℃下进行同步酶解发酵，时间为3d，获得物料B。其它步骤及参数与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是，步骤三中所述黑水虻虫卵的加入量为0.3～1.0g/kg混合物料。其它步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是，步骤三中物料A和物料B按重量比3:1进行混合，获得混合物料，将混合物料以10cm的厚度平铺到托盘中，然后将黑水虻虫卵平铺在混合物料表面，再将托盘置于黑暗的恒温房中，在温度为27℃、湿度为40％RH的条件下黑水虻处理12d。其它步骤及参数与具体实施方式一至十三之一相同。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：
一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，按以下步骤实现：
一、预处理：
将收集到市政污泥和农村有机废弃物进行分组，分为高蛋白组和高纤维组，然后将高蛋白组粉碎至40目，得到高蛋白组物料，将高纤维组粉碎过20目筛，得到高纤维组物料；
二、同步酶解发酵：
将上述高蛋白组物料、水、酶制剂A和微生物制剂A置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在32℃下进行同步酶解发酵，时间为2d，获得物料A；
将上述高纤维组物料、水、酶制剂B和微生物制剂B；置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在27℃下进行同步酶解发酵，时间为3d，获得物料B；
三、黑水虻处理：
取上述物料A和物料B按重量比4:1进行混合，获得混合物料，将混合物料以9cm的厚度平铺到托盘中，然后将黑水虻虫卵平铺在混合物料表面，再将托盘置于黑暗的恒温房中，在温度为29℃、湿度为40％RH的条件下黑水虻处理2d；
四、上述黑水虻处理结束后，获得黑水虻虫粪，然后采用振动筛进行黑水虻虫体和虫粪的筛分，即完成市政污泥和农村有机废弃物共同处理。
本实施例中高蛋白组为市政污泥和餐厨垃圾，共计10kg；高纤维组为草树枝叶，共计3kg。
本实施例中高蛋白组物料与水的体积比为5:1。
本实施例中酶制剂A采用酸性蛋白酶，加入量为12万U。
本实施例中微生物制剂A由0.8g乳酸菌、0.4g芽孢杆菌和0.4g酵母组成，微生物制剂A的加入量为1.6g。
本实施例中高纤维组物料与水的体积比为1:6。
本实施例中酶制剂B：10万U纤维素酶和5万U木聚糖酶。
本实施例中微生物制剂B由3g曲霉、1g芽孢杆菌和1g酵母组成，微生物制剂B的加入量为5g。
本实施例中黑水虻虫卵的加入量为5g。
本实施例中所述乳酸菌具体是采用植物乳酸菌，购买自西安欣禄生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中所述芽孢杆菌具体是采用枯草芽孢杆菌，购买自盐城市神微微生物菌种科技有限公司，规格为1000cfu/g。
本实施例中所述酵母具体是采用产朊假丝酵母菌，购买自沧州市中信生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中所述曲霉具体是采用黑曲霉，购买自山东长泰生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中黑水虻处理结束后，通过振动筛筛分黑水虻虫体和虫粪。收获黑水虻虫体重量为297g，虫粪重量为3.6kg(含水量24％)。
本实施例的处理时间仅为5d。
实施例2：
一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，按以下步骤实现：
一、预处理：
将收集到市政污泥和农村有机废弃物进行分组，分为高蛋白组和高纤维组，然后将高蛋白组粉碎至40目，得到高蛋白组物料，将高纤维组粉碎过20目筛，得到高纤维组物料；
二、同步酶解发酵：
将上述高蛋白组物料、水、酶制剂A和微生物制剂A置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在35℃下进行同步酶解发酵，时间为2d，获得物料A；
将上述高纤维组物料、水、酶制剂B和微生物制剂B；置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在27℃下进行同步酶解发酵，时间为3d，获得物料B；
三、黑水虻处理：
取上述物料A和物料B按重量比3:1进行混合，获得混合物料，将混合物料以14cm的厚度平铺到托盘中，然后将黑水虻虫卵平铺在混合物料表面，再将托盘置于黑暗的恒温房中，在温度为29℃、湿度为40％RH的条件下黑水虻处理6d；
四、上述黑水虻处理结束后，获得黑水虻虫粪，然后采用振动筛进行黑水虻虫体和虫粪的筛分，即完成市政污泥和农村有机废弃物共同处理。
本实施例中高蛋白组为市政污泥、畜禽粪便和死鸡，共计10kg；高纤维组为秸秆，共计4kg。
本实施例中高蛋白组物料与水的体积比为6:1。
本实施例中酶制剂A采用酸性蛋白酶，加入量为30万U。
本实施例中微生物制剂A由1g乳酸菌、1g芽孢杆菌和1g酵母组成，微生物制剂A的加入量为3g。
本实施例中高纤维组物料与水的体积比为1:4。
本实施例中酶制剂B：10万U纤维素酶和5万U木聚糖酶。
本实施例中微生物制剂B由2g曲霉、1g芽孢杆菌和1g酵母组成，微生物制剂B的加入量为4g。
本实施例中黑水虻虫卵的加入量为6g。
本实施例中所述乳酸菌具体是采用植物乳酸菌，购买自西安欣禄生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中所述芽孢杆菌具体是采用枯草芽孢杆菌，购买自盐城市神微微生物菌种科技有限公司，规格为1000cfu/g。
本实施例中所述酵母具体是采用产朊假丝酵母菌，购买自沧州市中信生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中所述曲霉具体是采用黑曲霉，购买自山东长泰生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中黑水虻处理结束后，通过振动筛筛分黑水虻虫体和虫粪。收获黑水虻虫体重量为340g，虫粪重量为4.2kg(含水量19％)。
本实施例的处理时间仅为9d。
实施例3：
一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，按以下步骤实现：
一、预处理：
将收集到市政污泥和农村有机废弃物进行分组，分为高蛋白组和高纤维组，然后将高蛋白组粉碎至40目，得到高蛋白组物料，将高纤维组粉碎过20目筛，得到高纤维组物料；
二、同步酶解发酵：
将上述高蛋白组物料、水、酶制剂A和微生物制剂A置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在35℃下进行同步酶解发酵，时间为1d，获得物料A；
将上述高纤维组物料、水、酶制剂B和微生物制剂B；置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在27℃下进行同步酶解发酵，时间为2d，获得物料B；
三、黑水虻处理：
取上述物料A和物料B按重量比4:1进行混合，获得混合物料，将混合物料以14cm的厚度平铺到托盘中，然后将黑水虻虫卵平铺在混合物料表面，再将托盘置于黑暗的恒温房中，在温度为29℃、湿度为40％RH的条件下黑水虻处理3d；
四、上述黑水虻处理结束后，获得黑水虻虫粪，然后采用振动筛进行黑水虻虫体和虫粪的筛分，即完成市政污泥和农村有机废弃物共同处理。
本实施例中高蛋白组为市政污泥、死鸭和豆渣，共计10kg；高纤维组为树枝粉(属于园林绿化废弃物)，共计4kg。
本实施例中高蛋白组物料与水的体积比为8:1。
本实施例中酶制剂A采用酸性蛋白酶，加入量为30万U。
本实施例中微生物制剂A由1g乳酸菌、2g芽孢杆菌和2g酵母组成，微生物制剂A的加入量为5g。
本实施例中高纤维组物料与水的体积比为1:7。
本实施例中酶制剂B：10万U纤维素酶和5万U木聚糖酶。
本实施例中微生物制剂B由3g曲霉、1g芽孢杆菌和1g酵母组成，微生物制剂B的加入量为5g。
本实施例中黑水虻虫卵的加入量为10g。
本实施例中所述乳酸菌具体是采用植物乳酸菌，购买自西安欣禄生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中所述芽孢杆菌具体是采用枯草芽孢杆菌，购买自盐城市神微微生物菌种科技有限公司，规格为1000cfu/g。
本实施例中所述酵母具体是采用产朊假丝酵母菌，购买自沧州市中信生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中所述曲霉具体是采用黑曲霉，购买自山东长泰生物科技有限公司，规格为100cfu/g。
本实施例中黑水虻处理结束后，通过振动筛筛分黑水虻虫体和虫粪。收获黑水虻虫体重量为360g，虫粪重量为4.1kg(含水量21％)。
本实施例的处理时间仅为5d。
Claims (10)
1.一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于它按以下步骤实现：
一、预处理：
将收集到市政污泥和农村有机废弃物进行分组，分为高蛋白组和高纤维组，然后将高蛋白组粉碎至40～80目，得到高蛋白组物料，将高纤维组粉碎过20目筛，得到高纤维组物料；
二、同步酶解发酵：
将上述高蛋白组物料、水、酶制剂A和微生物制剂A置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在25～35℃下进行同步酶解发酵，时间为1～2d，获得物料A；
将上述高纤维组物料、水、酶制剂B和微生物制剂B；置于搅拌机中，混匀后装入发酵桶内并置于恒温房中，在25～35℃下进行同步酶解发酵，时间为2～3d，获得物料B；
三、黑水虻处理：
取上述物料A和物料B按重量比(3～4):(1～2)进行混合，获得混合物料，将混合物料以5～15cm的厚度平铺到托盘中，然后将黑水虻虫卵平铺在混合物料表面，再将托盘置于黑暗的恒温房中，在温度为25～30℃、湿度为30～50％RH的条件下黑水虻处理1～15d；
四、上述黑水虻处理结束后，获得黑水虻的虫粪，然后采用振动筛进行黑水虻虫体和虫粪的筛分，即完成市政污泥和农村有机废弃物共同处理。
2.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤一中所述高蛋白组的蛋白含量高于10％；高蛋白组包含市政污泥、餐厨垃圾、畜禽粪便、病死畜禽、豆制品加工下脚料和过期食品。
3.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤一中所述高纤维组包含瓜皮果屑、秸秆、草树枝叶和园林绿化废弃物。
4.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤二中高蛋白组物料与水的体积比为(4～8):1。
5.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤二中所述酶制剂A为酸性蛋白酶或/和中性蛋白酶，酶制剂A的加入量为500～50000U/kg高蛋白组物料。
6.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤二中所述微生物制剂A由乳酸菌、芽孢杆菌和酵母按重量比(1～2):(1～2):(1～2)组成，微生物制剂A的加入量为0.1～1g/kg高蛋白组物料。
7.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤二中高纤维组物料与水的体积比为1:(2～8)。
8.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤二中所述酶制剂B为纤维素酶、木聚糖酶和漆酶其中的一种或几种的组合，酶制剂B的加入量为300～30000U/kg高纤维组物料。
9.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤二中所述微生物制剂B由曲霉、芽孢杆菌和酵母按重量比(3～4):(1～2):(1～2)组成，微生物制剂B的加入量为0.3～2g/kg高纤维组物料。
10.根据权利要求1所述的一种市政污泥和农村有机废弃物共同处理的方法，其特征在于步骤三中所述黑水虻虫卵的加入量为0.3～1.0g/kg混合物料。
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