CN113526998A - 一种厨余垃圾液体肥料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种厨余垃圾液体肥料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及肥料制备技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾液体肥料及其制备方法与应用。包括以下步骤：(1)向厨余垃圾中加入水后将其破碎浆化，然后添加除臭剂；(2)向步骤(1)得到的厨余垃圾中加入菌剂进行第一次发酵；(3)第一次发酵完成后加入菌剂进行第二次发酵，发酵完成后，即得厨余垃圾液体肥料。本发明通过除臭剂的添加，减少了厨余垃圾在发酵过程中恶臭气体的排放，并通过两次发酵过程，使厨余垃圾得到的充分的发酵，得到了对农作物生长具有明显促生作用的液体肥料，使厨余垃圾变废为宝。

Description

一种厨余垃圾液体肥料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及肥料制备技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾液体肥料及其制备方法与应用。
背景技术
厨余垃圾是对餐饮业、食品加工业和家庭等加工、消费食物过程中形成的残羹剩饭、过期食品、下脚料等废弃物的总称。作为城市固体废弃物的重要类型，厨余垃圾占我国城市生活垃圾的比重已达37～62％，且绝对量逐年增长。厨余垃圾具有高含水量、高有机质、高油脂、高含盐量等特点，一般来说其含水率达70～90％，含油量150～6000mg/L，含盐量为1.58g/L，以干物质计，其有机质含量达80％～93％。因此，用传统的填埋和焚烧等方法处理厨余垃圾不仅浪费资源，更会产生大量渗滤液、恶臭及二恶英等污染物。因此，形成并健全厨余垃圾资源化利用和无害化处理产业链迫在眉睫。
肥料化是厨余垃圾资源化利用的主要方式之一，过程中亦存在许多潜在环境污染源，威胁与之相关的水、大气、土壤等各环境要素。关于利用厨余垃圾制备肥料的技术有很多，例如，CN104261959B公开了一种使用餐厨垃圾制作有机肥料的材料组合物及制备方法，以餐厨垃圾粉、秸秆粉、腐殖酸粉、乳酸菌粉作为有机肥料组合物，具有制备简单、价廉环保的优点，但是没有对厨余垃圾进行彻底的发酵分解，仅仅是简单的组合成有机肥料，其在土壤溶液中进行发酵的过程会非常缓慢，因此肥效太低。再如，CN103819235 B公开了一种基于调控水分形态的厨余垃圾好氧发酵处理工艺，通过添加保水剂和调控好氧发酵体系中总纤维素的含量，实现厨余垃圾好氧发酵体系中水分形态的调控，从而提高厨余垃圾好氧发酵的效率。但是，由于厨余垃圾本身以及在发酵过程中存在很多恶臭物质，是重要的恶臭气体发散源，在厨余垃圾发酵过程中会散发很多恶臭气体。因此，如何完善厨余垃圾的处理工艺，在保证发酵效果的前提下，降低厨余垃圾恶臭气体的排放，对于本领域技术人员来说具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厨余垃圾液体肥料及其制备方法，通过除臭剂的添加，减少了厨余垃圾在发酵过程中恶臭气体的排放，并通过两次发酵过程，使厨余垃圾得到充分的发酵，得到了对农作物生长具有明显促生作用的液体肥料，使厨余垃圾变废为宝。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向厨余垃圾中加入水后将其破碎浆化，然后添加除臭剂；
(2)向步骤(1)得到的厨余垃圾中加入菌剂进行第一次发酵；
(3)第一次发酵完成后加入菌剂进行第二次发酵，发酵完成后，即得厨余垃圾液体肥料。
优选的，所述步骤(1)中厨余垃圾与水的质量比为1～3∶1～3。
优选的，所述除臭剂包括如下质量份数的组分：玉米秸秆30～40份、玉米芯10～20份、七水合硫酸亚铁12～16份、硫酸镁7～11份、碳酸钙7～ 11份、沸石粉3～5份；所述除臭剂与加水后的厨余垃圾的质量比为1～3∶ 50～150；
所述除臭剂的制备方法为：将玉米秸秆和玉米芯粉碎至4～10目，然后将各组分原料混合即可。
优选的，所述步骤(2)中菌剂包括如下质量份数的组分：嗜热耐盐脂肪分解菌15～25份、地衣芽孢杆菌10～16份、乳酸菌12～14份、黑曲霉 10～14份、米曲霉10～14份、嗜酸乳杆菌10～14份、保加利亚乳杆菌9～15份、光合细菌4～8份。
优选的，所述步骤(2)中发酵参数设置为：温度40～46℃，时间5～ 7d，每天搅拌4～6次，每次20～30min。
优选的，所述步骤(3)中菌剂包括如下质量份数的组分：纳豆芽孢杆菌15～25份、褐球固氮菌12～16份、解脂肪假丝酵母10～14份、地衣芽孢杆菌10～14份、巨大芽孢杆菌9～13份、巴斯德毕赤酵母7～11份。
优选的，所述步骤(3)中发酵参数设置为：温度22～28℃，时间10～ 20d，每天搅拌3～5次，每次10～20min。
优选的，所述步骤(2)中，所述菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为4～10∶80～120；所述步骤(3)中，所述菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为 2～8∶80～120。
本发明还提供了一种厨余垃圾液体肥料的制备方法制备得到的厨余垃圾液体肥料。
本发明还进一步的提高了所述的厨余垃圾液体肥料在农作物栽培中的应用，将厨余垃圾液体肥料稀释10～50倍后使用。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、现有技术中厨余垃圾的处理过程往往伴随着恶臭气体的排放，本发明通过除臭剂的添加，使厨余垃圾在整个发酵过程中恶臭气体的排放大量减少；
2、本发明在厨余垃圾发酵过程中两次添加菌剂，使厨余垃圾得到了充分的发酵，第一次的发酵温度较高，不仅能杀死有害菌类，还能加快发酵速度，缩短发酵周期，更有利于大规模工业化生产；第二次发酵温度较第一次发酵温度低，可以进一步的降低厨余垃圾的含盐率与含油率，可以提高水肥产品品质，增加水肥中有机质、氨基酸、有机态氮磷钾、中微量元素等植物生长所必需的物质的含量。
具体实施方式
本发明提供了一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向厨余垃圾中加入水后将其破碎浆化，然后添加除臭剂；
(2)向步骤(1)得到的厨余垃圾中加入菌剂进行第一次发酵；
(3)第一次发酵完成后加入菌剂进行第二次发酵，发酵完成后，即得厨余垃圾液体肥料。
在本发明中，所述步骤(1)中厨余垃圾与水的质量比为1～3∶1～3；优选为1～2∶1～2；进一步优选为1∶1。
在本发明中，所述除臭剂包括如下质量份数的组分：玉米秸秆30～40 份、玉米芯10～20份、七水合硫酸亚铁12～16份、硫酸镁7～11份、碳酸钙7～11份、沸石粉3～5份；
优选为玉米秸秆32～38份、玉米芯12～18份、七水合硫酸亚铁13～15 份、硫酸镁8～10份、碳酸钙8～10份、沸石粉4份；
进一步优选为玉米秸秆34～36份、玉米芯14～16份、七水合硫酸亚铁 13～15份、硫酸镁9份、碳酸钙9份、沸石粉4份；
更优选为玉米秸秆35份、玉米芯15份、七水合硫酸亚铁14份、硫酸镁9份、碳酸钙9份、沸石粉4份。
在本发明中，所述除臭剂与加水后的厨余垃圾的质量比为1～3∶50～ 150；优选为1～2∶70～130；进一步优选为2∶90～110；更优选为2∶100。
在本发明中，所述除臭剂的制备方法为：将玉米秸秆和玉米芯粉碎至4～ 10目，然后将各组分原料混合即可；优选为将玉米秸秆和玉米芯粉碎至5～ 9目；进一步优选为将玉米秸秆和玉米芯粉碎至6～8目；更优选为将玉米秸秆和玉米芯粉碎至7目。
在本发明中，所述步骤(2)中菌剂包括如下质量份数的组分：嗜热耐盐脂肪分解菌15～25份、地衣芽孢杆菌10～16份、乳酸菌12～14份、黑曲霉10～14份、米曲霉10～14份、嗜酸乳杆菌10～14份、保加利亚乳杆菌9～15份、光合细菌4～8份；
优选为嗜热耐盐脂肪分解菌17～23份、地衣芽孢杆菌11～15份、乳酸菌13份、黑曲霉11～13份、米曲霉11～13份、嗜酸乳杆菌11～13份、保加利亚乳杆菌10～14份、光合细菌5～7份；
进一步优选为嗜热耐盐脂肪分解菌19～21份、地衣芽孢杆菌12～14份、乳酸菌13份、黑曲霉11～13份、米曲霉11～13份、嗜酸乳杆菌11～13份、保加利亚乳杆菌10～14份、光合细菌5～7份；
更优选为嗜热耐盐脂肪分解菌20份、地衣芽孢杆菌13份、乳酸菌13 份、黑曲霉12份、米曲霉12份、嗜酸乳杆菌12份、保加利亚乳杆菌12份、光合细菌6份。
在本发明中，所述步骤(2)中发酵参数设置为：温度40～46℃，时间 5～7d，每天搅拌4～6次，每次20～30min；优选为温度41～45℃，时间 6d，每天搅拌5次，每次22～28min；进一步优选为温度42～44℃，时间 6d，每天搅拌5次，每次24～26min；更优选为温度43℃，时间6d，每天搅拌5次，每次25min。
在本发明中，所述步骤(3)中菌剂包括如下质量份数的组分：纳豆芽孢杆菌15～25份、褐球固氮菌12～16份、解脂肪假丝酵母10～14份、地衣芽孢杆菌10～14份、巨大芽孢杆菌9～13份、巴斯德毕赤酵母7～11份；
优选为纳豆芽孢杆菌17～23份、褐球固氮菌13～15份、解脂肪假丝酵母11～13份、地衣芽孢杆菌11～13份、巨大芽孢杆菌10～12份、巴斯德毕赤酵母8～10份；
进一步优选为纳豆芽孢杆菌19～21份、褐球固氮菌14份、解脂肪假丝酵母12份、地衣芽孢杆菌12份、巨大芽孢杆菌11份、巴斯德毕赤酵母9 份；
更优选为纳豆芽孢杆菌20份、褐球固氮菌14份、解脂肪假丝酵母12 份、地衣芽孢杆菌12份、巨大芽孢杆菌11份、巴斯德毕赤酵母9份。
在本发明中，所述步骤(3)中发酵参数设置为：温度22～28℃，时间 10～20d，每天搅拌3～5次，每次10～20min；优选为温度23～27℃，时间 12～18d，每天搅拌4次，每次12～18min；进一步优选为温度24～26℃，时间14～16d，每天搅拌4次，每次14～16min；更优选为温度25℃，时间 15d，每天搅拌4次，每次15min。
在本发明中，所述步骤(2)中，所述菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为4～10∶80～120；优选为5～9∶90～110；进一步优选为6～8∶95～105；更优选为7∶100。
在本发明中，所述步骤(3)中，所述菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为2～8∶80～120；优选为3～7∶90～110；进一步优选为4～6∶95～105；更优选为5∶100。
本发明还提供了一种厨余垃圾液体肥料的制备方法制备得到的厨余垃圾液体肥料。
本发明还进一步的提高了所述的厨余垃圾液体肥料在农作物栽培中的应用，将厨余垃圾液体肥料稀释10～50倍后使用；优选稀释20～40倍后使用为；进一步优选为稀释24～36倍后使用；更优选为稀释30倍后使用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向厨余垃圾中加入水(厨余垃圾与水的质量比为3∶1)后将其破碎浆化，然后按除臭剂与加水后的厨余垃圾的质量比为3∶50加入除臭剂；
(2)向步骤(1)得到的厨余垃圾中加入菌剂(菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为10∶80)进行第一次发酵，发酵参数设置为：温度40℃，时间5d，每天搅拌4次，每次20min；
(3)第一次发酵完成后加入菌剂(菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为8∶80)进行第二次发酵，发酵参数设置为：温度22℃，时间10d，每天搅拌3次，每次10min，发酵完成后，即得厨余垃圾液体肥料；
其中，所述除臭剂包括如下质量份数的组分：玉米秸秆30份、玉米芯 10份、七水合硫酸亚铁12份、硫酸镁7份、碳酸钙7份、沸石粉3份；制备方法为：将玉米秸秆和玉米芯粉碎至4目，然后将各组分原料混合即可；
所述步骤(2)中菌剂包括如下质量份数的组分：嗜热耐盐脂肪分解菌15份、地衣芽孢杆菌10份、乳酸菌12份、黑曲霉10份、米曲霉10份、嗜酸乳杆菌10份、保加利亚乳杆菌9份、光合细菌4份；
所述步骤(3)中菌剂包括如下质量份数的组分：纳豆芽孢杆菌15份、褐球固氮菌12份、解脂肪假丝酵母10份、地衣芽孢杆菌10份、巨大芽孢杆菌9份、巴斯德毕赤酵母7份。
实施例2
一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向厨余垃圾中加入水(厨余垃圾与水的质量比为1∶3)后将其破碎浆化，然后按除臭剂与加水后的厨余垃圾的质量比为1∶150加入除臭剂；
(2)向步骤(1)得到的厨余垃圾中加入菌剂(菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为4∶120)进行第一次发酵，发酵参数设置为：温度46℃，时间7d，每天搅拌6次，每次30min；
(3)第一次发酵完成后加入菌剂(菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为8∶120)进行第二次发酵，发酵参数设置为：温度28℃，时间20d，每天搅拌5次，每次20min，发酵完成后，即得厨余垃圾液体肥料；
其中，所述除臭剂包括如下质量份数的组分：玉米秸秆40份、玉米芯 20份、七水合硫酸亚铁16份、硫酸镁11份、碳酸钙11份、沸石粉5份；制备方法为：将玉米秸秆和玉米芯粉碎至10目，然后将各组分原料混合即可；
所述步骤(2)中菌剂包括如下质量份数的组分：嗜热耐盐脂肪分解菌 25份、地衣芽孢杆菌16份、乳酸菌14份、黑曲霉14份、米曲霉14份、嗜酸乳杆菌14份、保加利亚乳杆菌15份、光合细菌8份；
所述步骤(3)中菌剂包括如下质量份数的组分：纳豆芽孢杆菌25份、褐球固氮菌16份、解脂肪假丝酵母14份、地衣芽孢杆菌14份、巨大芽孢杆菌13份、巴斯德毕赤酵母11份。
实施例3
一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向厨余垃圾中加入水(厨余垃圾与水的质量比为1∶1)后将其破碎浆化，然后按除臭剂与加水后的厨余垃圾的质量比为1∶50加入除臭剂；
(2)向步骤(1)得到的厨余垃圾中加入菌剂(菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为7∶100)进行第一次发酵，发酵参数设置为：温度43℃，时间6d，每天搅拌5次，每次25min；
(3)第一次发酵完成后加入菌剂(菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为4∶100)进行第二次发酵，发酵参数设置为：温度25℃，时间15d，每天搅拌4次，每次15min，发酵完成后，即得厨余垃圾液体肥料；
其中，所述除臭剂包括如下质量份数的组分：玉米秸秆35份、玉米芯 15份、七水合硫酸亚铁14份、硫酸镁9份、碳酸钙9份、沸石粉4份；制备方法为：将玉米秸秆和玉米芯粉碎至7目，然后将各组分原料混合即可；
所述步骤(2)中菌剂包括如下质量份数的组分：嗜热耐盐脂肪分解菌 20份、地衣芽孢杆菌13份、乳酸菌13份、黑曲霉12份、米曲霉12份、嗜酸乳杆菌12份、保加利亚乳杆菌12份、光合细菌6份；
所述步骤(3)中菌剂包括如下质量份数的组分：纳豆芽孢杆菌20份、褐球固氮菌4份、解脂肪假丝酵母12份、地衣芽孢杆菌12份、巨大芽孢杆菌11份、巴斯德毕赤酵母9份。
实施例4
将实施例3得到的厨余垃圾液体肥料进行肥效验证试验，按1∶5、1∶ 10、1∶30、1∶50、1∶75、1∶100共6个比例进行稀释，浸湿滤纸，分别放入培养皿中，每个培养皿均匀点播10粒玉米种子，以蒸馏水处理为空白对照组1，以现有技术中具有促进种子发芽的营养液作为对照组1，于25℃培养箱中培养，试验期间每天补充蒸馏水，10天后结束试验，计算玉米种子的发芽率、发芽势及活力指数，每一处理重复3次，取平均值。结果如表1 所示。
表1
发芽率％ 发芽势％ 活力指数
1∶5 78.6 72.4 95.25
1∶10 89.4 81.7 113.36
1∶30 94.3 83.6 146.38
1∶50 91.5 80.4 124.94
1∶75 84.5 74.3 104.58
1∶100 77.5 68.4 86.25
对照组1 85.6 75.2 96.3
空白对照组1 70.4 61.2 82.56
由表1可以看出，不同稀释比例的厨余垃圾液体肥料对玉米种子的发芽过程影响不同，稀释比例1∶30的处理玉米种子的发芽率、发芽势及活力指数最高，且显著高于其他试验组。通过对比其他试验分组也可以看出，厨余垃圾液体肥料的使用浓度并不是越小越好，也并不是越大越好，必须选择合适的稀释比例才能达到最佳的促进玉米种子发芽的效果。例如稀释比例1∶ 30的处理玉米种子的发芽率相对于稀释比例1∶5处理的玉米种子的发芽率提高了近20％，相对于稀释比例1∶100处理的玉米种子的发芽率也提高了 20％。
实施例5
选取一块大小为2400m2的试验用地，随机平均划分为24块区域种植玉米。将实施例3得到的厨余垃圾液体肥料进行肥效验证试验，按1∶5、1∶10、1∶30、1∶50、1∶75、1∶100共6个比例进行稀释，每个稀释比例作为一个试验分组，以在玉米生长期内不施任何肥料作为空白对照组2，在玉米生长期内施用常规复合肥料作为对照组2，分别随机在三块不同的试验区域进行使用，各试验分组除在玉米生长期间喷洒所述厨余垃圾液体肥料外，不使用任何的肥料。
各试验分组除肥料使用不同外，其余管理方法完全相同。玉米收获后，计算千粒重、行粒数、穗行数、穗长及产量，取平均值。结果如表2所示。
其中，厨余垃圾液体肥料的使用方法为：在玉米的拔节期、孕穗期、开花期，将本发明所述厨余垃圾液体肥料(每亩每次用量50kg)进行稀释后随水冲施。
表2
Figure RE-GDA0003244855570000091
从表2得到的数据也可以看出，稀释比例1∶30处理组的玉米产量达到了530.4kg/亩，明显高于其他试验组，显著高于空白对照组。这说明本发明所述厨余垃圾液体肥料具有优异的促进植物生长的作用，并且效果也优于对照组2。通过对比其他试验分组可以看出，需要选择合适的厨余垃圾液体肥料才能达到最优异的促生效果，只有在一定的浓度范围内，本发明所述厨余垃圾液体肥料对玉米生长的促生作用才会逐渐增强，而稀释比例过大或过小都会影响液体肥料的使用效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向厨余垃圾中加入水后将其破碎浆化，然后添加除臭剂；
(2)向步骤(1)得到的厨余垃圾中加入菌剂进行第一次发酵；
(3)第一次发酵完成后加入菌剂进行第二次发酵，发酵完成后，即得厨余垃圾液体肥料。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中厨余垃圾与水的质量比为1～3∶1～3。
3.根据权利要求1或2所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，所述除臭剂包括如下质量份数的组分：玉米秸秆30～40份、玉米芯10～20份、七水合硫酸亚铁12～16份、硫酸镁7～11份、碳酸钙7～11份、沸石粉3～5份；所述除臭剂与加水后的厨余垃圾的质量比为1～3∶50～150；
所述除臭剂的制备方法为：将玉米秸秆和玉米芯粉碎至4～10目，然后将各组分原料混合即可。
4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中菌剂包括如下质量份数的组分：嗜热耐盐脂肪分解菌15～25份、地衣芽孢杆菌10～16份、乳酸菌12～14份、黑曲霉10～14份、米曲霉10～14份、嗜酸乳杆菌10～14份、保加利亚乳杆菌9～15份、光合细菌4～8份。
5.根据权利要求1或4所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中发酵参数设置为：温度40～46℃，时间5～7d，每天搅拌4～6次，每次20～30min。
6.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中菌剂包括如下质量份数的组分：纳豆芽孢杆菌15～25份、褐球固氮菌12～16份、解脂肪假丝酵母10～14份、地衣芽孢杆菌10～14份、巨大芽孢杆菌9～13份、巴斯德毕赤酵母7～11份。
7.根据权利要求1或6所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中发酵参数设置为：温度22～28℃，时间10～20d，每天搅拌3～5次，每次10～20min。
8.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为4～10∶80～120；所述步骤(3)中，所述菌剂与加水后的厨余垃圾的质量比为2～8∶80～120。
9.权利要求1～8任一项所述的一种厨余垃圾液体肥料的制备方法制备得到的厨余垃圾液体肥料。
10.权利要求9所述的厨余垃圾液体肥料在农作物栽培中的应用，其特征在于，将厨余垃圾液体肥料稀释10～50倍后使用。
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