CN115677424B - 一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保技术领域，涉及一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法及其应用，所述制备方法包括如下步骤：(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；(2)利用黑水虻将步骤(1)得到的固渣进行消化腐解，收集黑水虻粪；(3)将步骤(2)得到的黑水虻粪与砻糠、猪粪混合，然后堆肥发酵，干燥后得到有机肥料。本发明提供的制备方法能够充分利用厨余垃圾中有效成分，实现厨余垃圾的资源化利用，提高厨余垃圾的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及厨余垃圾处理领域，尤其涉及一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法及其应用。
背景技术
固体废弃物不仅会对人体造成伤害，还会影响城市未来的发展。目前，我国步入垃圾分类阶段，经过分类的垃圾中富含有机质(31.86～92.64％)，氮、磷、钾(总量为 5.86～8.14％)等营养元素，直接焚烧不仅污染环境，还造成资源的极大浪费，不符合当前我国构建环境友好、资源节约、资源循环利用的社会目标。
CN113372145A公开了一种将厨余垃圾处理成有机肥料的工艺方法，其将人们每天产生的厨余垃圾进行收集作为来料，通过系统完整的成熟处理方式对厨余垃圾进行回收处理，并最终将厨余垃圾生产为高质量的有机肥料，优化了原来对厨余垃圾进行填埋或者焚烧，最终采用高温发酵与堆肥发酵的处理方式，达到了厨余垃圾变废为宝的目的。
CN112679286A公开了一种利用厨余垃圾制备生物有机肥的方法，包括以下步骤：对厨余垃圾进行筛分，然后进行固液分离，烘干，得到适宜含水量的厨余垃圾；将厨余垃圾与畜禽粪便、豆粕、甜菜、发酵剂按比例混合，发酵完成后，经挤压、造粒，得到成品生物有机肥。本发明通过发酵和微生物的综合作用，对厨余垃圾中的有害物质和微生物进行了降解和灭杀，实现了厨余垃圾的无害化处理和资源化利用。
上述现有技术公开了利用厨余垃圾制备有机肥的方法，其虽说实现了厨余垃圾的资源化利用，但上述方法对于厨余垃圾中所含有的有效成分分解不完全，且步骤较为复杂。因此开发一种高效、环保、安全的厨余垃圾制备有机肥的方法具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法及其应用，所述方法可以将废弃物转化为土壤有机肥，从而使废弃物减量化、资源化，有利于资源的循环利用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
(2)利用黑水虻将步骤(1)得到的固渣进行消化腐解，收集黑水虻粪；
(3)将步骤(2)得到的黑水虻粪与砻糠、猪粪混合，然后堆肥发酵，经造粒、干燥后得到有机肥料。
本发明的方法利用黑水虻对厨余垃圾进行消化腐解，实现厨余垃圾减量化、资源化和无害化处理目标，在保证绿色环保的同时还具有较高的经济效益。且厨余垃圾经黑水虻消化腐解后富含有利微生物，可以增加土壤中的有益菌群，形成合理的微生物群落，进而改善土壤营养条件，增加土壤通气性，提高土壤中酶的活性，加速土壤有机质的分解和矿物养分的转化，辅料中的猪粪、砻糠与黑水虻粪按比例混合，可使有机肥中的可溶性盐含量(EC值)和总养分等参数更全面，更适用于植物栽培。
优选地，步骤(1)所述三相分离在三相分离机中进行。
优选地，步骤(2)中每千克固渣使用0.1-0.15千克黑水虻消化腐解。
优选地，所述消化腐解时温度为25-30℃，例如可以是25℃、26℃、27℃、 28℃或29℃等。
优选地，所述消化腐解的时间为7-10天，例如可以是7天、8天、9天或 10天等。
优选地，步骤(3)所述黑水虻粪、砻糠、猪粪的质量比为(5-9):(1-2): (2-4)。
作为本发明的优选技术方案，黑水虻粪、砻糠、猪粪的质量比在上述范围时，制备得到的有机肥的营养元素更全面，且养分释放持久缓和，可为各类农作物提供较强肥力，且肥力持久，后效强劲。
其中，“5-9”可以是5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5或9等；
“1-2”可以是1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8或1.9等；
“2-4”可以是2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8或3.9等。
优选地，步骤(3)所述混合后调整混合物含水量为50％-60％，例如可以是52％、54％、55％、57％或59％等。
优选地，步骤(3)所述堆肥发酵的时间为25-36天(例如可以是27天、28天、29天、30天、31天、32天、33天、34天或35天等)，优选为27-32天。
优选地，所述堆肥发酵时，每2-3天翻动一次。
优选地步骤(3)所述干燥的温度为40-60℃(例如可以是42℃、44℃、46℃、 48℃、50℃、52℃、54℃、56℃或58℃等)，优选为45-55℃。
优选地，所述干燥的时间为40-80min(例如可以是45min、50min、55min、60min、65min、70min或75min等)，优选为50-70min。
优选地，所述利用厨余垃圾制备有机肥料的方法包括如下步骤：
(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾在三相分离机进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
(2)按每千克固渣使用0.1-0.15千克黑水虻的比例将步骤(1)得到的固渣进行消化腐解7-10天，并控制消化腐解温度为25-30℃，然后收集黑水虻粪；
(3)将步骤(2)得到的黑水虻粪与砻糠、猪粪按照质量比为(5-9):(1-2): (2-4)进行混合，并调整混合物含水量至50％-60％，然后堆肥发酵25-36天，每2-3天翻动一次，发酵结束后经造粒、干燥得到有机肥料。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述利用厨余垃圾制备有机肥料的方法制备得到的有机肥料。
第三方面，本发明提供了如第二方面所述的有机肥料用于土壤增肥的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明利用厨余垃圾作为主要原料制备有机肥，实现了厨余垃圾的无害化处理和资源化利用；
(2)本发明通过黑水虻对厨余垃圾进行分解，无需对原料进行消毒处理，整个过程的中间没有任何污染，也没有二次污染的排放，不会对植物造成破坏，且虻粪中富含有利微生物，可以增加土壤中的有益菌群，形成合理的微生物群落，进而改善土壤营养条件，增加土壤通气性，提高土壤中酶的活性，加速土壤有机质的分解和矿物养分的转化；
(3)本发明所述方法工艺简单，成本低，转化率高，制备出的有机肥肥效持久，能够显著提高作物产量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾在三相分离机进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
(2)按每千克固渣使用0.12千克黑水虻的比例将步骤(1)得到的固渣进行消化腐解8天，维持消化腐解的温度为28℃，然后收集黑水虻粪；
(3)将步骤(2)得到的黑水虻粪与砻糠、猪粪按照质量比为7:1.5:3进行混合，并调整混合物含水量至55％，然后堆肥发酵30天，每2天翻动一次，将堆肥后物料造粒，然后50℃干燥60min后，得到有机肥料。
实施例2
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾在三相分离机进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
(2)按每千克固渣使用0.1千克黑水虻的比例将步骤(1)得到的固渣进行消化腐解10天，维持消化腐解的温度为25℃，然后收集黑水虻粪；
(3)将步骤(2)得到的黑水虻粪与砻糠、猪粪按照质量比为9:2:4进行混合，并调整混合物含水量至60％，然后堆肥发酵36天，每3天翻动一次，将堆肥后物料造粒，然后60℃干燥40min后，得到有机肥料。
实施例3
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾在三相分离机进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
(2)按每千克固渣使用0.15千克黑水虻的比例将步骤(1)得到的固渣进行消化腐解7天，维持消化腐解的温度为30℃，然后收集黑水虻粪；
(3)将步骤(2)得到的黑水虻粪与砻糠、猪粪按照质量比为5:1:2进行混合，并调整混合物含水量至50％，然后堆肥发酵25天，每2天翻动一次，将堆肥后物料造粒，然后在40℃干燥80min后，得到有机肥料。
实施例4
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中黑水虻粪与砻糠、猪粪质量比为4:0.5:5，其余步骤与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中黑水虻粪与砻糠、猪粪质量比为10:3:1，其余步骤与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中调整混合物含水量至70％，其余步骤与实施例1 相同。
实施例7
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中调整混合物含水量至40％，其余步骤与实施例1 相同。
实施例8
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中堆肥发酵的时间为20天，其余步骤与实施例1 相同。
实施例9
本实施例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中堆肥发酵的时间为40天，其余步骤与实施例1 相同。
对比例1
本对比例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾在三相分离机进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
(2)向固渣中加入蛋白水解酶，并酶解12h，然后收集酶解厨余垃圾；
(3)将步骤(2)得到的酶解厨余垃圾与砻糠、猪粪按照质量比为7:1.5:3 进行混合，并调整混合物含水量至55％，然后堆肥发酵30天，每2天翻动一次，将堆肥后物料造粒，然后50℃干燥60min后，得到有机肥料。
对比例2
本对比例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)收集厨余垃圾，将厨余垃圾在三相分离机进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
(2)将步骤(1)得到的固渣与砻糠、猪粪按照质量比为7:1.5:3进行混合，并调整混合物含水量至55％，然后堆肥发酵30天，每2天翻动一次，将堆肥后物料造粒，然后50℃干燥60min后，得到有机肥料。
对比例3
本对比例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中没有添加猪粪，并把猪粪的减少量增加至砻糠中，其余步骤与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)中没有添加砻糠，并把砻糠的减少量增加至猪粪中，其余步骤与实施例1相同。
测试例1
将实施例1-3制备得到的有机肥的理化性能参照GB525-2012规定的检测方法进行检测，结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，本发明提供的方法制备得到的有机肥N、P、K、C、H、 S、腐殖酸含量均达到有机肥料国家农业行业标准。
测试例2
将实施例1-9、对比例1-3所得的肥料以及对照肥料(普通有机肥，购买于洋丰肥业)按照以下条件进行测试：
将待测试的肥料分两次施用于生菜种植，首次以60％作为基肥，40％作为追肥，共50kg。基肥于播种后开沟施肥，追肥于初花期开沟施用，施肥后覆上。每个处理设2个重复，采用完全随机排列。对亩产量进行统计，结果如表2。
表2
由表1可知，本发明实施例1-3制备得到的有机肥料的使用，使得生菜的亩产量为2800Kg以上。
实施例4-5提供的有机肥料的制备方法中，除步骤(3)所述黑水虻粪与砻糠、猪粪不在本申请限定范围外，其余均与实施例1相同，与实施例1相比，实施例4-5中生菜的亩产量有所降低，达到2653Kg或2722Kg。通过将实施例 4-5与实施例1进行对比可以看出，当步骤(3)中所述黑水虻粪与砻糠、猪粪的质量比不在(5-9):(1-2):(2-4)的范围内时，其都会或多或少地使生菜减产，亩产量降低，因此，所述黑水虻粪与砻糠、猪粪的质量比控制在(5-9):(1-2):(2-4)更有利于生菜增产，其属于更优的配比。
实施例6-7提供的有机肥料的制备方法中，除步骤(3)所述混合物的含水量不在本申请限定范围外，其余均与实施例1相同，与实施例1相比，实施例 6-7中生菜的亩产量也会降低，达到2661Kg或2782Kg。通过将实施例6-7与实施例1进行对比可以看出，当步骤(3)中所述混合物的含水量不在50-60％范围内时，其也会使生菜减产，亩产量降低，这是由于所述混合物的含水量控制在本申请限定的范围时更有利于后续的堆肥发酵，进而使有机肥的肥力更好，更有利于生菜增产。
实施例8-9提供的有机肥料的制备方法中，除步骤(3)所述堆肥发酵的时间不在本申请限定范围外，其余均与实施例1相同，与实施例1相比，实施例 8-9中生菜的亩产量也会降低，达到2613Kg或2726Kg。通过将实施例8-9与实施例1进行对比可以看出，步骤(3)中所述堆肥发酵的时间也会或多或少地使生菜减产，亩产量降低，这是由于所述堆肥发酵的时间直接影响着有机肥的肥力，进而对生菜的生长有所影响。
对比例1提供的有机肥料的制备方法中，将厨余垃圾直接酶解然后与砻糠、猪粪混合，与实施例1相比，对比例1没有将厨余垃圾使用黑水虻消化腐解，与砻糠、猪粪直接混合时，厨余垃圾中的有效成分无法得到充分释放，因此使用得到的有机肥料施肥时，生菜的亩产量为2556Kg，明显低于实施例1中的 2973Kg。
对比例2提供的有机肥料的制备方法中，将厨余垃圾油水分离后直接与砻糠、猪粪混合，与实施例1相比，对比例1中厨余垃圾没有使用黑水虻消化腐解，厨余垃圾中的有效成分也无法得到充分释放，因此使用得到的有机肥料施肥时，生菜的亩产量为2489Kg，明显低于实施例1中的2973Kg。
对比例3提供的制备方法中没有添加猪粪，所得有机肥料的营养成分配比不理想，使得生菜的亩产量为2467Kg，明显低于实施例1中的2973Kg；对比例4提供的制备方法中没有添加砻糠，所得有机肥料的营养成分配比不理想，使得生菜的亩产量为2578Kg，同样低于实施例1中的2973Kg。
综上，本发明提供的制备方法能够充分利用厨余垃圾，并释放有效成分，能够起到缓释肥效的效果，用于生菜施肥时，生菜的亩产量能够达到2800Kg 以上。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法及应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (7)
1.一种利用厨余垃圾制备有机肥料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）收集厨余垃圾，将厨余垃圾进行油、水、固渣三相分离，然后除去油和水；
（2）按每千克固渣使用0.1-0.15千克黑水虻将步骤（1）得到的固渣进行消化腐解7-10天，并控制消化腐解温度为25-30℃，收集黑水虻粪；
（3）将步骤（2）得到的黑水虻粪与砻糠、猪粪按照质量比为（5-9）:（1-2）:（2-4）进行混合，并调整混合物含水量至50%-60%，然后堆肥发酵25-36天，每2-3天翻动一次，发酵结束后经造粒、干燥后得到有机肥料；
其中，步骤（3）所述干燥的温度为40-60℃；
步骤（3）所述干燥的时间为40-80min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述三相分离在三相分离机中进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述堆肥发酵的时间为27-32天。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述干燥的温度为45-55℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述干燥的时间为50-70min。
6.根据权利要求1-5任一项所述方法制备得到的有机肥料。
7.根据权利要求6所述的有机肥料在土壤增肥的应用。
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