CN116063130A - 利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法，属于用废物制成的肥料领域，所述方法包括制备堆肥混合物、预堆肥、堆肥。本发明制备有机肥的方法，得到的肥料中腐殖酸含量高，按照HG/T 5046‑2016中的方法，测试堆肥过程中第15、25、30、35天的腐殖酸含量，第15天为1.48‑1.62%，第25天为2.39‑2.50%，第30天为3.55‑3.71%，第35天为3.72‑3.80%。

Description

利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法
技术领域
本发明涉及利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法，属于用废物制成的肥料领域。
背景技术
蔬菜废弃物是指蔬菜产品收获、流通过程中因虫咬、淤伤、腐烂等原因产生的大量叶菜、根茎、瓜果等，蔬菜在分拣包装时，损失率最高可达40%，在炎热夏天甚至可达到60%，蔬菜废弃物的养分含量十分丰富，但是含水率高、碳氮比低、结构性差，易携带各类病原菌以及农药残留等问题，难以进行有效快速的资源化处理，蔬菜废弃物的利用率不足30%，蔬菜产地仍以填埋、集中焚烧等方式为主要处理方法，不仅造成了环境污染和资源浪费，也阻碍了蔬菜种植业的绿色可持续发展。
肥料化是一种天然的、可持续的、非常有益的用来稳定有机质的方法，十分适用于蔬菜废弃物的处理，肥料化的方法主要包括厌氧消化法和好氧堆肥法。
其中厌氧消化法能够产生沼气，生产周期短，能同时实现废物的稳定化和能源化应用，但设备较为复杂，依赖于高效反应器的开发利用，还要进行废水废渣处理，成本较高，应用范围较窄。
好氧堆肥是将蔬菜废弃物与填充料按一定的比例混合，在适合的水分、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，最终获得肥料，既可以用低廉的成本来解决蔬菜废弃物的环境污染问题，还可以得到相应的资源产出，实现循环利用。
由于蔬菜废弃物含水量较高，采用单一的蔬菜废弃物进行好氧堆肥处理时，容易产生大量污水，造成堆体塌陷，物料粘连，造成厌氧状态，因此需要添加相应的蓬松性的填充物质，比如木屑、稻草等，调节堆体的含水量和孔隙度，增加好氧反应的氧气含量，防止向厌氧状态转变。
在好氧堆肥进行到一定程度时，堆肥会达到腐熟状态，除了从外观上（气味、色度等）判断腐熟程度外，还需要从生物学指标比如发芽实验等来判断，另外通常来说，随着堆肥过程的推进，腐殖酸含量会逐渐上升，腐熟完成后堆肥中的腐殖酸含量高，实际发酵过程中发现，蔬菜废弃物和蓬松性填充物混合好氧堆肥后，在其他指标符合堆肥的腐熟特征时，堆体的腐殖酸含量较低，呈现先增长后降低的现象，导致最终肥料中腐殖酸含量较低。
综上所述，现有技术中，蔬菜废弃物和蓬松性填充物混合好氧堆肥后，达到腐熟状态的过程中，堆体的腐殖酸含量呈现先增长后降低的现象，导致最终肥料中腐殖酸含量较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过制备堆肥混合物，先对堆肥混合物进行预堆肥，最终进行堆肥，在蔬菜废弃物和蓬松性填充物混合好氧堆肥后，提高肥料中腐殖酸含量。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法，所述方法包括制备堆肥混合物、预堆肥、堆肥。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述制备堆肥混合物的方法为，将蔬菜废弃物粉碎至2.5-3.5mm，并与粉碎至2.5-3.5mm的稻草碎片、葡萄糖酸铵混合，得到初混物备用，将氯化钙、去离子水混合，得到氯化钙水溶液，然后使用氢氧化钠将氯化钙水溶液的pH调节为7.5-7.7，得到处理液，保持初混物在不停翻动的状态下，将处理液喷洒至初混物，喷洒后静置120-130min，然后用纯水对初混物进行淋洗，淋洗后，控制温度为46-55℃，进行干燥，干燥至整体的含水率为52-56wt%，得到堆肥混合物；
所述蔬菜废弃物、稻草碎片、葡萄糖酸铵的质量比为85-115:20-30:0.8-1.2；
所述蔬菜废弃物的含水率为62wt%，所述稻草碎片的含水率为22-24wt%；
所述氯化钙与去离子水的质量比为14-16:750；
所述处理液与初混物的质量比为24-26:20；
所述纯水与初混物的质量比为45-55:15。
所述预堆肥的方法为，将堆肥混合物、羧甲基壳聚糖混合，并搅拌均匀，然后加入异丙醇，再次搅拌混合均匀，得到堆体，然后利用蒸汽，控制温度为65-69℃，对堆体加热，并在此温度下搅拌70-80min，搅拌后控制温度为83-87℃，将异丙醇蒸发，蒸发的时间为110-130min，蒸发完成后得到堆肥堆体；
所述堆肥混合物、羧甲基壳聚糖、异丙醇的质量比为230-270:14-16:25-35。
所述堆肥的方法为，将堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁混合，搅拌均匀后，接种菌剂，进行堆肥，堆肥过程中控制堆体温度不超过64-66℃，并在堆肥的第17-27天，对堆体进行通风，每天的通风量为0.50-0.60L/min-1·kg-1，堆肥35-37天后，得到有机肥；
所述堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁的质量比为225-275:1.8-2.2:0.8-1.2:0.8-1.2；
所述菌剂为复合菌剂，复合菌剂中包含枯草芽孢杆菌、嗜热球菌、黑曲霉、米曲霉，菌含量为20亿/g，来源为山东蔚蓝生物科技有限公司，复合菌剂的接种量为0.5kg/吨。
与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：
本发明制备有机肥的方法，得到的肥料中腐殖酸含量高，按照HG/T 5046-2016中的方法，测试堆肥过程中第15、25、30、35天的腐殖酸含量，第15天为1.48-1.62%，第25天为2.39-2.50%，第30天为3.55-3.71%，第35天为3.72-3.80%；
本发明制备有机肥的方法，得到的肥料中养分含量高，总养分（N+P2O2+K2O）含量（以干基计）为5.71-5.88%，有机质（以干基计）含量为45.24-45.36%；
本发明制备有机肥的方法，得到的肥料种子发芽指数高，发芽指数为92.7-93.8%；
本发明制备有机肥的方法，得到的肥料粪大肠菌群数少，粪大肠菌群数为20-23个/g；
本发明制备有机肥的方法，得到的肥料蛔虫卵死亡率高，蛔虫卵死亡率为97.6-98.5%。
具体实施方式
实施例1
（1）制备堆肥混合物
将蔬菜废弃物粉碎至3mm，并与粉碎至3mm的稻草碎片、葡萄糖酸铵混合，得到初混物备用，将氯化钙、去离子水混合，得到氯化钙水溶液，然后使用氢氧化钠将氯化钙水溶液的pH调节为7.6，得到处理液，保持初混物在不停翻动的状态下，将处理液喷洒至初混物，喷洒后静置125min，然后用纯水对初混物进行淋洗，淋洗后，控制温度为50℃，进行干燥，干燥至整体的含水率为55wt%，得到堆肥混合物；
所述蔬菜废弃物、稻草碎片、葡萄糖酸铵的质量比为100:25:1；
所述蔬菜废弃物的含水率为62wt%，所述稻草碎片的含水率为23wt%；
所述氯化钙与去离子水的质量比为15:750；
所述处理液与初混物的质量比为25:20；
所述纯水与初混物的质量比为50:15。
（2）预堆肥
将堆肥混合物、羧甲基壳聚糖混合，并搅拌均匀，然后加入异丙醇，再次搅拌混合均匀，得到堆体，然后利用蒸汽，控制温度为67℃，对堆体加热，并在此温度下搅拌75min，搅拌后控制温度为85℃，将异丙醇蒸发，蒸发的时间为120min，蒸发完成后得到堆肥堆体；
所述堆肥混合物、羧甲基壳聚糖、异丙醇的质量比为250:15:30。
（3）堆肥
将堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁混合，搅拌均匀后，接种菌剂，进行堆肥，堆肥过程中控制堆体温度不超过65℃，并在堆肥的第17-27天，对堆体进行通风，每天的通风量为0.55L/min-1·kg-1，堆肥36天后，得到有机肥；
所述堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁的质量比为250:2:1:1；
所述菌剂为复合菌剂，复合菌剂中包含枯草芽孢杆菌、嗜热球菌、黑曲霉、米曲霉，菌含量为20亿/g，来源为山东蔚蓝生物科技有限公司，复合菌剂的接种量为0.5kg/吨。
实施例2
（1）制备堆肥混合物
将蔬菜废弃物粉碎至2.5mm，并与粉碎至2.5mm的稻草碎片、葡萄糖酸铵混合，得到初混物备用，将氯化钙、去离子水混合，得到氯化钙水溶液，然后使用氢氧化钠将氯化钙水溶液的pH调节为7.5，得到处理液，保持初混物在不停翻动的状态下，将处理液喷洒至初混物，喷洒后静置120min，然后用纯水对初混物进行淋洗，淋洗后，控制温度为46℃，进行干燥，干燥至整体的含水率为52wt%，得到堆肥混合物；
所述蔬菜废弃物、稻草碎片、葡萄糖酸铵的质量比为85:20:0.8；
所述蔬菜废弃物的含水率为62wt%，所述稻草碎片的含水率为22wt%；
所述氯化钙与去离子水的质量比为14:750；
所述处理液与初混物的质量比为24:20；
所述纯水与初混物的质量比为45:15。
（2）预堆肥
将堆肥混合物、羧甲基壳聚糖混合，并搅拌均匀，然后加入异丙醇，再次搅拌混合均匀，得到堆体，然后利用蒸汽，控制温度为65℃，对堆体加热，并在此温度下搅拌80min，搅拌后控制温度为83℃，将异丙醇蒸发，蒸发的时间为130min，蒸发完成后得到堆肥堆体；
所述堆肥混合物、羧甲基壳聚糖、异丙醇的质量比为230:14:25。
（3）堆肥
将堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁混合，搅拌均匀后，接种菌剂，进行堆肥，堆肥过程中控制堆体温度不超过64℃，并在堆肥的第17-27天，对堆体进行通风，每天的通风量为0.50L/min-1·kg-1，堆肥35天后，得到有机肥；
所述堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁的质量比为225:1.8:0.8:0.8；
所述菌剂为复合菌剂，复合菌剂中包含枯草芽孢杆菌、嗜热球菌、黑曲霉、米曲霉，菌含量为20亿/g，来源为山东蔚蓝生物科技有限公司，复合菌剂的接种量为0.5kg/吨。
实施例3
（1）制备堆肥混合物
将蔬菜废弃物粉碎至3.5mm，并与粉碎至3.5mm的稻草碎片、葡萄糖酸铵混合，得到初混物备用，将氯化钙、去离子水混合，得到氯化钙水溶液，然后使用氢氧化钠将氯化钙水溶液的pH调节为7.7，得到处理液，保持初混物在不停翻动的状态下，将处理液喷洒至初混物，喷洒后静置130min，然后用纯水对初混物进行淋洗，淋洗后，控制温度为55℃，进行干燥，干燥至整体的含水率为56wt%，得到堆肥混合物；
所述蔬菜废弃物、稻草碎片、葡萄糖酸铵的质量比为115:30:1.2；
所述蔬菜废弃物的含水率为62wt%，所述稻草碎片的含水率为24wt%；
所述氯化钙与去离子水的质量比为16:750；
所述处理液与初混物的质量比为26:20；
所述纯水与初混物的质量比为55:15。
（2）预堆肥
将堆肥混合物、羧甲基壳聚糖混合，并搅拌均匀，然后加入异丙醇，再次搅拌混合均匀，得到堆体，然后利用蒸汽，控制温度为69℃，对堆体加热，并在此温度下搅拌70min，搅拌后控制温度为87℃，将异丙醇蒸发，蒸发的时间为110min，蒸发完成后得到堆肥堆体；
所述堆肥混合物、羧甲基壳聚糖、异丙醇的质量比为270:16:35。
（3）堆肥
将堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁混合，搅拌均匀后，接种菌剂，进行堆肥，堆肥过程中控制堆体温度不超过66℃，并在堆肥的第17-27天，对堆体进行通风，每天的通风量为0.60L/min-1·kg-1，堆肥37天后，得到有机肥；
所述堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁的质量比为275:2.2:1.2:1.2；
所述菌剂为复合菌剂，复合菌剂中包含枯草芽孢杆菌、嗜热球菌、黑曲霉、米曲霉，菌含量为20亿/g，来源为山东蔚蓝生物科技有限公司，复合菌剂的接种量为0.5kg/吨。
对比例1
与实施例1不同的是，制备堆肥混合物改为以下操作：
将蔬菜废弃物粉碎至3mm，并与粉碎至3mm的稻草碎片、葡萄糖酸铵混合，得到初混物备用，然后氢氧化钠水溶液喷洒至初混物，喷洒后静置125min，然后用纯水对初混物进行淋洗，淋洗后，控制温度为50℃，进行干燥，干燥至整体的含水率为55wt%，得到堆肥混合物；
所述蔬菜废弃物、稻草碎片、葡萄糖酸铵的质量比为100:25:1；
所述蔬菜废弃物的含水率为62wt%，所述稻草碎片的含水率为23wt%；
所述氢氧化钠水溶液与初混物的质量比为25:20；
所述氢氧化钠水溶液的浓度为5wt%；
所述纯水与初混物的质量比为50:15；
其余步骤相同，制备有机肥。
对比例2
与实施例1不同的是，预堆肥改为以下操作：
将堆肥混合物、羧甲基壳聚糖混合，并搅拌均匀，得到堆体，然后利用蒸汽，控制温度为67℃，对堆体加热，并将堆体在此温度下搅拌75min，搅拌后经过冷却得到堆肥堆体；
所述堆肥混合物、羧甲基壳聚糖的质量比为250:15；
其余步骤相同，制备有机肥。
实施例4发酵不同阶段腐殖酸含量检测
将实施例1-3、对比例1-2的有机肥按照HG/T 5046-2016中的方法，测试堆肥过程中第15、25、30、35天的腐殖酸含量，结果见表1。
实施例5有机肥养分检测
将实施例1-3、对比例1-2的有机肥按照NY/T 525-2021中的方法，测试有机肥的总养分、有机质含量，结果见表2。
实施例6有机肥生物学指标检测
将实施例1-3、对比例1-2的有机肥按照NY/T 525-2021中的方法，测试有机肥的种子发芽指数、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率，结果见表3。

Claims (4)

1.利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法，其特征在于，所述方法包括制备堆肥混合物、预堆肥、堆肥；
所述制备堆肥混合物的方法为，将蔬菜废弃物粉碎至2.5-3.5mm，并与粉碎至2.5-3.5mm的稻草碎片、葡萄糖酸铵混合，得到初混物备用，将氯化钙、去离子水混合，得到氯化钙水溶液，然后使用氢氧化钠将氯化钙水溶液的pH调节为7.5-7.7，得到处理液，保持初混物在不停翻动的状态下，将处理液喷洒至初混物，喷洒后静置120-130min，然后用纯水对初混物进行淋洗，淋洗后进行干燥，得到堆肥混合物；
所述蔬菜废弃物、稻草碎片、葡萄糖酸铵的质量比为85-115:20-30:0.8-1.2；
所述氯化钙与去离子水的质量比为14-16:750；
所述处理液与初混物的质量比为24-26:20；
所述纯水与初混物的质量比为45-55:15；
所述预堆肥的方法为，将堆肥混合物、羧甲基壳聚糖混合，并搅拌均匀，然后加入异丙醇，再次搅拌混合均匀，得到堆体，然后利用蒸汽，控制温度为65-69℃，对堆体加热，并在此温度下搅拌70-80min，搅拌后控制温度为83-87℃，将异丙醇蒸发，蒸发的时间为110-130min，蒸发完成后得到堆肥堆体；
所述堆肥混合物、羧甲基壳聚糖、异丙醇的质量比为230-270:14-16:25-35；
所述堆肥的方法为，将堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁混合，搅拌均匀后，接种菌剂，进行堆肥，堆肥过程中控制堆体温度不超过64-66℃，并在堆肥的第17-27天，对堆体进行通风，每天的通风量为0.50-0.60L/min-1·kg-1，堆肥35-37天后，得到有机肥；
所述堆肥堆体、氯化亚铁、硝酸钾、磷酸镁的质量比为225-275:1.8-2.2:0.8-1.2:0.8-1.2。
2.根据权利要求1所述的利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法，其特征在于：
所述制备堆肥混合物步骤中，干燥的方法为，控制温度为46-55℃，进行干燥，干燥至整体的含水率为52-56wt%。
3.根据权利要求1所述的利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法，其特征在于：
所述制备堆肥混合物步骤中，蔬菜废弃物的含水率为62wt%，稻草碎片的含水率为22-24wt%。
4.根据权利要求1所述的利用蔬菜废弃物制备有机肥的方法，其特征在于：
所述堆肥步骤中，接种的菌剂为复合菌剂，复合菌剂中包含枯草芽孢杆菌、嗜热球菌、黑曲霉、米曲霉，菌含量为20亿/g，来源为山东蔚蓝生物科技有限公司，复合菌剂的接种量为0.5kg/吨。
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