CN108276034A - 一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，包括如下步骤：1)将餐厨垃圾、污泥、园艺及农作物秸秆、城市农贸市场有机垃圾进行预处理得到餐厨垃圾处理物、污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物；2)将餐厨垃圾处理物、污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物与腐殖酸或草炭、微生物制剂混合并搅拌均匀而得到待发酵配方混合物；3)待发酵配方混合物布入连续式发酵槽内进行好氧连续发酵处理，成为有机肥料半成品；4)将有机肥料半成品输入粉碎车间粉碎、筛分，筛下物随即布入陈化间进行熟化处理得到有机肥料成品；5)将有机肥料成品进行检测，检测合格后包装库存。
Description
技术领域
本发明涉及四废资源(餐厨垃圾、河底疏浚污泥及其它污泥、园艺及农作物秸秆和城市农贸市场有机垃圾(动、植物弃物))综合处理技术领域,特别涉及四废物质资源化利用衍生有机肥料的方法。
背景技术
本发明所称的四废资源为餐厨垃圾、河底疏浚污泥及其它污泥、园艺及农作物秸秆和城市农贸市场有机垃圾(动、植物弃物)。其中：
1.餐厨垃圾
随着我国经济的高速发展和城镇化的提速，与日俱增的大量生活垃圾已经成为制约城市发展的瓶颈。2017年1月25日，国家发改委印发《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》(2016版)，将“厨余废弃物资源化无害化利用”的相关装备和技术研发，列入“资源循环利用产业”分项之一，其中就包括将厨余垃圾好氧发酵进行资源化利用。
由于城市中的餐厨垃圾，富含有机质、蛋白质、油脂、高盐和水分。研究表明，餐厨垃圾中含水量为73.03％以上、蛋白质为12.16％、脂肪为6.23％、糖类为4.16％、盐分为1.24％、灰分为1.75％，总碳含量为13.95％，pH值为6.8左右。由于餐厨垃圾的高含水量造成其热值较低，一般为6270kJ/kg，达不到有害废物焚烧最低需要热值(18600kJ/kg)，燃烧时需要添加辅助燃料，从而造成投资大的问题，同时尾气处理也是一个难题，不适合直接焚烧处理；因此，目前只有以下处理模式：一种是采取直接填埋处理，这种处理直截了当“灭”了餐厨垃圾。但所产生的后果是对地下水的严重威胁和产生恶臭对周边空气的严重污染，大量的渗滤液处理难度极大，易滋生有害病菌和扩散，严重干扰人们的正常生活和伤害人身健康。另一种是资源化利用，通过简单的分拣→粉碎→固液分离→高温处理(输入热能或微生物发酵)等工艺流程，但对餐厨垃圾的高盐、高油特点处置乏力，对蛋白质、纤维等其他物资的转换也不近人意，实际意义就是将餐厨垃圾转换成了另一种垃圾。而且，总过程中散发出的恶臭气体严重污染周边空气，危害人们身心健康。
推动餐厨废弃物资源化利用，变废为宝，化害为利，不仅是发展循环经济的重要内容，也是解决餐厨废弃物引发的食品安全问题和环境问题的根本性措施。中国的餐厨垃圾资源化、无害化、减量化，已经刻不容缓。
2.河底疏浚污泥及其它污泥
随着城镇化建设的不断推进及社会经济的不断发展，河道黑臭水体以及河道污泥处理这一难题越来越显著。2015年“水十条”的颁布，国家对污泥处理处置在设施建设和处置率上都有了要求。禁止处理处置不达标的污泥进入耕地，主要疑虑包括病原菌传播、化学物质、烧苗、病虫害、杂草控制和恶臭。又由于河道污泥有机质以及其它元素相对资源化利用来说价值较低，其规范化的资源利用处理处置尚未形成。现在主要采取转移、填埋，严重污染地下水和周边空气，危害人们身心健康。河底疏浚污泥及其它污泥的无害化、资源化、规模化处理处置已经刻不容缓。
3.园艺及农作物秸秆
中国是农业大国，随着城镇化建设城市园艺修剪枝叶和农业生产废弃物，形成了数量巨大秸秆资源。但，由于其主要成分为难以降解的木质素和纤维素，其它元素相对资源化利用来说价值也较低，而且带有诸多植物病原。目前处理处置主要为以下方式：一种是就地堆积自然腐烂或返田，或就地焚烧，由此自然腐烂导致病原扩散，植物病害频发造成产量降低质量下降。焚烧不仅造成了资源的浪费，而且增加了空气污染指数，给环境造成了极大的危害。第二种是作为垃圾填埋，既浪费资源，又百害无一利。第三种是资源化利用，加工成碳素物资或粗质纸材。此模式投资成本高昂，最低效益都无法实现。且生产过程对环境的污染，更是使此路不通，各路厂家关门息业。因此，积极探索使其化害为利、资源化利用已迫在眉睫。
4.城市农贸市场有机垃圾(动、植物弃物)
随着我国城市化水平的提升，农贸集市垃圾也大量增加，且量占城市生活垃圾的5％－15％左右。其主要由蔬菜渣、根、植物皮、水产物的壳内脏、肉类杂物、动物毛和塑胶袋、砖头泥块等组成。因为其成分复杂含水量高，目前普遍将其与城市生活垃圾混合后一起填埋处理。以浪费资源的行为，破坏环境，危害人们身体健康。为此，对城市农贸市场有机垃圾的资源利用不可忽视。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对现有“四废”资源的不同特性，而提供一种“四废”资源综合处置衍生有机肥料的方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术措施来实现：
一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，包括如下步骤：
1)将餐厨垃圾、污泥、园艺及农作物秸秆、城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物；
2)将步骤1)得到的符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物与腐殖酸或草炭辅料、微生物制剂，按以下质量百分比混合并搅拌均匀而得到待发酵配方混合物：
3)将步骤2)得到的待发酵配方混合物布入连续式发酵槽内进行好氧连续发酵处理，成为有机肥料半成品；
4)将步骤3)得到的有机肥料半成品，通过输送系统输入粉碎车间粉碎、筛分，筛下物随即布入陈化间进行熟化处理得到有机肥料成品；
5)将步骤4)得到的有机肥料成品进行检测，检测合格后包装库存。
在本发明的一个优选实施例中，步骤1)中将餐厨垃圾、河底疏浚污泥及其它污泥、园艺及农作物秸秆、城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、河底疏浚污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物具体如下：
1)餐厨垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物的过程是首先去除无塑料类包装和餐饮器具等杂物，保留纯食物类物质，然后将纯食物类物质进行固液分离后，得到含水量为80％的餐厨垃圾处理物；
2)污泥进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的污泥处理物的过程是将河底疏浚污泥及其它污泥去除金属和建筑垃圾等杂质后进行脱水，然后加工成含水量小于30％、粒径小于2mm的污泥处理物；
3)园艺及农作物秸秆进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的园艺及农作物秸秆处理物的过程是将纯花木修剪枝叶和农作物秸秆加工成含水量小于12％、粒径小于2mm的园艺及农作物秸秆处理物；
4)城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的城市农贸市场有机垃圾处理物的过程是将城市农贸市场收集的纯菜头残叶、动物内脏、变质和过期的农副产品，去除塑料类包装和砖头石块等杂物后得到含水量小于60％的城市农贸市场有机垃圾处理物。
在本发明的一个优选实施例中，所述微生物制剂中各菌种的菌株数量配比如下：
在本发明的一个优选实施例中，所述有机肥料成品含有以下成分：
所述中微量元素包括Ca、Mg、S、Si、B和Zn，其质量配比为1.5～2.0∶3～5∶0.02～0.05∶1.0～1.5∶0.01∶0.03；
所述有机肥料成品的其余成分为灰分和纤维素。
在本发明的一个优选实施例中，所述有机质包括腐殖型有机质和未腐熟有机质，所述腐殖型有机质和未腐熟有机质的质量配比为2～4:1。
在本发明的一个优选实施例中，步骤4)中的熟化处理的方式为将筛下物自然堆放，堆放高度为2m到3m，熟化温度为35℃以下，熟化时间为3天。
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤3)中将步骤2)得到的待发酵配方混合物布入连续式发酵槽内进行好氧连续发酵处理，成为有机肥料半成品的具体过程是每天定时往发酵槽内布入含水量为43％～47％的待发酵配方混合物，在待发酵配方混合物本身的碳能和微生物呼吸热合力产生的热能，使其在24小时内形成55—65℃的发酵温度；每天定时翻堆散热、供氧、干燥，使其保持55—65℃的恒定亚高温状态，并向连续式发酵槽出口端移动，经7天的连续发酵，已转化了大部分可溶性有机物，生化速度渐趋和缓，基本完成了配方混合物料无害化处置，成为有机肥料半成品。
本发明配方中所述腐植酸，是自然界中广泛存在的大分子有机物质，广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。尤其是现在生态农业建设、无公害农业生产、绿色食品、无污染环保等。
本发明是注重“四废”资源的不同特性，进行科学配方。通过合理配方，一是解决餐厨垃圾的高水分(使配方混合物水分保证在45—50％)、高盐分(并保证在发酵过程中微生物对钠元素的需求)的问题；二是解决河底疏浚污泥及其它污泥的有机质含量低、作为资源利用营养元素不够的问题；三是解决单一秸秆碳氮比太高，微生物不能短时间分解、作为资源利用营养元素不够的问题；四是解决农贸市场有机垃圾水分过高，协同餐厨垃圾调节配方混合物的碳氮比的问题。
本发明在好氧微生物发酵过程中，脂肪分解酶充分分解“四废”配方混合物之中的油脂，转换成脂肪酸；蛋白酶分解蛋白质，转换为氨氮，在转氨基的作用下部分合成氨基酸。有效的避免了蛋白质、脂肪等物质，在厌氧环境中腐败所产生的大量恶臭有害气体。通过7天的高温发酵，将“四废”的高分子有机氮、磷、钾等降解为低分子态植物能充分吸收营养物资。并将有害物质限制在国家有机肥(NY525-2012)、生物有机肥(NY884-2012)及城镇垃圾农用控制标准(GB8172-87)之内，并达到上述“产品组分的质量”标准。
由于采取上述措施，并各步骤都在独立密闭车间或密闭好氧发酵车间完成，并通过高科技除尘和发酵尾气净化手段，有效的解决其它工艺难以克服的高油脂、高盐分、高水分和处理过程的恶臭等技术难题而全程零排放。名副其实的做到“四废”无害化、资源化，而衍生出高质量的有机肥料或生物有机肥料。
上述衍生有机肥料，可广泛使用于良田保护性生产和土壤修复。
附图说明
图1为本发明四废物质资源化利用衍生有机肥料的方法的工艺流程图。
图2为使用本发明四废物质资源化利用衍生有机肥料与土壤混合后种植菜籽发芽率示意图。
具体实施方式
下面实施例的餐厨垃圾、河底疏浚污泥及其它污泥、园艺及农作物秸秆、城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、河底疏浚污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物具体如下：
1)餐厨垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物的过程是首先去除无塑料类包装和餐饮器具等杂物，保留纯食物类物质，然后将纯食物类物质进行固液分离后，得到含水量为80％的餐厨垃圾处理物；
2)污泥进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的污泥处理物的过程是将河底疏浚污泥及其它污泥去除金属和建筑垃圾等杂质后进行脱水，然后加工成含水量小于30％、粒径小于2mm的污泥处理物；
3)园艺及农作物秸秆进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的园艺及农作物秸秆处理物的过程是将纯花木修剪枝叶和农作物秸秆加工成含水量小于12％、粒径小于2mm的园艺及农作物秸秆处理物；
4)城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的城市农贸市场有机垃圾处理物的过程是将城市农贸市场收集的纯菜头残叶、动物内脏、变质和过期的农副产品，去除塑料类包装和砖头石块等杂物后得到含水量小于60％的城市农贸市场有机垃圾处理物。
下面实施例的微生物制剂中各菌种的菌株数量配比如下：
以下结合具体实施例来详细描述本发明，下面各实施例涉及的工艺参数仅是对本发明的说明，并不构成对本发明权利要求保护的范围的限制。
实施例1
执行配方如下：
主料：
辅料：
腐殖酸 10％；
微生物制剂 0.7‰。
实施例1制备步骤如下：
一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，包括如下步骤：
1)将上述配方的符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物与腐殖酸或草炭辅料、微生物制剂，按以下质量百分比混合并搅拌均匀而得到待发酵配方混合物
2)将步骤1)得到的待发酵配方混合物布入连续式发酵槽内进行好氧连续发酵处理，成为有机肥料半成品；具体过程是每天定时往发酵槽内布入含水量为43％～47％的待发酵配方混合物，在待发酵配方混合物本身的碳能和微生物呼吸热合力产生的热能，使其在24小时内形成55—65℃的发酵温度；每天定时翻堆散热、供氧、干燥，使其保持55—65℃的恒定亚高温状态，并向连续式发酵槽出口端移动，经7天的连续发酵，已转化了大部分可溶性有机物，生化速度渐趋和缓，基本完成了配方混合物料无害化处置，成为有机肥料半成品。
3)将步骤2)得到的有机肥料半成品，通过输送系统输入粉碎车间粉碎、筛分，筛下物随即布入陈化间进行熟化处理得到有机肥料成品；熟化处理的方式为将筛下物自然堆放，堆放高度为2m到3m，熟化温度为35℃以下，熟化时间为3天。
4)将步骤3)得到的有机肥料成品进行检测，检测合格后包装库存。
经以上步骤得到的衍生有机肥料的各主要组分质量比如下表:
实施例2
执行配方如下：
主料：
辅料：
草炭 10％
微生物制剂 0.7‰
实施例2的制备步骤同实施例1。
该实施例得到的衍生有机肥料的各主要组分质量比如下表:
实施例3
执行配方如下：
主料：
辅料：
腐殖酸 10％
微生物制剂 0.7‰
实施例3的制备步骤同实施例1。
该实施例得到的衍生有机肥料的各主要组分质量比如下表:
以上各实施例，充分显示出本专利对“四废”物质无害化处理和资源化利用衍生有机肥料方法的科学性、稳定性、和可复制推广性，填补了国内行业空白。
参见图2，将本发明的衍生有机肥料和土壤比例1:20混合，撒入菜籽约300粒，发芽约270颗，发芽率约90％。
Claims (6)
1.一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将餐厨垃圾、污泥、园艺及农作物秸秆、城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物；
2)将步骤1)得到的符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物与腐殖酸或草炭辅料、微生物制剂，按以下质量百分比混合并搅拌均匀而得到待发酵配方混合物：
3)将步骤2)得到的待发酵配方混合物布入连续式发酵槽内进行好氧连续发酵处理，成为有机肥料半成品；
4)将步骤3)得到的有机肥料半成品，通过输送系统输入粉碎车间粉碎、筛分，筛下物随即布入陈化间进行熟化处理得到有机肥料成品；
5)将步骤4)得到的有机肥料成品进行检测，检测合格后包装库存。
2.如权利要求1所述的一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，其特征在于，步骤1)中将餐厨垃圾、河底疏浚污泥及其它污泥、园艺及农作物秸秆、城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物、河底疏浚污泥处理物、园艺及农作物秸秆处理物、城市农贸市场有机垃圾处理物具体如下：
1)餐厨垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的餐厨垃圾处理物的过程是首先去除无塑料类包装和餐饮器具等杂物，保留纯食物类物质，然后将纯食物类物质进行固液分离后，得到含水量为80％的餐厨垃圾处理物；
2)污泥进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的污泥处理物的过程是将河底疏浚污泥及其它污泥去除金属和建筑垃圾等杂质后进行脱水，然后加工成含水量小于30％、粒径小于2mm的污泥处理物；
3)园艺及农作物秸秆进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的园艺及农作物秸秆处理物的过程是将纯花木修剪枝叶和农作物秸秆加工成含水量小于12％、粒径小于2mm的园艺及农作物秸秆处理物；
4)城市农贸市场有机垃圾进行预处理或加工，得到符合四废物理质量要求的品质和规格的城市农贸市场有机垃圾处理物的过程是将城市农贸市场收集的纯菜头残叶、动物内脏、变质和过期的农副产品，去除塑料类包装和砖头石块等杂物后得到含水量小于60％的城市农贸市场有机垃圾处理物。
3.如权利要求1所述的一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，其特征在于，所述有机肥料成品含有以下成分：
所述中微量元素包括Ca、Mg、S、Si、B和Zn，其质量配比为1.5～2.0∶3～5∶0.02～0.05∶1.0～1.5∶0.01∶0.03；
所述有机肥料成品的其余成分为灰分和纤维素。
4.如权利要求3所述的一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，其特征在于，所述有机质包括腐殖型有机质和未腐熟有机质，所述腐殖型有机质和未腐熟有机质的质量配比为2～4:1。
5.如权利要求1所述的一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，其特征在于，步骤4)中的熟化处理的方式为将筛下物自然堆放，堆放高度为2m到3m，熟化温度为35℃以下，熟化时间为3天。
6.如权利要求1所述的一种四废资源化处置衍生有机肥料的方法，其特征在于，所述步骤3)中将步骤2)得到的待发酵配方混合物布入连续式发酵槽内进行好氧连续发酵处理，成为有机肥料半成品的具体过程是每天定时往发酵槽内布入含水量为43％～47％的待发酵配方混合物，在待发酵配方混合物本身的碳能和微生物呼吸热合力产生的热能，使其在24小时内形成55—65℃的发酵温度；每天定时翻堆散热、供氧、干燥，使其保持55—65℃的恒定亚高温状态，并向连续式发酵槽出口端移动，经7天的连续发酵，已转化了大部分可溶性有机物，生化速度渐趋和缓，基本完成了配方混合物料无害化处置，成为有机肥料半成品。
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