專利名稱：一種將廚余垃圾轉化成肥料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉 及一種將廚余垃圾轉化成肥料的方法。
背景技術：
廚余垃圾是來源于居民生活過程中的廢棄物。近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，廚余垃圾的產生量不斷增加，帶來的環(huán)境污染問題日益加劇，如何有效處理廚余垃圾已成為國內外必須面對的重大環(huán)境難題。目前國內外比較成熟的廚余垃圾處理技術主要有以下幾個方法1、填埋。填埋可以實現(xiàn)垃圾的減量化，但廚余垃圾主要以碳水化合物及菜葉、果皮為主，含水率高，填埋易產生大量滲濾液，嚴重污染地下水；2、焚燒。焚燒也是去除垃圾的有效方法之一，但是廚余垃圾中有機物和水分含量高，焚燒熱值低，污染大氣；3、厭氧發(fā)酵。該法處理廚余垃圾仍是一項新技術，在有機物去除率和甲烷產率方面尚需要很多改進；4、好氧堆肥技術。與前三者相比，該方法在有效實現(xiàn)廚余垃圾的無害化、減量化、資源化方面占據(jù)優(yōu)勢。但由于廚余垃圾本身含水高，加上有機物分解產生的水分充滿堆體，導致堆肥過程中升溫慢，產生大量的滲濾液，惡臭污染嚴重，大大制約了堆肥的處理進程。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種將廚余垃圾轉化成肥料的方法。本發(fā)明所提供的將廚余垃圾轉化成肥料的方法，包括如下步驟將禽畜糞便、作物秸桿和廚余垃圾混合，得到混合物；將所述混合物進行發(fā)酵，得到肥料。上述方法中，所述混合物的CN比為20 I 30 I或25 I 30 I或25 : I 29 : I。上述方法中，所述混合物的含水率為60% 75% (質量百分含量)或60% 70%(質量百分含量)。上述任一所述方法中，所述混合物中，所述廚余垃圾占所述混合物的質量百分比為0% -100%，具體為20%-70%，再具體為30% -60%或40%-60%，且不為0%和100%。上述任一所述方法中，所述混合物中禽畜糞便和作物秸桿的質量比為3. 3 I。上述任一所述方法中，所述廚余垃圾的CN比為18-25,具體為21. 72 ;所述廚余垃圾的含水率為75% -85%，具體為75. 2% ;上述任一所述方法中，所述禽畜糞便的CN比為10-15，具體為12. 34 ;所述禽畜糞便的含水率為65% -75%，具體為71. 2% ;上述任一所述方法中，所述作物秸桿的CN比為50-60，具體為59. 70 ;所述作物秸桿的含水率為6% -10%，具體為8. 30%。上述任一所述方法中，所述混合物的初始溫度為26°C -33°C。上述任一所述方法中，所述發(fā)酵為好氧發(fā)酵；所述好氧發(fā)酵是通過向發(fā)酵容器內通風實現(xiàn)的；所述通風的方式為通風半小時再暫停半小時的間歇式，所述通風量為O.06m3 · min 1 · m 3。上述任一所述方法中，所述發(fā)酵的時間為28天；所述禽畜糞便為豬糞或牛糞；所述作物秸桿為玉米秸桿或小麥秸桿。由上述任一所述方法得到的肥料也屬于本發(fā)明的保護范圍。所述肥料的發(fā)芽率指數(shù)大于80%，所述肥料的電導率在4. OOmS · cnT1以下，所述肥料的E4/E6介于3. 0-6. O之間，所述肥料的WSC低于4. 00g/kg,所述肥料的C/N為10. 5-13. 5。廚余垃圾是來源于居民生活過程中的廢棄物。從來源上看，與農業(yè)生產過程中作物生產、蔬菜生產、果類生產等產生的農業(yè)廢棄物具有同源性；此外廚余垃圾的干燥物中含 有的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維及其它礦物質等組分與秸桿、畜禽糞便等農村廢棄物中含有的組分極為相似。秸桿作為堆肥常用的原料，可有效地吸附水分，減少滲濾液的產生；畜禽糞便所含有機質成分簡單，容易被微生物利用，有利于堆肥過程中溫度的上升。兩者可以有效地解決廚余垃圾單獨堆肥面臨的難題。但目前國內外很多研究通過添加合適的蓬松劑來解決廚余垃圾易粘結、含水聞以及供氧效率低等問題。本發(fā)明在以豬糞和秸桿作為堆肥主料的基礎上，加入合適比例的廚余垃圾，解決了其單獨堆肥通風不暢、升溫較慢和產生大量滲濾液等問題。發(fā)酵罐堆肥試驗表明，秸桿、豬糞堆肥中添加廚余垃圾可以加速堆肥的溫度上升速度，同時可以大幅度減少滲濾液產生；添加各比例廚余垃圾堆肥產品發(fā)芽率指數(shù)均大于80%，且堆肥產品均達到腐熟度標準要求。從溫度、滲濾液、腐熟度和臭氣排放方面綜合考慮，廚余垃圾添加比例控制在30% 60%為宜。本發(fā)明操作簡單、易行，不僅加速堆肥升溫速率，減少了滲濾液的產生，而且堆肥產品能帶來可觀的經濟效益。更為重要的是，本發(fā)明在有效減少生活垃圾清運量，節(jié)約資源，控制惡臭氣體的產生以實現(xiàn)節(jié)能減排等方面具有重大的實踐意義和價值。


圖I為不同處理在好氧堆肥過程中溫度和滲濾液產生量的變化。圖2為不同處理在好氧堆肥過程中EC和E4/E6的變化。圖3為不同處理在好氧堆肥過程中WSC和C/N的變化。圖4為不同處理在好氧堆肥過程中GI的變化。圖5為不同處理在好氧堆肥過程中NH3質量分數(shù)和硫化物釋放量的變化。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。下述實施例中的廚余垃圾來自海淀區(qū)上莊鎮(zhèn)白水洼村垃圾轉運站，由生活垃圾進行大類粗分后選取廚余垃圾。下述實施例中各種參數(shù)的檢測方法如下堆肥的溫度由溫度自動監(jiān)控系統(tǒng)測得，每半小時自動記錄一次發(fā)酵罐內溫度值。滲濾液的量每天定時導出滲濾液，并稱重。
發(fā)芽率指數(shù)(GI):將樣品按Ig IOmL水浸提過濾(即浸泡后取濾液)，取5mL浸提液加入直徑為9cm且鋪有濾紙的培養(yǎng)皿內，點播20粒飽滿的水蘿卜種子，放置20°C培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，第48小時測種子發(fā)芽率指數(shù)GI，每個處理重復3次，對照為蒸餾水。GI(%)=(處理浸提液培養(yǎng)種子發(fā)芽率X根長)/(對照種子發(fā)芽率X根長)X 100%。電導率將樣品按lg: IOmL水浸提過濾，用DDS-IlA型電導測定儀測定濾液EC值(mS · cm—1) οE4/E6j#樣品按Ig : IOmL水浸提過濾，用722型可見分光光度計于465nm和665nm處分別測定吸光度值并取兩者之比。
WSC:用重鉻酸鉀氧化法測定水溶性碳(WSC)。C/N :將樣品徹底風干后，用植物粉碎機粉碎并過O. 149mm篩，采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定總有機碳(TOC)，采用凱氏定氮法測定總氮(TN)，C/N為總有機碳質量/
總氮質量。NH3的排放量利用大氣采樣器(KB-6A型)，采集發(fā)酵罐內堆體擴散氣體，用4%硼酸吸收氨氣，以甲基紅溴甲酚綠作為指示劑，硫酸滴定吸收氨氣后的硼酸溶液，利用消耗硫酸的體積，計算單位重量物料的氨氣釋放量(氨氣排放質量占發(fā)酵罐中物料質量的百分數(shù))。甲硫醚的釋放量利用氣體取樣器抽取發(fā)酵罐頂部的氣體，測定其中甲硫醚和硫化氫的含量。利用氣相色譜HP6890采用外標法測定，檢測器為FPD (火焰光度檢測器)，chromsorb-G (60-80目)擔體上涂潰25% β , β -氧二丙腈的硬質玻璃柱3mX C>3mm ;檢測器溫度為200°C，進樣口溫度為150°C;柱箱溫度為70°C;氮氣(載氣)流量為70ml/min，氫氣(燃氣)流量為140ml/min，空氣流量為50ml/min，均為北溫氣體廠制備，純度達99.9%。硫化氫的釋放量與甲硫醚檢測方法相同。上述參數(shù)中，溫度、發(fā)芽率指數(shù)、電導率、E4/E6總體、WSC和C/N表示肥料的腐熟度；NH3的排放、硫化物(包括甲硫醚和硫化氫)的排放表示堆肥過程中臭氣排放。實施例I、一、堆肥方法將禽畜糞便、作物秸桿和廚余垃圾混合，得到原料；將所述原料置于具有溫度和通風全自動控制和溫度自動采集功能的發(fā)酵罐(80L)中，進行強制通風條件下密閉靜態(tài)高溫發(fā)酵罐試驗。共設8個處理。每個處理的條件如表I所示。表I、各個處理的條件
權利要求
1.一種將廚余垃圾轉化成肥料的方法，包括如下步驟將禽畜糞便、作物秸桿和廚余垃圾混合，得到混合物；將所述混合物進行發(fā)酵，得到肥料。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于所述混合物的CN比為20: I 30 : I或 25 I 30 I 或 25 I 29 I。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的方法，其特征在于所述混合物的含水率為60% 75%(質量百分數(shù))或60% 70% (質量百分數(shù))。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述混合物中，所述廚余垃圾占所述混合物的質量百分比為0% -100%，具體為20% -70%，再具體為30% -60%或40% -60%，且不為 0%和 100%。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述混合物中禽畜糞便和作物稻桿的質量比為3. 3 : I。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述廚余垃圾的CN比為18-25，具體為21. 72 ;所述廚余垃圾的含水率為75% -85%，具體為75. 2% ; 所述禽畜糞便的CN比為10-15，具體為12. 34 ;所述禽畜糞便的含水率為65% -75%,具體為71.2% ； 所述作物秸桿的CN比為50-60，具體為59. 70 ;所述作物秸桿的含水率為6% -10%，具體為8. 30%。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述混合物的初始溫度為260C -33O。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述發(fā)酵為好氧發(fā)酵；所述好氧發(fā)酵是通過向發(fā)酵容器內通風實現(xiàn)的；所述通風的方式為通風半小時再暫停半小時的間歇式，所述通風量為O. 06m3 · mirf1 · πΓ3。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于所述發(fā)酵的時間為28天；所述禽畜糞便為豬糞或牛糞；所述作物秸桿為玉米秸桿或小麥秸桿。
10.由權利要求1-9中任一所述的方法得到的肥料； 所述肥料的發(fā)芽率指數(shù)大于80%，所述肥料的電導率在4. OOmS -cm-1以下，所述肥料的Ε4/Ε6介于3. 0-6. O之間，所述肥料的WSC低于4. 00g/kg，所述肥料的C/N為10. 5-13. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將廚余垃圾轉化成肥料的方法。本發(fā)明的將廚余垃圾轉化成肥料的方法，包括如下步驟將禽畜糞便、作物秸稈和廚余垃圾混合，得到混合物；將所述混合物進行發(fā)酵，得到肥料。本發(fā)明在以豬糞和秸稈作為堆肥主料的基礎上，加入合適比例的廚余垃圾，解決了其單獨堆肥通風不暢、升溫較慢和產生大量滲濾液等問題。發(fā)酵罐堆肥試驗表明，秸稈、豬糞堆肥中添加廚余垃圾可以加速堆肥的溫度上升速度，同時可以大幅度減少滲濾液產生；添加各比例廚余垃圾堆肥產品發(fā)芽率指數(shù)均大于80％，且堆肥產品均達到腐熟度標準要求。從溫度、滲濾液、腐熟度和臭氣排放方面綜合考慮，廚余垃圾添加比例控制在30％～60％為宜。此外能夠有效減少生活垃圾清運量，節(jié)約資源，控制惡臭氣體的產生，實現(xiàn)節(jié)能減排。
文檔編號C05F17/00GK102826878SQ201110159490
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者李國學, 高丹, 張瑋, 張紅玉 申請人:中國農業(yè)大學