一种采用厨余垃圾制备肥料的方法与流程

1.本发明涉及一种采用厨余垃圾制备肥料的方法，属于用废物制成的肥料领域。


背景技术：

2.厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。
3.目前世界上每年产生的城市垃圾在500亿吨左右，其中厨余垃圾占比为10-20%，厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭，污染水体大气，滋生有害细菌，如果不加以处理，会危害环境以及人类健康，因此厨余垃圾的无害化、资源化在全球日益受到重视，其中重要的一种处理方法就是将其进行堆肥并制备肥料。
4.厨余垃圾往往需要和污泥混合堆肥，由于厨余垃圾通常含有大量的水和油脂，质量分数高、粘度大，与污泥混合后更加加剧了粘度和质量，给堆肥造成很多困难，所以需要添加堆肥调理剂，来降低堆肥堆体的粘度，使堆肥物料能够充分接触氧气，可以提高堆肥初期升温速度，加快堆肥进程，常用的材料有稻壳、木屑等，同时可以起到肥料起爆剂的作用。
5.申请人发现，通过添加稻壳、木屑等物质后，缩短了厨余垃圾的堆肥时间，种子发芽指数也可以达到较高水平，但是将堆肥后的肥料应用于作物种植后，作物的产量和质量并没有出现大的提升，经检测，堆肥后肥料浸出液的ec值（即电导率）较高，代表肥料中离子浓度较高，盐分多，所以导致对增产增质效果较差，堆肥进程中，随着堆肥时间的增加，堆肥的ec值是逐渐增加最后趋于平稳的过程，在稻壳、木屑、厨余垃圾、污泥混合堆肥中，虽然也遵循这一规律，但是最终的ec值出现较大的增长，即使事先对原料进行脱盐处理，也无法缓解这一现象。
6.cn108002871a公开了一种厨余垃圾制作绿化用肥料的方法，通过脱盐脱油、有氧发酵等步骤，最终制备肥料，能够提供植物生长所必须的物质，虽然事先对原料进行脱盐处理，但是其最终制得的肥料ec值仍然较高。
7.综上所述，现有技术中，厨余垃圾和污泥混合堆肥过程中，会添加稻壳、木屑作为调理和起爆作用，降低堆体粘度，加快堆肥进程，但是会造成最终肥料的盐分较高，ec值高。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过厨余垃圾处理、制备调理剂污泥混合物、混合发酵，进一步制备肥料，实现降低最终肥料的盐分，降低肥料的ec值。
9.为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种采用厨余垃圾制备肥料的方法，所述方法包括厨余垃圾处理、制备调理剂污泥混合物、混合发酵。
10.以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述厨余垃圾处理的步骤包括脱盐除油去杂、后处理；所述脱盐除油去杂的方法为，将厨余垃圾静置除油，利用反渗透法去除盐分，剔除塑料、金属杂质，然后粉碎，得到厨余垃圾碎片；所述厨余垃圾按质量份计，包括以下组分：蔬菜类垃圾130-170份、肉类垃圾20-30份、骨头类垃圾4-6份、纸类垃圾4-6份；所述后处理的方法为，将厨余垃圾碎片干燥至含水量为3.2-3.7wt%，得到干燥后厨余垃圾碎片，然后与乙醇水溶液混合，静置110-130min，然后加入氨水，控制温度为45-55℃，控制搅拌速度为300-350r/min，进行搅拌，搅拌时间为45-60min，搅拌后加入环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵，调节温度为65-75℃，控制搅拌速度为400-500r/min，进行搅拌，搅拌时间为160-180min，搅拌后经过滤、水洗、干燥，得到后处理厨余垃圾碎片；所述干燥后厨余垃圾碎片、乙醇水溶液、氨水、环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵的质量比为45-55:120-140:30-40:8-12:2.5-3.5:0.8-1.2；所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为30-40%；所述氨水的质量浓度为10-15%；所述制备调理剂污泥混合物的步骤包括制备调理剂、混合破碎；所述制备调理剂的方法为，将稻壳、木屑全部粉碎至长度不超过13-17mm，然后混合，得到碎片初混物，将碎片初混物与混合酸液混合，控制搅拌速度为130-170r/min，进行搅拌，搅拌时间为45-60min，搅拌后经过滤、洗涤、干燥得到酸处理碎片初混物，将酸处理碎片初混物浸渍水溶性糠脲树脂溶液，浸渍时间为30-40min，浸渍后经干燥得到混合调理剂；所述稻壳与木屑的质量比为3:6-8；所述碎片初混物与混合酸液的质量比为5:16-20；所述混合酸液由甲酸、柠檬酸、盐酸组成，其质量比为0.8-1.2:2.5-3.5:8-10；所述混合酸液中甲酸的质量浓度为18-22%，柠檬酸的质量浓度为8-12%，盐酸的质量浓度为8-12%；所述酸处理碎片初混物与水溶性糠脲树脂溶液的质量比为7:14-16；所述水溶性糠脲树脂溶液中水溶性糠脲树脂的质量浓度为10-14%；所述混合破碎的方法为，将混合调理剂与污泥混合，经破碎得到调理剂污泥混合物；所述混合调理剂与污泥的质量比为5:7-9；所述污泥的含水量为41-44wt%；所述混合发酵的方法为，将后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂混合，得到堆肥堆体，对堆体采用间歇式通气供氧，空气流量为0.7-0.9m3/min，每天通气2次，通气时间点分别为8:30-9:30、16:30-17:30，每次通气25-40min，另外在堆体温度超过53-56℃时，进行翻堆，检测堆体的发芽指数达到91.5-92.5%时，得到肥料；所述后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂的质量比为160-180:145-155:1.8-2.2；所述复合菌剂中枯草芽孢杆菌含量为1000亿/g，解淀粉芽孢杆菌含量为200亿/g，
地衣芽孢杆菌含量为200亿/g。
11.所述脱盐除油去杂步骤中，粉碎的方法为粉碎至粒径为8-12mm。
12.所述后处理步骤中，干燥的方法为干燥至含水量为25-30wt%。
13.所述混合破碎步骤中，破碎的方法为破碎至粒径为2.5-3.5mm。
14.与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：本发明制备肥料的方法腐熟时间短、腐熟度高，腐熟天数为8-9天，腐熟度t值为0.45-0.48；本发明制备肥料的方法制得的肥料营养元素含量高，速效氮（以干基计）含量为2.27-2.41%，速效磷（以干基计）含量为1.42-1.48%，速效钾（以干基计）含量为2.09-2.25%；本发明制备肥料的方法制得的肥料电导率（即ec值）低，ec值为1.27-1.44ms/cm；本发明制备肥料的方法对淀粉和蛋白质的降解率高，对淀粉的降解率为73.82-76.58%，对蛋白质的降解率为50.78-52.16%。
具体实施方式
15.实施例1（1）厨余垃圾处理a、脱盐除油去杂将厨余垃圾静置放置，带油脂完全上浮后，去除表面油脂，然后利用反渗透法去除盐分，剔除塑料、金属杂质，然后将厨余垃圾投入粉碎机，粉碎至粒径为10mm，得到厨余垃圾碎片；所述厨余垃圾按质量份计，包括以下组分：蔬菜类垃圾150份、肉类垃圾25份、骨头类垃圾5份、纸类垃圾5份；所述厨余垃圾中粗蛋白含量为13.52wt%，粗纤维含量为6.34wt%；b、后处理控制温度为105℃，对厨余垃圾碎片进行干燥，干燥至含水量为3.5wt%，得到干燥后厨余垃圾碎片，然后与乙醇水溶液混合，静置120min，然后加入氨水，控制温度为50℃，控制搅拌速度为320r/min，进行搅拌，搅拌时间为50min，搅拌后加入环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵，调节温度为70℃，控制搅拌速度为450r/min，进行搅拌，搅拌时间为170min，搅拌后经过滤、水洗，并干燥至含水量为27wt%，得到后处理厨余垃圾碎片；所述干燥后厨余垃圾碎片、乙醇水溶液、氨水、环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵的质量比为50:130:30:10:3:1；所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为35%；所述氨水的质量浓度为10%。
16.（2）制备调理剂污泥混合物a、制备调理剂将稻壳、木屑全部粉碎至长度不超过15mm，然后混合，得到碎片初混物，将碎片初混物与混合酸液混合，控制搅拌速度为150r/min，进行搅拌，搅拌时间为50min，搅拌后经过滤、洗涤、干燥得到酸处理碎片初混物，将酸处理碎片初混物浸渍水溶性糠脲树脂溶液，浸
渍时间为35min，浸渍后经干燥得到混合调理剂；所述稻壳与木屑的质量比为3:7；所述碎片初混物与混合酸液的质量比为5:18；所述混合酸液由甲酸、柠檬酸、盐酸组成，其质量比为1:3:9；所述混合酸液中甲酸的质量浓度为20%，柠檬酸的质量浓度为10%，盐酸的质量浓度为10%；所述酸处理碎片初混物与水溶性糠脲树脂溶液的质量比为7:15；所述水溶性糠脲树脂溶液中水溶性糠脲树脂的质量浓度为12%；b、混合破碎将混合调理剂与污泥混合，送入破碎机，破碎至粒径为3mm，得到调理剂污泥混合物；所述混合调理剂与污泥的质量比为5:8；所述污泥的含水量为43wt%；（3）混合发酵将后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂混合，得到堆肥堆体，对堆体采用间歇式通气供氧，空气流量为0.8m3/min，每天通气2次，通气时间点分别为9:00、17:00，每次通气30min，另外在堆体温度超过55℃时，进行翻堆，检测堆体的发芽指数达到92%时，得到肥料；所述后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂的质量比为170:150:2；所述复合菌剂中枯草芽孢杆菌含量为1000亿/g，解淀粉芽孢杆菌含量为200亿/g，地衣芽孢杆菌含量为200亿/g，购于山东农大肥业科技有限公司。
17.实施例2（1）厨余垃圾处理a、脱盐除油去杂将厨余垃圾静置放置，带油脂完全上浮后，去除表面油脂，然后利用反渗透法去除盐分，剔除塑料、金属杂质，然后将厨余垃圾投入粉碎机，粉碎至粒径为8mm，得到厨余垃圾碎片；所述厨余垃圾按质量份计，包括以下组分：蔬菜类垃圾130份、肉类垃圾20份、骨头类垃圾4份、纸类垃圾4份；所述厨余垃圾中粗蛋白含量为13.47wt%，粗纤维含量为6.25wt%；b、后处理控制温度为102℃，对厨余垃圾碎片进行干燥，干燥至含水量为3.2wt%，得到干燥后厨余垃圾碎片，然后与乙醇水溶液混合，静置110min，然后加入氨水，控制温度为45℃，控制搅拌速度为300r/min，进行搅拌，搅拌时间为60min，搅拌后加入环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵，调节温度为65℃，控制搅拌速度为400r/min，进行搅拌，搅拌时间为180min，搅拌后经过滤、水洗，并干燥至含水量为25wt%，得到后处理厨余垃圾碎片；所述干燥后厨余垃圾碎片、乙醇水溶液、氨水、环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵的质量比为45:120:35:8:2.5:0.8；
所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为30%；所述氨水的质量浓度为13%。
18.（2）制备调理剂污泥混合物a、制备调理剂将稻壳、木屑全部粉碎至长度不超过13mm，然后混合，得到碎片初混物，将碎片初混物与混合酸液混合，控制搅拌速度为130r/min，进行搅拌，搅拌时间为60min，搅拌后经过滤、洗涤、干燥得到酸处理碎片初混物，将酸处理碎片初混物浸渍水溶性糠脲树脂溶液，浸渍时间为40min，浸渍后经干燥得到混合调理剂；所述稻壳与木屑的质量比为3:6；所述碎片初混物与混合酸液的质量比为5:16；所述混合酸液由甲酸、柠檬酸、盐酸组成，其质量比为0.8:2.5:8；所述混合酸液中甲酸的质量浓度为18%，柠檬酸的质量浓度为8%，盐酸的质量浓度为8%；所述酸处理碎片初混物与水溶性糠脲树脂溶液的质量比为7:14；所述水溶性糠脲树脂溶液中水溶性糠脲树脂的质量浓度为10%；b、混合破碎将混合调理剂与污泥混合，送入破碎机，破碎至粒径为2.5mm，得到调理剂污泥混合物；所述混合调理剂与污泥的质量比为5:7；所述污泥的含水量为41wt%；（3）混合发酵将后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂混合，得到堆肥堆体，对堆体采用间歇式通气供氧，空气流量为0.7m3/min，每天通气2次，通气时间点分别为8:30、16:30，每次通气40min，另外在堆体温度超过53℃时，进行翻堆，检测堆体的发芽指数达到91.5%时，得到肥料；所述后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂的质量比为160:145:1.8；所述复合菌剂中枯草芽孢杆菌含量为1000亿/g，解淀粉芽孢杆菌含量为200亿/g，地衣芽孢杆菌含量为200亿/g，购于山东农大肥业科技有限公司。
19.实施例3（1）厨余垃圾处理a、脱盐除油去杂将厨余垃圾静置放置，带油脂完全上浮后，去除表面油脂，然后利用反渗透法去除盐分，剔除塑料、金属杂质，然后将厨余垃圾投入粉碎机，粉碎至粒径为12mm，得到厨余垃圾碎片；所述厨余垃圾按质量份计，包括以下组分：蔬菜类垃圾170份、肉类垃圾30份、骨头类垃圾6份、纸类垃圾6份；所述厨余垃圾中粗蛋白含量为13.58wt%，粗纤维含量为6.41wt%；b、后处理
控制温度为120℃，对厨余垃圾碎片进行干燥，干燥至含水量为3.7wt%，得到干燥后厨余垃圾碎片，然后与乙醇水溶液混合，静置130min，然后加入氨水，控制温度为55℃，控制搅拌速度为350r/min，进行搅拌，搅拌时间为45min，搅拌后加入环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵，调节温度为75℃，控制搅拌速度为500r/min，进行搅拌，搅拌时间为160min，搅拌后经过滤、水洗，并干燥至含水量为30wt%，得到后处理厨余垃圾碎片；所述干燥后厨余垃圾碎片、乙醇水溶液、氨水、环氧溴丙烷、椰油基谷氨酸钠、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵的质量比为55:140:40:12:3.5:1.2；所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为40%；所述氨水的质量浓度为15%。
20.（2）制备调理剂污泥混合物a、制备调理剂将稻壳、木屑全部粉碎至长度不超过17mm，然后混合，得到碎片初混物，将碎片初混物与混合酸液混合，控制搅拌速度为170r/min，进行搅拌，搅拌时间为45min，搅拌后经过滤、洗涤、干燥得到酸处理碎片初混物，将酸处理碎片初混物浸渍水溶性糠脲树脂溶液，浸渍时间为30min，浸渍后经干燥得到混合调理剂；所述稻壳与木屑的质量比为3:8；所述碎片初混物与混合酸液的质量比为5:20；所述混合酸液由甲酸、柠檬酸、盐酸组成，其质量比为1.2:3.5:10；所述混合酸液中甲酸的质量浓度为22%，柠檬酸的质量浓度为12%，盐酸的质量浓度为12%；所述酸处理碎片初混物与水溶性糠脲树脂溶液的质量比为7:16；所述水溶性糠脲树脂溶液中水溶性糠脲树脂的质量浓度为14%；b、混合破碎将混合调理剂与污泥混合，送入破碎机，破碎至粒径为3.5mm，得到调理剂污泥混合物；所述混合调理剂与污泥的质量比为5:9；所述污泥的含水量为44wt%；（3）混合发酵将后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂混合，得到堆肥堆体，对堆体采用间歇式通气供氧，空气流量为0.9m3/min，每天通气2次，通气时间点分别为9:30、17:30，每次通气25min，另外在堆体温度超过56℃时，进行翻堆，检测堆体的发芽指数达到92.5%时，得到肥料；所述后处理厨余垃圾碎片、调理剂污泥混合物、复合菌剂的质量比为180:155:2.2；所述复合菌剂中枯草芽孢杆菌含量为1000亿/g，解淀粉芽孢杆菌含量为200亿/g，地衣芽孢杆菌含量为200亿/g，购于山东农大肥业科技有限公司。
21.对比例1在实施例1的基础上，厨余垃圾处理步骤中，省去后处理步骤，在混合发酵步骤中，
使用厨余垃圾碎片代替后处理厨余垃圾碎片，进行发酵，其余步骤相同，进行肥料制备。
22.对比例2在实施例1的基础上，制备调理剂污泥混合物步骤中，省去制备调理剂步骤，混合破碎步骤中，使用碎片初混物代替混合调理剂，其余步骤相同，进行肥料制备。
23.实施例4制备方法所制备肥料的腐熟时间和腐熟度测试分别使用实施例1-3、对比例1-2的制备方法制备肥料，检测肥料的发芽指数达到92%时，统计腐熟肥料的腐熟时间，并使用gb/t 31755-2015中的检测方法检测肥料的腐熟度t值，即发酵前c/n比与发酵后c/n比的比值，结果见表1。
24.实施例5制备方法所制备肥料的营养元素含量检测分别使用实施例1-3、对比例1-2的制备方法制备肥料，检测肥料的发芽指数达到92%时，使用ny/t 525-2021中的检测方法检测肥料的速效氮、速效磷、速效钾含量，结果见表2。
25.实施例6制备方法所制备肥料的ec值检测分别使用实施例1-3、对比例1-2的制备方法制备肥料，检测肥料的发芽指数达到92%时，使用gb/t 31755-2015中的检测方法检测肥料的电导率（即ec值），结果见表3。
26.实施例7制备方法的淀粉和蛋白质降解率检测分别使用实施例1-3、对比例1-3的制备方法制备肥料，分别检测混合发酵步骤中得到堆肥堆体时堆体的淀粉含量、蛋白质含量，检测肥料的发芽指数达到92%时，分别检测
肥料的淀粉含量、蛋白质含量，并计算淀粉降解率、蛋白质降解率，结果见表4；淀粉含量的检测方法为酸水解法（gb/t 5009.9-2016）；蛋白质含量的检测方法为酸水解法（gb/t 5009.5-2016）。