CN110240501A - 有机废弃物的生物干化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机废弃物的生物干化方法，包括以下步骤：S1、提供待处理有机废弃物，将待处理有机废弃物挤干脱水后静置过滤；S2、将S1中处理后的有机废弃物进行反应器堆肥处理：S21、将S1中处理后的有机废弃物置于反应器干化仓中，加入脱水物进行反应器干化处理；S22、将S21中处理后的有机废弃物置于反应器发酵仓中，加入菌剂进行反应器发酵处理；S3、将S22中处理后的有机废弃物进行条垛堆肥，得到干化有机废弃物，干化有机废弃物的含水率低于30％。该有机废弃物的生物干化方法将反应器堆肥与条垛堆肥相结合，形成“反应器堆肥+条垛堆肥”新模式来处理有机废弃物，解决了目前有机废弃物含水率高、减缓了好氧堆肥进程，好氧反应器堆肥处理量小等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机废弃物的生物干化方法。
背景技术
有机废弃物含水率高，不及时处理，容易发臭，影响周围居民正常生活。厨余垃圾与生活垃圾混合焚烧会大大降低焚烧的热能利用，同时其中的脂类物质在重金属的催化作用下产生二噁英；而填埋处理则会产生大量沼气及渗滤液，对环境造成二次污染，而好氧堆肥技术既可以实现厨余垃圾的无害化和减量化，又可以生产出安全、稳定、营养丰富的土壤改良剂。好氧反应器堆肥速率快、密封性好、无异味，适合安置在居民区，但是处理量小；条剁堆肥，处理量大、速率慢、露天堆肥、异味大，不适合在居民区附近进行条垛堆肥。
目前，有机废弃物处理仍然存在着很大挑战，主要包括以下几个方面：
(1)产生量巨大。我国目前是世界上农业废弃物产生量最大的国家。2016年，我国总计产生有机固体废弃物约20亿t(干重)，日产量约544万t。以江苏为例，2015年总计产生秸秆4409.2万t，畜禽粪便795.5(干重)万t。大量的有机废弃物产生给环境治理和生态改善带来了巨大的压力。
(2)处理率低。以秸秆和畜禽粪便为例，秸秆目前有效利用率为52.7％，畜禽粪便有效利用率仅为30.1％。土肥部门的数据表明，目前全国大约3000家有机肥厂实际处理的粪便量仅1亿t左右。根据相关调研结果，江苏地区的秸秆直接还田利用率为30％左右，25％～35％的秸秆被农民在田头焚烧或在村边、河道边随意丢弃，造成了较为严重的大气与水体污。此外，江苏北部农村地区的垃圾桶和垃圾周转站的覆盖率不足50％，大部分生活垃圾堆放于水泥制作的半圆形无盖简易堆放点，仅依靠焚烧对生活垃圾进行处理。
(3)无害化程度低。我国目前大量的有机废弃物仍然主要通过相对落后的技术和装备进行处理，导致处理后的产品无害化程度较低。例如在畜禽粪便处理方面，目前使用传统堆沤技术处理畜禽粪便的比例仍然在40％左右，无法实现对畜禽粪便的无害化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机废弃物的生物干化方法，利用反应器堆肥+条垛堆肥的工艺，解决了目前有机废弃物含水率高、减缓了好氧堆肥进程，好氧反应器堆肥处理量小等问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有机废弃物的生物干化方法，包括以下步骤：
S1、提供待处理有机废弃物，将所述待处理有机废弃物挤干脱水后静置过滤；
S2、将S1中处理后的有机废弃物进行反应器堆肥处理：
S21、将S1中处理后的有机废弃物置于反应器干化仓中，加入脱水物进行反应器干化处理；
S22、将S21中处理后的有机废弃物置于反应器发酵仓中，加入菌剂进行反应器发酵处理；
S3、将S22中处理后的有机废弃物进行条垛堆肥，得到干化有机废弃物，所述干化有机废弃物的含水率低于30％。
进一步地，步骤S1中，所述待处理有机废弃物的含水率为80-84％，将所述待处理有机废弃物置于油水分离器进行挤干脱水后，有机废弃物的含水率为75-77％。
进一步地，步骤S1中，所述静置过滤过程具体包括：将挤干脱水后的有机废弃物，放入装有过滤网的垃圾桶中，静置沉淀12h，打开垃圾桶底部水龙头，将渗滤液放出，此时有机废弃物的含水率为70-74％。
进一步地，步骤S21中，所述脱水物包括锯末和有机废弃物回料，所述反应器干化仓内，脱水物与有机废弃物的质量比为1：10-1：5。
进一步地，所述脱水物中，锯末和有机废弃物回料的质量比为3：2。
进一步地，经过所述反应器干化处理后的有机物废弃物的含水率为53-57％；所述反应器干化处理具体包括：将S1中过滤后的有机废弃物置于反应器干化仓中，添加有机废弃物质量的15％的锯末和有机废弃物质量的10％的有机废弃物回料；设置机器参数：加热板150℃；正转15min，反转15min，停30min，循环处理24h；控制抽气区间温度为50～55℃：物料上升到55℃就抽气，抽到50℃就停止。
进一步地，步骤S22中，所述菌剂为VT1000菌剂。
进一步地，经过所述反应器发酵处理后的有机物废弃物的含水率为45-52％；所述反应器发酵处理具体包括：将反应器干化处理后的有机废弃物，投放到反应器发酵仓，按照有机废弃物质量的2‰的比例添加VT1000菌剂；设置机器参数：控制抽气区间温度为55～60℃：物料上升到60℃就抽气，抽到55℃就停止。
进一步地，步骤S3中，所述条垛堆肥的处理时间为8-16d。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的有机废弃物的生物干化方法将反应器堆肥与条垛堆肥相结合，形成“反应器堆肥+条垛堆肥”新模式来处理有机废弃物，利用反应器对堆肥密封无异味和条垛堆肥处理量大这两种堆肥方法的优势，先用反应器处理有机废弃物，使其含水率快速下降，再将反应器处理后且无异味的物运送至堆肥场进行条垛堆肥，进而大规模处理有机废弃物。故，该机废弃物的生物干化方法解决了目前有机废弃物含水率高、减缓了好氧堆肥进程，好氧反应器堆肥处理量小等问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明的有机废弃物的生物干化方法的流程步骤图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
需要说明的是：本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本发明进行说明，不作为限定用语。
请参见图1，本发明的有机废弃物的生物干化方法，包括以下步骤：
S1、提供待处理有机废弃物，将所述待处理有机废弃物挤干脱水后静置过滤；
S2、将S1中处理后的有机废弃物进行反应器堆肥处理：
S21、将S1中处理后的有机废弃物置于反应器干化仓中，加入脱水物进行反应器干化处理；
S22、将S21中处理后的有机废弃物置于反应器发酵仓中，加入菌剂进行反应器发酵处理；
S3、将S22中处理后的有机废弃物进行条垛堆肥，得到干化有机废弃物，所述干化有机废弃物的含水率低于30％。
具体的，步骤S1中，所述待处理有机废弃物的含水率为80-84％，将所述待处理有机废弃物置于油水分离器进行挤干脱水后，有机废弃物的含水率为75-77％。所述静置过滤过程具体包括：将挤干脱水后的有机废弃物，放入装有过滤网的垃圾桶中，静置沉淀12h，打开垃圾桶底部水龙头，将渗滤液放出，此时有机废弃物的含水率为70-74％。
步骤S21中，所述脱水物包括锯末和有机废弃物回料，所述反应器干化仓内，脱水物与有机废弃物的质量比为1：10-1：5；所述脱水物中，锯末和有机废弃物回料的质量比为3：2。经过所述反应器干化处理后的有机物废弃物的含水率为53-57％；所述反应器干化处理具体包括：将S1中过滤后的有机废弃物置于反应器干化仓中，添加有机废弃物质量的15％的锯末；设置机器参数：加热板150℃；正转15min，反转15min，停30min，循环处理24h；控制抽气区间温度为50～55℃：物料上升到55℃就抽气，抽到50℃就停止。
步骤S22中，所述菌剂为VT1000菌剂。经过所述反应器发酵处理后的有机物废弃物的含水率为45-52％；所述反应器发酵处理具体包括：将反应器干化处理后的有机废弃物，投放到反应器发酵仓，按照有机废弃物质量的2‰的比例添加VT1000菌剂；设置机器参数：控制抽气区间温度为55～60℃：物料上升到60℃就抽气，抽到55℃就停止。
步骤S3中，所述条垛堆肥的处理时间为8-16d。
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步详细说明。
(1)挤干脱水
本实施例中，提供的新鲜的待处理有机废弃物其含水率为82％，将有机废弃物输送入油水分离机，挤干脱水后，含水率为76％。
(2)过滤网脱水
将挤干脱水后的有机废弃物，放入装有过滤网的垃圾桶中，待其自然沉淀12h，打开垃圾桶底部水龙头，将渗滤液放出，此时有机废弃物的含水率为73％。
(3)5t有机废弃物反应器，干化仓
将过滤网中的有机废弃物投放到5t有机废弃物反应器干化仓，按照加入的有机废弃物质量添加15％的锯末和10％的有机废弃物回料。设置机器参数：加热板150℃；正转15min，反转15min，停30min，循环24h；抽气区间50～55℃(物料上升到55℃就抽气，抽到50℃就停止)。有机废弃物干化1d后，含水率为55％。
(4)5t有机废弃物反应器，发酵仓
将反应器干化仓处理后的有机废弃物，投放到反应器发酵仓，按照加入的有机废弃物质量的2‰添加VT1000菌剂。设置机器参数：加热板115℃；正转15min，反转15min，停30min，循环处理24h；抽气区间55～60℃(物料上升到60℃就抽气，抽到55℃就停止)。有机废弃物发酵1d后，含水率为50％
(5)条剁堆肥
将反应器发酵仓处理后的有机废弃物进行为期12d的条垛堆肥，发酵结束，含水率下降到30％。
本实施例中，对各阶段有机废弃物的物料温度、含水率、pH值、EC值以及发芽指数(GI)。测试方法如下：
一、温度测定
有机废弃物温度采用数字温度计测定，多点不同深度测定，取平均值。
二、含水率测定
采用四分法，多点不同深度取样，称取10.00g样品放入105℃烘箱中12h，称量样品干重，计算样品含水率。
三、pH/EC测定
准确称取5.00g有机废弃物于250ml三角瓶中，倒入50ml蒸馏水，盖好封口膜，置于25℃摇床0.5h，取出静置过滤，取上清，测定pH和EC。
四、发芽指数(GI)测定
(1)将堆肥样品与蒸馏水按1g:10ml配制混合液振荡2h浸提，浸提液在5000r/min下离心20min，取上清液过滤待用。
(2)将一张滤纸平铺于干净无菌的培养皿中，滤纸上均匀整齐摆放好20粒种子。准确移取5ml滤液于培养皿中。每个样品做3个重复，并设蒸馏水作对照。
(3)将培养皿置于25℃恒温箱中培养48h后取出，记录发芽种子的个数，发芽种子的个数与种子总数的比值即发芽率。用游标卡尺测定每个发芽种子的根长并计算根长的算术平均数，即种子平均根长。
堆肥样品的发芽指数GI(％)，按照以下公式进行计算。
发芽指数GI(％)＝(w1·l1)/(w2·l2)×100％
式中：
GI——发芽指数；
w1——堆肥浸提液培养的种子发芽率；
l1——堆肥浸提液培养的种子平均根长；
w2——蒸馏水培养的种子发芽率；
l2——蒸馏水培养的种子平均根长。
测得的相关数据结构如表1所示：
表1有机废弃物干化物料理化分析
由表1可知：
(1)温度
有机废弃物在挤干脱水、过滤网除水0.5天、干化1天、发酵1天、条垛堆肥12天处理过程中，温度基本呈现先上升后下降的趋势。有机废弃物在5t反应器的干化仓和发酵仓温度较高，分别为69.37和65.78℃。在为期12天的条垛堆肥过程中，温度基本在50℃以上持续10天，达到有机废弃物腐熟无害化温度标准。条垛堆肥第6天，物料有最高温度62.34℃，随后温度下降，在第12天，物料温度下降到47.63℃。
(2)含水率
有机废弃物在挤干脱水、过滤网除水0.5d、干化1d、发酵1d、条垛堆肥12d处理过程中，含水率基本呈现下降的趋势。物料初始含水率为82.13％；挤干脱水后，物料含水率为76.54％；经装有过滤网的垃圾桶沉淀12h，物料含水率为73.26％；干化仓处理1d后，物料含水率为55.53％；发酵仓处理1d后，含水率达到50.64％；经过12d的条垛堆肥处理后，物料含水率下降到30.19％。
(3)pH
有机废弃物在挤干脱水、过滤网除水0.5d、干化1d、发酵1d、条垛堆肥12d处理过程中，pH基本呈现上升的趋势。在条垛堆肥第9d，pH为6.98，接近中性；在条垛堆肥第12d，pH为7.68。
(4)EC
有机废弃物在挤干脱水、过滤网除水0.5d、干化1d、发酵1d、条垛堆肥12d处理过程中，EC基本呈现先上升后下降的趋势。新鲜物料的EC值为1.78ms/cm；在条垛堆肥第8d，由于微生物对有机废弃物的分解，EC开始上升到4.78ms/cm；在条垛堆肥第12d，EC值为3.02ms/cm(＜4ms/cm)，可以直接施用于土壤。
(5)GI
有机废弃物在挤干脱水、过滤网除水0.5d、干化1d、发酵1d、条垛堆肥12d处理过程中，GI基本呈现上升的趋势。在整个过程中，GI一直大于50％，说明有机废弃物是无毒的；物料的初始GI值为60.72％；条垛堆肥第10d，GI值为82.56％(＞80％)，达到腐熟标准；在条垛堆肥第12d，物料GI值达到97.39％。
综上所述：本发明的有机废弃物的生物干化方法将反应器堆肥与条垛堆肥相结合，形成“反应器堆肥+条垛堆肥”新模式来处理有机废弃物，经过0.5d的挤压脱水、过滤除水，1d的反应器干化，1d的反应器发酵和12d的条剁堆肥，是物料含水率达到30.19％、pH达到7.68、EC达到3.20、GI达到97.39％，达到堆肥腐熟标准《NY-525-2012有机肥》。故，该机废弃物的生物干化方法解决了目前有机废弃物含水率高、减缓了好氧堆肥进程，好氧反应器堆肥处理量小等问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供待处理有机废弃物，将所述待处理有机废弃物挤干脱水后静置过滤；
S2、将S1中处理后的有机废弃物进行反应器堆肥处理：
S21、将S1中处理后的有机废弃物置于反应器干化仓中，加入脱水物进行反应器干化处理；
S22、将S21中处理后的有机废弃物置于反应器发酵仓中，加入菌剂进行反应器发酵处理；
S3、将S22中处理后的有机废弃物进行条垛堆肥，得到干化有机废弃物，所述干化有机废弃物的含水率低于30％。
2.如权利要求1所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，步骤S1中，所述待处理有机废弃物的含水率为80-84％，将所述待处理有机废弃物置于油水分离器进行挤干脱水后，有机废弃物的含水率为75-77％。
3.如权利要求2所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，步骤S1中，所述静置过滤过程具体包括：将挤干脱水后的有机废弃物，放入装有过滤网的垃圾桶中，静置沉淀12h，打开垃圾桶底部水龙头，将渗滤液放出，此时有机废弃物的含水率为70-74％。
4.如权利要求1所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，步骤S21中，所述脱水物包括锯末和有机废弃物回料，所述反应器干化仓内，脱水物与有机废弃物的质量比为1：10-1：5。
5.如权利要求4所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，所述脱水物中，锯末和有机废弃物回料的质量比为3：2。
6.如权利要求4所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，经过所述反应器干化处理后的有机物废弃物的含水率为53-57％；所述反应器干化处理具体包括：将S1中过滤后的有机废弃物置于反应器干化仓中，添加有机废弃物质量的15％的锯末和有机废弃物质量的10％的有机废弃物回料；设置机器参数：加热板150℃；正转15min，反转15min，停30min，循环处理24h；控制抽气区间温度为50～55℃：物料上升到55℃就抽气，抽到50℃就停止。
7.如权利要求1所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，步骤S22中，所述菌剂为VT1000菌剂。
8.如权利要求7所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，经过所述反应器发酵处理后的有机物废弃物的含水率为45-52％；所述反应器发酵处理具体包括：将反应器干化处理后的有机废弃物，投放到反应器发酵仓，按照有机废弃物质量的2‰的比例添加VT1000菌剂；设置机器参数：控制抽气区间温度为55～60℃：物料上升到60℃就抽气，抽到55℃就停止。
9.如权利要求1所述的有机废弃物的生物干化方法，其特征在于，步骤S3中，所述条垛堆肥的处理时间为8-16d。
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