一种基于餐厨垃圾二次发酵制备有机肥的方法
阅读说明：本技术 一种基于餐厨垃圾二次发酵制备有机肥的方法 (Method for preparing organic fertilizer based on secondary fermentation of kitchen waste ) 是由 李季 陈妍 林永锋 田光明 于 2021-02-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于餐厨垃圾二次发酵制备有机肥的方法,该方法首先得到餐厨固体废弃物,然后加入稻壳,混合均匀,粉碎成粉末过筛,然后高温杀菌后添加降解纤维素、木质素的复合菌剂,进行一次发酵,得到初次发酵的餐厨废弃物；再按照7:1～7:2的比例,将S3发酵得到的初次发酵的餐厨废弃物与去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合,调整混合后的水分至55％～65％,再次加入重量百分比2‰～5‰的好氧发酵菌剂,进行好氧堆肥,直到肥料腐熟。本发明利用日益增加的餐厨废弃物,又利用稻壳增加堆肥孔隙度,并利用园林废弃物增加有机物质和营养元素,使得腐熟的肥料具有更好的品质和特性,为作物生长和发育提供更好的环境条件。(The invention discloses a method for preparing an organic fertilizer based on secondary fermentation of kitchen waste, which comprises the steps of firstly obtaining kitchen solid waste, then adding rice hulls, uniformly mixing, crushing into powder, sieving, then sterilizing at high temperature, then adding a composite microbial inoculum for degrading cellulose and lignin, and carrying out primary fermentation to obtain primarily fermented kitchen waste; mixing the primarily fermented kitchen waste obtained by fermenting S3 with garden waste which is removed of impurities and crushed and has the particle size of 2-3cm according to the proportion of 7: 1-7: 2, adjusting the mixed water content to 55% -65%, adding 2-5% by weight of aerobic fermentation microbial inoculum again, and performing aerobic composting until the fertilizer is thoroughly decomposed. The invention utilizes the increasing kitchen waste, the rice hull to increase the porosity of the compost, and utilizes the garden waste to increase organic substances and nutrient elements, so that the decomposed fertilizer has better quality and characteristics, and provides better environmental conditions for the growth and development of crops.)
技术领域
本发明属于环境固体废弃物和农业生产技术领域的资源化利用，具体涉及一种基于餐厨 垃圾二次发酵制备有机肥的方法。
背景技术
目前我国餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化 学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。国内外处理有机垃圾的方法主要有填 埋、焚烧、堆肥等，但由于传统方法的种种缺陷，例如填埋法会造成渗漏液污染水资源，焚 烧会产生二噁英等有毒有害气体的污染并且焚烧后的灰烬对土壤有巨大的毒害作用。而将餐 厨垃圾进行堆肥(Composting)，不仅可以将其中的易腐有机物转化为土壤易接受的有机营养 土。而且在堆肥过程中的高温发酵使垃圾中的致病菌、寄生虫卵基本被杀死。堆肥法消除了 有害病菌的传播,同时把垃圾变为肥料，为植物生长提供一系列必须的营养(如磷、氮等有机 质)，增加土壤中有益生物群、减少植物对化肥和杀虫剂的依赖性，改善土壤的物理和生物性 能。
目前的堆肥方式的分类有很多，按照堆肥的基本原理分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆 肥是依靠转性和兼性好氧细菌的作用降解有机物，产生CH4、CO2、NH3和其它微量气体及有 机酸的降解过程，有机物分解迅速彻底，并且温度高、周期短、异味小。厌氧堆肥是依靠转 性和兼性厌氧细菌的作用降解有机物，它不需要经常翻搅堆肥原料，故可减少劳动量，它产 生的气体多为生物气体，不会导致温室效应。
但是厌氧堆肥虽然工艺简单、不需进行通风，但反应速率缓慢，堆肥化周期较长，臭味 大，不利于生产，制备有机肥料。而好氧堆肥时间较短，虽然需要翻动(比如条剁堆肥)，但 频率不过高，不会产生大量能耗，有轻微气味产生，只是受环境影响较大。因此，如何充分 利用现有的堆肥技术，以及充分利用有机废弃物，实现资源的有机循环，是目前亟待解决的 问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种基于餐厨垃圾二次发酵制备有机肥的方法，具体 技术方案如下：
一种基于餐厨垃圾二次发酵制备有机肥的方法，该方法包括如下步骤：
S1：将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物；
S2：向所述餐厨固体废弃物中加入稻壳，混合均匀，然后粉碎成粉末过筛；按重量份计 算，所述餐厨固体废弃物与稻壳的比值为7:1～7:2；
S3：将S2得到的产物放入干化发酵装置，在大于100℃的条件下充分杀菌，然后添加降 解纤维素、木质素的复合菌剂，在氧气充足的条件下发酵48h以上，得到初次发酵的餐厨废 弃物；所述复合菌剂的接种量为S2得到的产物重量的3‰～5‰；
S4：按照7:1～7:2的比例，将S3发酵得到的初次发酵的餐厨废弃物与去除杂质且粉碎后 的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，调整混合后的水分至55％～65％，再次加入重量百分比 2‰～5‰的好氧发酵菌剂，进行好氧堆肥，直到肥料腐熟。
进一步地，所述S4中的堆肥为条剁堆肥。
进一步地，所述S4中的堆肥时间为25天，堆肥的环境温度为10℃以上。
进一步地，所述复合菌剂为VT菌剂，添加量是产物重量的3‰。
进一步地，所述S2中所述餐厨固体废弃物和稻壳粉碎成粉末后要过100目筛。
进一步地，所述S4的好氧堆肥过程中，需要根据升温情况确定翻堆时间，当堆体温度升 至65℃以上后，需要每天翻堆，确保65～70℃的高温期维持10天即可。
本发明的有益效果如下：
本发明利用餐厨废弃物、稻壳和园林废弃物共同堆肥，既解决了日益增加的餐厨废弃物， 又利用稻壳增加堆肥孔隙度，并利用园林废弃物增加有机物质和营养元素，使得腐熟的肥料 具有更好的品质和特性，为作物生长和发育提供更好的环境条件。
具体实施方式
下面根据优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理 解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
有机肥料制备实验在苏州临湖镇堆肥厂进行，按照以下实施例的条件进行实验布置，实 验时间是2020年3月16日到4月9日。实验用好氧条剁堆肥，每个实施例的堆体重量为2 吨，堆体的宽为1米，高为1米，按照实施例所述条件堆置，时间为25天。实验材料中的餐厨废弃物取自韩博公司的生化一体机出来的物料，稻壳取自临湖农发公司的水稻处理后的副 产品，园林废弃物来自临湖绿化站，收集后一起粉碎至粒径为2-3cm，混匀备用，原材料的 理化性质见下表1。
表1物料理化性质表
实施例1
S1：将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物；
S2：向所述餐厨固体废弃物中加入稻壳，比例为7:1(重量比)，混合均匀，然后粉碎成 粉末过100目筛。
S3：将餐厨稻壳混合物放入干化发酵装置，在110℃的条件下杀菌1h，然后添加降解纤 维素、木质素的复合菌剂，复合菌剂的接种量为S2得到的产物重量的3‰，在氧气充足的条 件下充分发酵48小时后，得到初次发酵的餐厨废弃物。
S4：再把初次发酵产物与去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，比例为 7:1(重量比)，调整混合后的水分为55％，再次加入3‰VT复合菌剂，进行好氧条剁堆肥。 期间需要根据升温情况确定翻堆时间，当堆体温度升至65℃以上后，每天翻堆，确保65℃的 高温期维持10天即可。
实施例2
S1：将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物。
S2：向所述餐厨固体废弃物中加入稻壳，比例为7:1(重量比)，混合均匀，然后粉碎成 粉末过100目筛。
S3：将餐厨稻壳混合物放入干化发酵装置，在110℃的条件下杀菌2h，然后添加降解纤 维素、木质素的复合菌剂，复合菌剂的接种量为S2得到的产物重量的5‰，在氧气充足的条 件下充分发酵48小时后，得到初次发酵的餐厨废弃物。
S4：再把初次发酵产物与去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，比例为 7:1(重量比)，调整混合后的水分为65％，再次加入3‰VT复合菌剂，进行好氧条剁堆肥。 期间需要根据升温情况确定翻堆时间，当堆体温度升至65℃以上后，需要每天翻堆，确保65℃ 的高温期维持10天即可。
实施例3
S1：将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物；
S2：向所述餐厨固体废弃物中加入稻壳，比例为7:2(重量比)，混合均匀，然后粉碎成 粉末过100目筛。
S3：将餐厨稻壳混合物放入干化发酵装置，在110℃的条件下杀菌1h，然后添加降解纤 维素、木质素的复合菌剂，复合菌剂的接种量为S2得到的产物重量的3‰，在氧气充足的条 件下充分发酵48小时后，得到初次发酵的餐厨废弃物。
S4：再把初次发酵产物与去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，比例为 7:2(重量比)，调整混合后的水分为55％，再次加入3‰VT复合菌剂，进行好氧条剁堆肥。 期间需要根据升温情况确定翻堆时间，当堆体温度升至65℃以上后，需要每天翻堆，确保65℃ 的高温期维持10天即可。
实施例4
S1：将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物。
S2：向所述餐厨固体废弃物中加入稻壳，比例为7:2(重量比)，混合均匀，然后粉碎成 粉末过100目筛。
S3：将餐厨稻壳混合物放入干化发酵装置，在110℃的条件下杀菌2h，然后添加降解纤 维素、木质素的复合菌剂，复合菌剂的接种量为S2得到的产物重量的5‰，在氧气充足的条 件下充分发酵48小时后，得到初次发酵的餐厨废弃物。
S4：再把初次发酵产物与去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，比例为 7:2(重量比)，调整混合后的水分为65％，再次加入3‰VT复合菌剂，进行好氧条剁堆肥。 期间需要根据升温情况确定翻堆时间，当堆体温度升至65℃以上后，需要每天翻堆，确保65℃ 的高温期维持10天即可。
实施例5
S1：将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物。
S2：向所述餐厨固体废弃物中加入稻壳，比例为7:1(重量比)，混合均匀，然后粉碎成 粉末过100目筛。
S3：将餐厨稻壳混合物放入干化发酵装置，在110℃的条件下杀菌2h，然后添加降解纤 维素、木质素的复合菌剂，复合菌剂的接种量为S2得到的产物重量的5‰，在氧气充足的条 件下充分发酵48小时后，得到初次发酵的餐厨废弃物。
S4：再把初次发酵产物与去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，比例为 7:2(重量比)，调整混合后的水分为60％，再次加入3‰VT复合菌剂，进行好氧条剁堆肥。 期间需要根据升温情况确定翻堆时间，当堆体温度升至65℃以上后，需要每天翻堆，确保65℃ 的高温期维持10天即可。
对照实验CK1
将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物，向所述餐厨固体废弃物 中加入稻壳，比例为7:1(重量比)，混合均匀，然后粉碎成粉末过100目筛。把混合产物与 去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，比例为7:1(重量比)，调整混合后的 水分为55％，再次加入3‰VT复合菌剂，进行好氧条剁堆肥。期间需要根据升温情况确定翻 堆时间，当堆体温度升至65℃以上后，需要每天翻堆，确保65℃的高温期维持10天即可。
对照实验CK2
将餐厨废弃物去除杂质，然后固液分离，得到餐厨固体废弃物，向所述餐厨固体废弃物 中加入稻壳，比例为7:2(重量比)，混合均匀，然后粉碎成粉末过100目筛。把混合产物与 去除杂质且粉碎后的粒径为2～3cm的园林废弃物混合，比例为7:2(重量比)，调整混合后的 水分为65％，再次加入3‰VT复合菌剂，进行好氧条剁堆肥，期间需要根据升温情况确定翻 堆时间，当堆体温度升至65℃以上后，需要每天翻堆，确保65℃的高温期维持10天即可。
实施例1～5和对照实验CK1、CK2的好氧条剁堆肥中，每天在上午九点测试温度，分别 在堆体的上中下三面测五个点温度，取平均值。每隔五天翻堆并取样，取样采用五点取样法， 混合均匀，样品取约500g。当堆体温度升至65℃以上后，需要每天翻堆。样品用来测试含水 率、pH、EC、种子发芽指数这些腐熟指标。
表2堆肥进程中的物料性质变化表一
表3堆肥进程中的物料性质变化表二
所有的实施例均完成堆肥腐熟过程，进入降温期后，温度最高的是对照组CK2，最低的 是实施例五，为24℃，最接近室温。含水率指标中，可以看出最后堆肥完成后各个实施例的 含水率显著降低，均低于对照组CK1和CK2，因为经过两次发酵，高温和微生物活动带走了 水分。pH随着堆肥进程呈现显著上升趋势，由酸性向中性转化，符合NY525堆肥标准，pH 值增加是因为微生物把物料分解为含氮物质、氨基酸、蛋白质等。且实施例1～5的pH均高 于对照组CK1和CK2。其中实施例5的pH最高，达到了6.98，而CK1的pH值最低，是6.14。 EC值中，堆肥结束时的EC值呈现上升趋势，CK1和CK2的EC值均高于实施例1～5，可以 看到第25天EC值最低的是实施例5为2.05mS/cm，最高的处理是CK2为2.83mS/cm。
种子发芽指数(GI)呈现显著增加趋势，GI是检验堆肥腐熟特性的敏感指标。相比于第 0天，所有实施例和对照组的GI均有明显增加，其中，实施例5和实施例3显著增加，为85.10％ 和82.25％，最低的是CK1和CK2，分别是74.52％和70.49％。
所有实施例和对照组的有机碳均呈现下降趋势，是微生物大量繁殖在分解有机物质。实 施例5的有机碳在堆肥结束时从开始的467.05g/kg降到318.07g/kg，降幅最大为31.90％，其 次是实施例1，从开始的436.81g/kg降至324.30g/kg，降幅为25.76％。
各个处理的总氮含量同样是呈现下降趋势，其中实施例5的总氮含量在堆肥结束时最低， 为23.40g/kg，其次是实施例4，为23.68g/kg。可以看出实施例5的腐熟效果较其他处理最好， 堆肥结束时，实施例5的pH值最高，EC值最低，GI高达85.10％，符合堆肥腐熟标准，且 实施例5，堆肥结束时的C/N为13.59，相对于实验开始显著降低了C/N，肥料腐熟程度高， 有机物质得到更高程度的分解和转化。
因此，通过上述实施例和对照组，表明本发明的二次发酵制备有机肥的方法制得的有机 肥性能良好，效果优于现有的有机肥，能够为作物生长和发育提供更好的环境条件。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明， 尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前 述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精 神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。
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