CN102276359B - 一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂及其应用 - Google Patents

一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于有机固体废物处理技术领域的一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂及其应用。本发明的复合添加剂为粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵、氯化镁组成的混合物。本发明的方法是将复合添加剂与厨余垃圾混合，然后在堆肥反应器内进行堆肥处理。复合添加剂及使用方法可以明显提高厨余垃圾堆肥效果，抑制堆肥酸化，提高微生物活性，缩短稳定时间，达到更快的处理降解速率。

Description

一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂及其应用
技术领域
本发明属于有机固体废物处理技术领域，具体涉及一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂及其应用。
背景技术
厨余垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活固体废物，近年来随着城市生活设施和居住条件的改善，很多固体垃圾的组成情况已经发生了很大的变化，厨余垃圾在所有固体废物中所占的比例有越来越大的趋势，其中城市的居民区、饭店、各种企事业单位的食堂等都是其集中排放的场所。目前北京厨余垃圾每天的产生量已达1600吨以上，上海市每天厨余垃圾的产生量已超过1300吨，很多城市厨余垃圾占城市生活垃圾的比例都已超过35％。厨余垃圾通常具有较高的含水率，这给其收集、运输和处理都带来很大的难度，同时厨余垃圾中有机物含量高，易腐败发臭，易滋生病菌，会造成疾病的传播。由于厨余垃圾含有齐全的营养元素，因而具有较高的利用价值。传统的厨余垃圾的处理手段有焚烧、热解等，但由于厨余垃圾含水率高，热值较低，燃烧时通常需要添加辅助燃料。同时焚烧或热解厨余垃圾的前期脱水也需要消耗大量的能量，并且产生的尾气需经过有效处理才能达到排放标准，因而这些方法的应用仍受到很大的限制。
堆肥处理法是有机废物在控制条件下经微生物的生物化学降解的处理技术方法，垃圾堆肥按堆制过程的需氧程度可分为好氧法和厌氧法，现代堆肥工艺多为好氧堆肥，好氧法堆肥是以好氧菌为主的微生物对有机废物进行吸收、氧化、分解的生化降解，而使其转化为腐植质的一种堆肥方法。近年来，应用堆肥法处理固体垃圾的技术日益增多，厨余垃圾中含有丰富的有机质，蕴藏着巨大的生物质能，采用堆肥法可以提高垃圾处理的经济可行性。堆肥化是一个十分复杂的生物化学过程，一般要将堆腐的有机物料与填充料按一定的比例混合，在合适的水份、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化，影响堆肥的环境因素包括氮素量、合适的碳氮比、粒度、氧浓度、含水量、pH及温度等，到目前为止，尽管针对其它堆肥物料的研究已开展很多，但堆肥技术在厨余废物处理领域的应用还不成熟，这主要是由于厨余垃圾所具有的不同特性。在改进堆肥化的过程中，可以通过加入某一种或多种物质，来调节堆肥过程以获得最佳效果，近年来关于堆肥添加剂的种类、作用和应用方面的研究，越来越受到国内外的重视，其应用前景是非常广阔的。但对于其在促进堆肥化进程，缩短堆制周期，提高堆肥质量方面却意见不一，针对堆肥添加剂的专门研究报道还十分有限，关于添加剂在厨余垃圾堆肥过程中的作用机理及效果等关键问题还有待进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂。
本发明的目的还在于提供一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂在堆肥处理过程中的应用。
一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂，所述添加剂为粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵和氯化镁的混合物。
粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵与氯化镁的重量比为(80-120)∶(20-30)∶(3-5)∶(1-3)∶(0.5-2)。
一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂的应用，将权利要求1所述的复合添加剂与厨余垃圾混合，进行堆肥处理。
所述堆肥处理的方法，按以下步骤进行：
(1)将厨余垃圾和接种土壤按重量比1∶(0.2-5)混合，物料粒度不大于5mm；
(2)将权利要求1所述的复合添加剂与步骤(1)所得的混合物按照1∶(1-6)的重量比进行混合；
(3)将步骤(2)得到的混合物装入堆肥反应器中，堆肥反应器从底部通风，速率为1-6L/min；
(4)堆肥开始后，每12小时取样品一次，每天两次，同时进行翻堆，每次取样时间相同，堆肥反应持续到无显著降解为止。
上述粉煤灰是燃煤电厂或工厂燃煤动力车间排放的废物，一般呈碱性，可用来调节厨余垃圾堆肥过程中的酸化问题，并可作为膨胀剂改善通气效果。麦秸可作为膨胀剂使得有足够的空间保证物料与空气的充分接触，并能依靠颗粒之间的接触起到支撑作用。尿素、硝酸铵可作为良好的营养来源，用于增加堆肥开始时微生物的活性，起到促进堆肥的效果。氯化镁用于增加固氮能力。
本发明的有益效果：本发明采用的复合添加剂来源广泛、价格低廉，其中粉煤灰为工业废弃物，秸秆为农业废弃物，能配合不同实际情况的需要，变化添加剂的组成方式，该技术易于操作和总投资低，具有良好的经济与生态效益。在堆肥过程中，粉煤灰能抑制酸性下降，尿素和硝酸铵能提供营养元素，提高微生物活性，增加好氧速率，从而提高厨余垃圾的堆肥降解程度。本发明作为复合添加剂进行厨余垃圾的堆肥，其堆肥速度快，终产物稳定，对改进厨余垃圾堆肥具有显著的效果。
附图说明
图1为本发明所采用堆肥***示意图；
图中，1-反应桶、2-堆肥原料、3-上部温度计、4-下部温度计、5-渗滤液导管、6-布气盘、7-进气氧气检测器、8-空气泵、9-空气导管、10-出气氧气检测器、11-冷凝器、12-废气导管。
图2为实施例堆肥有机物降解结果。
图3为实施例堆肥pH变化结果。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明做进一步说明。
以下实施例均采用如图1所示的堆肥装置，其组成是在反应桶1内装有堆肥原料2，在堆肥原料2中间有上部温度计3和下部温度计4，堆肥原料2下面设有布气盘6，产生渗滤液由渗滤液导管5导出，空气由空气泵8作用由空气导管9导入，在空气泵8后设有进气氧气检测器7，排出的废气经由废气导管12进入冷凝器11，气体在出气氧气检测器10后经处理排出。
实施例1
促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂，由粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵和氯化镁混合而成；粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵与氯化镁的重量比为80∶20∶3∶1∶0.5。
实施例2
促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂，由粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵和氯化镁混合而成；粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵与氯化镁的重量比为120∶30∶5∶3∶2。
实施例3
促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂，由粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵和氯化镁混合而成；粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵与氯化镁的重量比为100∶25∶4∶2∶1。
实施例4
促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂，由粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵和氯化镁混合而成；粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵与氯化镁的重量比为110∶27∶4∶2∶1.5。
实施例5空白实验
将马铃薯、胡萝卜、熟米、肉类等进行粉碎，将粉碎后的马铃薯、胡萝卜、熟米、肉类和接种土壤按7∶10∶11∶2∶2的重量比例配制9kg的模拟厨余垃圾，物料粒度不大于5mm。将厨余垃圾混匀并加入堆肥反应桶1中，由空气泵8提供3L/min的通风速率，保持***处于室温条件。堆肥物料内部温度由上部温度计3和下部温度计4共同监测，产生渗滤液由渗滤液导管5导出，空气由空气泵8作用由空气导管9导入，在空气泵8后设有进气氧气检测器7，排出的废气经由废气导管12进入冷凝器11，气体在出气氧气检测器10后经处理排出。堆肥过程中每12小时取样品一次，每天两次，同时进行翻堆，每次取样时间相同，堆肥反应持续39天，达到稳定状态。
实施例6加入复合添加剂对比试验
将马铃薯、胡萝卜、熟米、肉类等进行粉碎，将粉碎后的马铃薯、胡萝卜、熟米、肉类和接种土壤按7∶10∶11∶2∶2的重量比例配制9kg的模拟厨余垃圾，物料粒度不大于5mm。在加工好的模拟厨余垃圾中加入实施例3所述的复合添加剂3kg。将加入符合添加剂后的厨余垃圾混匀并加入堆肥反应桶1中，由空气泵8提供3L/min的通风速率，保持***处于室温条件。堆肥物料内部温度由上部温度计3和下部温度计4共同监测，产生渗滤液由渗滤液导管5导出，空气由空气泵8作用由空气导管9导入，在空气泵8后设有进气氧气检测器7，排出的废气经由废气导管12进入冷凝器11，气体在出气氧气检测器10后经处理排出。堆肥过程中每12小时取样品一次，每天两次，同时进行翻堆，每次取样时间相同，堆肥反应持续23天，达到稳定状态。
有机物降解结果如图2所示，在没有使用复合添加剂的空白实验中，需要39天才能达到堆肥基本稳定，最终有机物降解率为64.2％，而使用复合添加剂后，仅需要23天就可以达到基本稳定，最终有机物降解率为71.9％，未使用复合添加剂时，同样经过23天有机物降解率仅能到达39.5％，因此本复合添加剂在促进厨余垃圾堆肥过程中效果显著。堆肥过程中pH变化结果如图3所示，在没有使用复合添加剂的空白实验中，pH值在堆肥开始后下降显著，后期上升缓慢，而使用复合添加剂后，堆肥初期pH下降不显著，为微生物的生长繁殖提供了良好的条件，有效促进了堆肥降解过程。复合添加剂实现了废物的资源化利用，原料丰富、经济，采用发明所述的复合添加剂是较好实现厨余垃圾减量化、无害化和资源化的有效手段，具有广阔的市场前景。

Claims (3)

1.一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂，其特征在于，所述添加剂为粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵和氯化镁的混合物；粉煤灰、麦秸、尿素、硝酸铵与氯化镁的重量比为 （80-120）：（20-30）：（3-5）：（1-3）：（0.5-2）。
2.一种促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂的应用，其特征在于，将权利要求1所述的复合添加剂与厨余垃圾混合，进行堆肥处理。
3.根据权利要求2所述的促进厨余垃圾堆肥的复合添加剂的应用，其特征在于，所述堆肥处理，按以下步骤进行：
（1）将厨余垃圾和接种土壤按重量比1：（0.2-5）混合，物料粒度不大于5mm；
（2）将复合添加剂与步骤（1）所得的混合物按照1：（1-6）的重量比进行混合；
（3）将步骤（2）得到的混合物装入堆肥反应器中，堆肥反应器从底部通风，速率为1-6 L/min；
（4）堆肥开始后，每12小时取样品一次，每天两次，同时进行翻堆，每次取样时间相同，堆肥反应持续到无显著降解为止。
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