CN113173808A - 利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，该方法将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣与辅料按重量比4:9‑1:6，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至55‑75%，采用自然预发酵处理7‑30天，得到自然预发酵混合物；将经7‑30天自然预发酵混合物制成蚓床，并向蚓床投放蚯蚓种，每隔2‑9周收集蚓粪并向蚓床添加自然预发酵混合物；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过10‑100目筛即得到有机肥。本发明通过餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料混合来减轻餐厨垃圾生化处理尾腐熟度不高、盐分含量高等特点，精确的提供了餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料的比例，进一步降低盐分和提高的腐熟度并获得优良的有机肥。

Description

利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法
技术领域
本发明属于餐厨垃圾生化处理尾渣的生物处理技术及资源化利用技术领域，具体涉及到一种利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法。
背景技术
据统计，2019年全国餐厨垃圾产生量达到11282万吨，并呈逐年上升趋势。餐厨垃圾因其含有丰富的营养元素和有机物质，具有很大的资源化利用价值，然而其具有的高含水率和高易腐性等特点，如果不加以妥善处理将会对环境造成二次污染，甚至对人体健康产生威胁。目前餐厨垃圾的主要处理方式有粉碎直排法、填埋法、加工肥料法、生产饲料法和焚烧法。粉碎直排处理一旦处理不当很有可能将下水管道堵塞，从而给人们的正常生活带来严重的影响；填埋处理使餐厨垃圾产生大量沼气及渗滤液，会造成地下水的严重污染；加工肥料处理因餐厨垃圾含盐量高、有机物浓度高、含油等因素，在运行过程中需要除臭、通风、场地利用等硬件配套，使运行成本较高，而且得到的机肥料品质不佳；生产饲料处理因餐厨垃圾中会携带着一些病源性的微生物会伴随着食物链最终进入到人类体内，危害人类健康；焚烧处理因其燃烧不充分而产生二噁英，严重危害周边居民身体健康。餐厨垃圾生化处理指的是利用微生物快速分解餐厨垃圾并在短时间内产出有机肥或其中间产物，实现餐厨垃圾无害和资源化过程。餐厨垃圾经生化处理后，使餐厨垃圾减容减量化程度大，臭味去除效果明显，提升了周围环境质量，餐厨垃圾生化处理被认为污染小、效益高的餐厨垃圾处理技术。餐厨垃圾生化处理尾渣中含有餐厨垃圾的有机质，富含氮、磷、钾等营养元素和腐殖质，餐厨垃圾生化处理尾渣的这些特点使其具有了资源化利用的可行性，但餐厨垃圾生化处理尾渣其病原微生物、盐分高和腐熟度不高等的特性，不适合直接作为农业有机肥使用。毕峰等对杭州市6个区（县、市） 12个实施农村生活垃圾分类与易腐垃圾机器成肥处理的乡镇站点肥料产品进行了***的调查取样分析。结果显示：75%左右的机器成肥处理站点其肥料产品腐熟度根本无法满足有机肥料标准的基本要求。
蚯蚓堆肥，是指将蚯蚓引入到有机固体废弃物的生物处理技术中进行的堆肥处理过程。蚯蚓具有丰富的酶***（蛋白酶、脂肪酶、纤维酶、淀粉酶等）将有机废弃物彻底分解，并通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用后所产生的蚓粪。利用蚯蚓堆肥来处理餐厨垃圾生化处理尾渣，能有效地分解并促进餐厨垃圾生化处理尾渣快速腐熟，同时产生的蚓粪是一种理化性状良好的有机肥。Boruah等用赤子爱胜蚓处理未腐熟的香茅渣和污泥后研究发现，赤子爱胜蚓能提高腐熟度。此外，蚓粪具有促进植物生长的效果，例如，史津玮等证实了适量输入蚓粪来调节植株的光合作用，提高生物量以及根系活力，从而提高作为有机肥番茄产量。Arancon等则证实蚓粪可以增强草莓的抗病性，使草莓能够抵御病原菌和线虫的侵害。
申请号CN201420391573.7公开了一种餐厨垃圾生化处理机，是将餐厨垃圾生化处理尾渣经发酵后送入烘干机烘干，在进入冷却机进行冷却处理，冷却后使用细粉碎机进行粉碎，一方面使工艺流程更加复杂，提高了能耗，增加了处理成本，另一方面对餐厨垃圾生化处理尾渣直接发酵进行处理，会导致餐厨垃圾生化处理尾渣并没有完全腐熟制备有机肥，容易对环境造成二次污染。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，该方法通过将餐厨垃圾生化处理尾渣与辅料进行混合，以减轻餐厨垃圾生化处理尾渣高盐分和较低的腐熟度的影响。
本发明依据餐厨垃圾生化处理尾渣高盐分和腐熟度低不能直接作为肥料使用，将餐厨垃圾生化处理尾渣与辅料混合，在保证蚯蚓的活性的前提下，高效的对餐厨垃圾生化处理尾渣进行处理，从而获得有机肥，以实现餐厨垃圾生化处理尾渣资源化利用。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化处理尾渣制备有机肥的处理方法，包括以下步骤：
1）餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料的混合：将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比4-9:1-6混合，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至55-75%，采用自然预发酵处理7-30天，得到自然预发酵混合物；
2）将步骤1）经自然预发酵混合物制成蚓床，并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳，湿度60-75%，温度20-30℃，每隔2-9周收集蚓粪并向蚓床继续添加自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度25-32 g/kg接种成年蚯蚓；每次蚓粪收集量与继续添加的自然预发酵混合物的干重比为1:1-1:5；
3）将步骤2）收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过10-100目筛即得到有机肥。
进一步，步骤1）所述餐厨垃圾生化处理尾渣中，电导率<15 mS/cm，种子发芽指数<5%
进一步，步骤1）所述辅料为木屑、蛭石、脱硫石膏和骨炭的混合物，所述木屑和蛭石粒径<3cm。
进一步，步骤1）所述自然预发酵处理，前7天每3天翻抛1次，后期每周翻抛1次，每隔2天浇一次超纯水以保持基质湿度在55-75%
进一步，步骤2）中所述蚯蚓为赤子爱胜蚯蚓，所述赤子爱胜蚯蚓自市场购回后预先于餐厨垃圾生化处理腐熟尾渣堆肥中养殖10-30天后用于接种，以增强其生长适应性；养殖温度和湿度分别为10-30℃和60-70%。
进一步，步骤2）所述蚓床为堆肥箱式，规格为20-450cm*20-450cm*20-400cm，堆肥中饵料堆置的厚度为5-25cm，长度为10-30cm，宽度为10-30cm。
更进一步，步骤3）所述蚓粪作为有机肥pH值7.0-8.5，有机质的含量50-90%，总养分质量分数5-70%，种子发芽指数90-150%，均满足NY525-2012标准要求。
再进一步，当餐厨垃圾生化处理尾渣中种子发芽指数<5%，电导率>10mS/cm且<15mS/cm时，餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比4-5:5-6混合。
或，当餐厨垃圾生化处理尾渣中种子发芽指数<5%，电导率>5mS/cm且<10mS/cm时，餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比5-7:3-5混合。
或，当餐厨垃圾生化处理尾渣中种子发芽指数<5%，电导率>4mS/cm且<5mS/cm时，餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比7-8:2-3混合。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料混合来减轻餐厨垃圾生化处理尾腐熟度不高、盐分含量高等特点，精确的提供了餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料的比例，进一步降低盐分和提高的腐熟度并获得优良的有机肥。
经蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化处理尾渣所述蚓粪作为有机肥pH值7.0-8.5，有机质的含量50-90%，总养分质量分数5-30%，种子发芽指数90-150%，均满足NY525-2012标准要求。
附图说明
图1为各实施例中蚯蚓存活率图；
图2为各实施例中总养分含量图；
图3为各实施例中电导率图；
图4为各实施例中种子发芽指数图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细表述，并给出具体实施例，以更好地理解本技术方案。
实施例1
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数3.9%，电导率4.8mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表1所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至55%，采用自然预发酵处理30天，得到自然预发酵混合物；将经30天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为450cm*450cm*400cm，堆肥中饵料堆置的厚度为25cm，长度为30cm，宽度为30cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度65%，温度25℃，每隔2周收集蚓粪并向蚓床自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度32g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:1.3；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过10目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.45，电导率为1.27mS/cm，有机质的含量62.21%，总养分质量分数6.09%，种子发芽指数95.27%，均满足NY525-2012标准要求。
表1：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 384197DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数4.2%，电导率9.9mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表2所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至58%，采用自然预发酵处理21天，得到自然预发酵混合物；将经21天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为350cm*350cm*300cm，堆肥中饵料堆置的厚度为23cm，长度为25cm，宽度为25cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度70%，温度23℃，每隔3周收集蚓粪并向蚓床自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度30g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:1.5；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过30目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.65，导率为1.88 mS/cm，有机质的含量68.32%，总养分质量分数7.24%，种子发芽指数102.21%，均满足NY525-2012标准要求。
表2：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 301338DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数4.1%，电导率9.2mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表3所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至60%，采用自然预发酵处理18天，得到自然预发酵混合物；将经18天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为300cm*300cm*250cm，堆肥中饵料堆置的厚度为22 cm，长度为24 cm，宽度为24 cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度60%，温度20℃，每隔4周收集蚓粪并向蚓床自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度27g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:2；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过40目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.28，导率为1.96mS/cm，有机质的含量7.03%，总养分质量分数7.89%，种子发芽指数92.32%，均满足NY525-2012标准要求。
表3：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 877813DEST_PATH_IMAGE003
实施例4
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数3.6%，电导率9.9mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表4所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至66%，采用自然预发酵处理12天，得到自然预发酵混合物；将经12天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为130cm*130cm*130cm，堆肥中饵料堆置的厚度为20cm，长度为20cm，宽度为22cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度62%，温度22℃，每隔5周收集蚓粪并向蚓床添加自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度29 g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:3；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过50目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.12，导率为1.59 mS/cm，有机质的含量70.33%，总养分质量分数8.07%，种子发芽指数114.17%时均满足NY525-2012标准要求。
表4：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 273022DEST_PATH_IMAGE004
实施例5
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数4.1%，电导率10.8mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表5所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至65%，采用自然预发酵处理11天，得到自然预发酵混合物；将经11天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为120cm*150cm*200cm，堆肥中饵料堆置的厚度为25cm，长度为30cm，宽度为25cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度66%，温度25℃，每隔6周收集蚓粪并向蚓床添加自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度30 g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:4；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过70目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.74，导率为1.43mS/cm，有机质的含量68%，总养分质量分数7.21%，种子发芽指数129.01%时均满足NY525-2012标准要求。
表5：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 821815DEST_PATH_IMAGE005
实施例6
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数4.5%，电导率11.8mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表6所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至68%，采用自然预发酵处理22天，得到自然预发酵混合物；将经22天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为110cm*120cm*180cm，堆肥中饵料堆置的厚度为22cm，长度为28cm，宽度为27cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度68%，温度26℃，每隔7周收集蚓粪并向蚓床添加自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度30g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:4.5；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过80目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.34，导率为1.52mS/cm，有机质的含量55.27%，总养分质量分数8.12%，种子发芽指数117.21%时均满足NY525-2012标准要求。
表6：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 644277DEST_PATH_IMAGE006
实施例7
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数4.3%，电导率12.9mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表7所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至72%，采用自然预发酵处理24天，得到自然预发酵混合物；将经24天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为130cm*150cm*180cm，堆肥中饵料堆置的厚度为23cm，长度为29cm，宽度为28cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度70%，温度27℃，每隔8周收集蚓粪并向蚓床添加自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度30 g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:4.5；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过90目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.01，导率为1.45 mS/cm，有机质的含量62.34%，总养分质量分数7.65%，种子发芽指数128.13%时均满足NY525-2012标准要求。
表7：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 708048DEST_PATH_IMAGE007
实施例8
生活垃圾处理厂餐厨垃圾生化处理尾渣，种子发芽指数4.2%，电导率14.3mS/cm。将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣添加辅料如表8所示，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至75%，采用自然预发酵处理7天，得到自然预发酵混合物；将经7天自然预发酵混合物制成蚓床（规格为170cm*160cm*190cm，堆肥中饵料堆置的厚度为25cm，长度为30cm，宽度为30cm），并向蚓床投放蚯蚓种，所述蚓床遮阳、湿度75%，温度30℃，每隔9周收集蚓粪并向蚓床添加自然预发酵混合物；所述投放蚯蚓种按照密度32 g/kg接种成年蚯蚓；所述收集蚓粪及添加自然预发酵混合物，收集蚓粪与自然预发酵混合物的干重比为1:5；将收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过100目筛即得到有机肥。按此配方生产，蚓粪作为有机肥pH值7.57，导率为0.83 mS/cm，有机质的含量72.09%，总养分质量分数7.19%，种子发芽指数108.48%时均满足NY525-2012标准要求。
表8：餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料配方
Figure 906949DEST_PATH_IMAGE008
指标测定：
实施例1-8，在蚯蚓堆肥过程中，每周进行一次蚯蚓存活率的测定，以蚯蚓存活率评价餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料经自然预发酵混合物基料对蚯蚓的影响，蚯蚓存活率计算公式为：
蚯蚓存活率=最终存活蚯蚓尾数/初始接种蚯蚓尾数*100%
图1所示，随着蚯蚓堆肥天数的增加，蚯蚓存活率逐渐上升，说明实施例1-8配制的基料基本符合蚯蚓生长所要求的环境，能够让蚯蚓顺利的生存、生长和繁殖，保持并提高蚯蚓种群密度，保证蚯蚓堆肥的顺利进行。
蚯蚓堆肥结束后对实施例1-8进行蚓粪取样，测定总养分（N+P2O5 +K2O）含量，电导率（EC）和种子发芽指数（GI），以评价不同实施例对餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料混合后的处理效果。
图2-图4不同实施例获得的蚓粪总养分含量、EC值和GI值。
图2-图4所示，实施例1-8配制的基料在蚯蚓堆肥结束后能过获得较好品质的蚓粪有机肥，其总养分含量均大于5％，有机质含量大于45%，EC值均小于在4mS/cm以内，GI则均高于80％，均满足NY525-2012标准要求。
图2、图3和图4说明，利用本发明能够对餐厨垃圾生化处理尾渣在添加辅料的基础上直接进行蚯蚓堆肥处理，并制备有机肥。

Claims (8)

1.利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料的混合：将收集的餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比4-9:1-6混合，充分搅拌均匀，然后用蒸馏水调节含水量至55-75%，采用自然预发酵处理7-30天，得到自然预发酵混合物；
2）将步骤1）得到的自然预发酵混合物作为饵料制成蚓床，并向蚓床投放蚯蚓种，蚓床需遮阳、湿度60-75%，温度20-30℃，每隔2-9周收集蚓粪并向蚓床继续添加自然预发酵混合物；所述蚯蚓种的接种密度为25-32 g/kg；每次蚓粪收集量与继续添加的自然预发酵混合物的干重比为1:1-1:5；
3）将步骤2）收集的蚓粪在阴凉处进行风干、碾压后过10-100目筛即得到有机肥。
2.如权利要求1所述的利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于步骤1）中所述的餐厨垃圾生化尾渣指餐厨垃圾经过生化处理后的尾渣，其电导率＜15 mS/cm，种子发芽指数<5%。
3.如权利要求1所述的利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于步骤1）中所述辅料为木屑、蛭石、脱硫石膏、骨炭的任一种或一种以上的混合物，且木屑和蛭石粒径<3 cm。
4.如权利要求1所述的利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于步骤1）中自然预发酵处理的过程中，前7天每3天翻抛1次，后期每周翻抛1次，每隔2天浇一次超纯水以保持基质湿度在55-75%。
5.如权利要求1所述的利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于步骤2）中所述蚯蚓为赤子爱胜蚯蚓，所述赤子爱胜蚯蚓自市场购回后预先于餐厨垃圾生化处理腐熟尾渣堆肥中养殖10-30天后用于接种，以增强其生长适应性；养殖温度和湿度分别为10-30℃和60-70%。
6.如权利要求1所述的利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于步骤2）中所述蚓床为堆肥箱式，规格为20-450 cm*20-450 cm*20-400 cm，堆肥中饵料堆置的厚度为5-25 cm，长度为10-30 cm，宽度为10-30 cm。
7.权利要求1所述的利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于步骤2）中有机肥的pH值为7.0-8.5，有机质的含量为50-90%，总养分质量分数为6-30%，种子发芽指数为90-150%，均满足NY525-2012标准要求。
8.权利要求2所述的利用蚯蚓堆肥处理餐厨垃圾生化尾渣制备有机肥的方法，其特征在于所述餐厨垃圾生化处理尾渣中种子发芽指数<5%，电导率处于10mS/cm 和15mS/cm之间时，餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比4-5:5-6混合；电导率处于5mS/cm 和10mS/cm之间时，餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比5-7:3-5混合；电导率处于4mS/cm 和5mS/cm之间时，餐厨垃圾生化处理尾渣和辅料按重量比7-8:2-3混合。
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