一种生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，更具体的说是涉及一种生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法。
背景技术
随着我国经济的日益增长，居民的生活水平显著提高，餐饮业已经成为经济发展和解决群众日常生活基本需求的一个非常重要的组成部分，与此同时，生活垃圾和餐厨垃圾的产量也与日俱增。我国餐饮结构复杂，如果每天产生的餐厨垃圾得不到及时有效处理，不仅会给畜禽养殖带来巨大风险，导致大量的地沟油重返餐桌，而且污染环境，严重影响食品安全与身体健康。为了营造良好的生活居住环境，生活垃圾和餐厨垃圾的处置必须得到高度重视，因此建设生活垃圾和餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用项目是垃圾处理的必经之路。
目前，国内外生活垃圾和餐厨垃圾主要有以下几种处理方式：
粉碎直排处理，即将生活垃圾和餐厨垃圾进行粉碎后再经过市政管网排出，但是，这种处理方式将消耗大量的清洁水资源，产生的大量废弃油脂，既容易堵塞市政管网和下水管道，同时还会增加污水的处理工作量和处理难度，增加疾病的传播等。
填埋处理，即将生活垃圾和餐厨垃圾与普通废弃物一起送入填埋场进行填埋处理，这种处理方式虽然简单、易操作，其中的大量有机物质可以分解，对环境影响小，但是可能会发生渗漏，对地表水和地下水造成影响，而且填埋土地的选择也越来越困难。
饲料化处理，即将生活垃圾和餐厨垃圾进行脱水、加热、除盐、杀菌等措施后，最终生成达到卫生标准的蛋白饲料物质。这种处理方式提升了生活垃圾和餐厨垃圾的使用价值，最大限度保留了其中的营养物质，但是仍有潜在的食物链短路风险。
能源化处理，常见手段有焚烧法、发酵法、热分解法，但是，焚烧法转换为热能效率低，燃烧时需要添加辅助燃料，从而造成投资大的问题，而且焚烧的尾气处理也是一个难题；发酵法没有很好的利用生活垃圾和餐厨垃圾中的蛋白质，造成了一定的浪费，需要工艺的改进；热分解法在现阶段研究比较少，技术未成熟，应用有一定限制。
相比之下，肥料化处理方式应用较为广泛，主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种，但是，这种处理方式占地面积大，处理周期长，处理过程产生的污染可能对环境造成二次污染，而且效率受制条件多，肥料产出质量不好，产出成本高。
因此，如何开发一种环保无公害且资源化利用生活垃圾及餐厨垃圾的制肥方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，以解决现有技术中的不足。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，具体包括以下步骤：
(1)分拣：将收集到的生活垃圾和餐厨垃圾进行分拣，得到有机固体废弃物、无机固体废弃物和含油废水；
(2)脱油：将步骤(1)所得有机固体废弃物进行挤压，得到有机物基料和含油废水；
(3)粉碎：将步骤(2)所得有机物基料破碎，得到粒径小于2cm的有机物粉料；
(4)混合：将步骤(3)所得有机物粉料、锯末和糠麸混合，充分搅拌，然后加水，得到含水量为40～50wt％的发酵基质；
(5)发酵：向步骤(4)所得发酵基质中加入微生物制剂，搅拌均匀，发酵，灭菌，干燥，即得有机肥料。
进一步，上述步骤(1)中，有机固体废弃物为剩饭、剩菜、菜叶、果皮、茶渣等，无机固体废弃物为塑料制品、方便面盒、易拉罐、勺子、筷子、瓶盖等。
进一步，上述步骤(4)中，有机物粉料、锯末和糠麸的质量比为60～80∶20～25∶15～20。
进一步，上述步骤(5)中，微生物制剂和发酵基质的质量比为1∶5000～10000。
进一步，上述步骤(5)中，微生物制剂由嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸芽孢杆菌、耐盐芽胞杆菌和淀粉芽孢杆菌以1.0～1.2∶1.0～1.2∶0.8～1.0∶0.8～1.0∶0.6～0.8的质量比混合制得。
进一步，上述微生物制剂的活菌数为2×108～5×108CFU/g。
进一步，上述步骤(5)中，发酵的条件为：搅拌转速为100～150rpm，通气量为300～500vvm，温度为50～60℃，时间为8～12小时。
进一步，上述步骤(5)中，灭菌的温度为80～90℃，时间为30～45min；干燥的温度为60～70℃，时间为15～20min。
进一步，上述生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，还包括以下步骤：
将步骤(1)中所得无机固体废弃物再次进行分拣，产生的塑料类废弃物进行废塑料处理，砖石类废弃物进行制砖处理，纤维类废弃物进行热能转换处理；
将步骤(1)中所得含油废水和步骤(2)中所得含油废水混合后进行油水分离，产生的废水进行污水处理达标后排放，产生的废油进行资源回收后制成生物柴油；
将步骤(2)挤压过程中产生的废气进行冷却除臭达标后排放。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明将生活垃圾和餐厨垃圾中的有机固体废弃物进行固液分离、破碎和降盐降脂等处理，得到了可用于发酵的有机物粉料；然后加入高效的微生物菌剂，可将有机物基料发酵成土壤有机肥原材料，发酵后高温灭菌干燥，制得的有机肥含水率15％～20％，易装卸运输保存，全部可实现资源化利用，让传统制肥工艺工业化、自动化、高效化，真正实现“变废为宝”；
2、本发明还将无机固体废弃物再次进行分拣并分别处理，将含油废水进行油水分离并分别进行资源回收和污水处理，将废气冷却除臭，且废气处理过程在真空下完成，其中的蒸汽、臭气冷凝，实现臭气零排放，无异味，不扰民，通过技术创新实现室外无异味，废气零排放，真正做到无污染；
3、本发明最终将生活垃圾和餐厨垃圾中的废固制成有机肥，废气和废水达标排放，废油用作生物柴油，使废弃物能得到有效解决、合理利用，能有效减少浪费，实现废弃物的再次利用、资源的循环发展；同时，能够减少生活垃圾和餐厨垃圾对环境的污染，以及再次运输带来的二次污染，切实能有效杜绝生活垃圾和餐厨垃圾对人民身体健康、安全的危害，保障食品安全与健康，防止环境污染，节约资源；
4、本发明制肥方法所用设备占地面积小，对周围居民的生活无任何影响，可选址在企事业单位食堂、大型商圈、居民小区，占地少，投资小，运营成本低。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，具体包括以下步骤：
(1)分拣：将收集到的生活垃圾和餐厨垃圾进行分拣，得到有机固体废弃物(如，剩饭、剩菜、菜叶、果皮、茶渣等)、无机固体废弃物(如，塑料制品、方便面盒、易拉罐、勺子、筷子、瓶盖等)和含油废水；
(2)脱油：将步骤(1)所得有机固体废弃物进行挤压，得到有机物基料和含油废水；
(3)粉碎：将步骤(2)所得有机物基料破碎，得到粒径小于2cm的有机物粉料；
(4)混合：将步骤(3)所得有机物粉料60kg、锯末20kg和糠麸20kg充分搅拌混合，然后加水100kg，得到含水量为50wt％的发酵基质200kg；
(5)发酵：向步骤(4)所得发酵基质中加入微生物制剂20g(其中，嗜热脂肪芽孢杆菌4.8g、枯草芽孢杆菌4.8g、乳酸芽孢杆菌4.0g、耐盐芽胞杆菌4.0g和淀粉芽孢杆菌2.4g)，搅拌均匀，以转速为100rpm、通气量为300vvm、50℃下发酵8h，80℃灭菌30min，60℃干燥15min，即得有机肥料。
实施例2
生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，具体包括以下步骤：
(1)分拣：将收集到的生活垃圾和餐厨垃圾进行分拣，得到有机固体废弃物(如，剩饭、剩菜、菜叶、果皮、茶渣等)、无机固体废弃物(如，塑料制品、方便面盒、易拉罐、勺子、筷子、瓶盖等)和含油废水；
(2)脱油：将步骤(1)所得有机固体废弃物进行挤压，得到有机物基料和含油废水；
(3)粉碎：将步骤(2)所得有机物基料破碎，得到粒径小于2cm的有机物粉料；
(4)混合：将步骤(3)所得有机物粉料60kg、锯末25kg和糠麸15kg充分搅拌混合，然后加水100kg，得到含水量为50wt％的发酵基质200kg；
(5)发酵：向步骤(4)所得发酵基质中加入微生物制剂20g(其中，嗜热脂肪芽孢杆菌4.8g、枯草芽孢杆菌4.8g、乳酸芽孢杆菌4.0g、耐盐芽胞杆菌3.2g和淀粉芽孢杆菌3.2g)，搅拌均匀，以转速为110rpm、通气量为350vvm、53℃下发酵8h，83℃灭菌35min，63℃干燥16min，即得有机肥料。
实施例3
生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，具体包括以下步骤：
(1)分拣：将收集到的生活垃圾和餐厨垃圾进行分拣，得到有机固体废弃物(如，剩饭、剩菜、菜叶、果皮、茶渣等)、无机固体废弃物(如，塑料制品、方便面盒、易拉罐、勺子、筷子、瓶盖等)和含油废水；
(2)脱油：将步骤(1)所得有机固体废弃物进行挤压，得到有机物基料和含油废水；
(3)粉碎：将步骤(2)所得有机物基料破碎，得到粒径小于2cm的有机物粉料；
(4)混合：将步骤(3)所得有机物粉料70kg、锯末20kg和糠麸20kg充分搅拌混合，然后加水90kg，得到含水量为45wt％的发酵基质200kg；
(5)发酵：向步骤(4)所得发酵基质中加入微生物制剂30g(其中，嗜热脂肪芽孢杆菌7.2g、枯草芽孢杆菌7.2g、乳酸芽孢杆菌6.0g、耐盐芽胞杆菌4.8g和淀粉芽孢杆菌4.8g)，搅拌均匀，以转速为120rpm、通气量为400vvm、55℃下发酵10h，85℃灭菌40min，65℃干燥18min，即得有机肥料。
实施例4
生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，具体包括以下步骤：
(1)分拣：将收集到的生活垃圾和餐厨垃圾进行分拣，得到有机固体废弃物(如，剩饭、剩菜、菜叶、果皮、茶渣等)、无机固体废弃物(如，塑料制品、方便面盒、易拉罐、勺子、筷子、瓶盖等)和含油废水；
(2)脱油：将步骤(1)所得有机固体废弃物进行挤压，得到有机物基料和含油废水；
(3)粉碎：将步骤(2)所得有机物基料破碎，得到粒径小于2cm的有机物粉料；
(4)混合：将步骤(3)所得有机物粉料75kg、锯末25kg和糠麸20kg充分搅拌混合，然后加水80kg，得到含水量为40wt％的发酵基质200kg；
(5)发酵：向步骤(4)所得发酵基质中加入微生物制剂40g(其中，嗜热脂肪芽孢杆菌9.6g、枯草芽孢杆菌9.6g、乳酸芽孢杆菌8.0g、耐盐芽胞杆菌8.0g和淀粉芽孢杆菌4.8g)，搅拌均匀，以转速为140rpm、通气量为450vvm、58℃下发酵11h，88℃灭菌40min，68℃干燥19min，即得有机肥料。
实施例5
生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，具体包括以下步骤：
(1)分拣：将收集到的生活垃圾和餐厨垃圾进行分拣，得到有机固体废弃物(如，剩饭、剩菜、菜叶、果皮、茶渣等)、无机固体废弃物(如，塑料制品、方便面盒、易拉罐、勺子、筷子、瓶盖等)和含油废水；
(2)脱油：将步骤(1)所得有机固体废弃物进行挤压，得到有机物基料和含油废水；
(3)粉碎：将步骤(2)所得有机物基料破碎，得到粒径小于2cm的有机物粉料；
(4)混合：将步骤(3)所得有机物粉料80kg、锯末25kg和糠麸15kg充分搅拌混合，然后加水80kg，得到含水量为40wt％的发酵基质200kg；
(5)发酵：向步骤(4)所得发酵基质中加入微生物制剂40g(其中，嗜热脂肪芽孢杆菌9.6g、枯草芽孢杆菌9.6g、乳酸芽孢杆菌6.4g、耐盐芽胞杆菌8.0g和淀粉芽孢杆菌6.4g)，搅拌均匀，以转速为150rpm、通气量为500vvm、60℃下发酵12h，90℃灭菌45min，70℃干燥20min，即得有机肥料。
以上实施例1～5中，生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法，还包括以下步骤：
将步骤(1)中所得无机固体废弃物再次进行分拣，产生的塑料类废弃物进行废塑料处理，砖石类废弃物进行制砖处理，纤维类废弃物进行热能转换处理；
将步骤(1)中所得含油废水和步骤(2)中所得含油废水混合后进行油水分离，产生的废水进行污水处理达标后排放，产生的废油进行资源回收后制成生物柴油；
将步骤(2)挤压过程中产生的废气进行冷却除臭达标后排放。
性能检测
各取实施例1～5制备的有机肥料，分别按照NY%20525～2012的试验方法对有机肥料的各个技术指标和重金属指标进行检测，各个指标的检测要求及检测结果如表1～2所示。
表1各个技术指标的检测要求及检测结果
表2重金属指标的检测要求及检测结果
由表1和表2可知，本发明实施例1～5制备的有机肥料的各个技术指标和重金属指标均符合相应规定。
以上试验证明，本发明生活垃圾及餐厨垃圾生物发酵制肥方法制得的有机肥实现了资源化利用，让传统制肥工艺工业化、自动化、高效化，真正实现“变废为宝”。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
