一种用于餐厨垃圾就地化、减量化的处理方法及菌种
技术领域
本发明涉及有机固体废弃物资源化利用技术领域，特别涉及一种用于餐厨垃圾就地化、减量化的处理方法及菌种。
背景技术
2019年1月,国务院办公厅印发《“无废城市”建设试点工作方案》，以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为引领，通过推动形成绿色发展方式和生活方式，持续推进固体废物源头减量和资源化利用，减少填埋量，将固体废物环境影响降至最低的城市发展模式。2017年3月18日国务院办公厅《关于转发发改委、住房城乡建设部生活垃圾分类制度实施方案的通知》。自此以后，各省市区依据国家的政策，相继出台了地方性垃圾分类与处理的实施办法或条例。以上海垃圾垃圾分类为例，生活垃圾分为可回收垃圾、不可回收垃圾、干垃圾和湿垃圾四类，其中湿垃圾主要有餐厨垃圾组成，餐厨垃圾本身为易腐烂的有机垃圾，在整个处理流程中，容易产生恶臭，生成大量的渗滤液，滋生蝇虫，高油高盐，厌氧条件下产生大量易燃易爆和毒性气体，严重污染环境，因而餐厨垃圾在整个固废处理过程中，是最难处理的部分，需要源头强制分离、专业运输车辆和复杂的处理工艺，若采用非法处理处置，极易发生“地沟油”、“泔水猪”及“环境污染”等事件！合理、高效、安全地解决区域内易腐垃圾公害。
餐厨垃圾常规的处理技术分为四种：卫生填埋处理、有机堆肥处理、饲料化处理和能源化处理，而这四种处理技术都存在相应的缺陷，如源头收集困难、运输困难、高油高盐不利于堆肥、饲料同源性问题、能源化处理工艺复杂、费用较高，尤其是在源头进行垃圾分类后，如何收集和运输是最大的问题，难收集和难运输。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种用于餐厨垃圾就地化、减量化的处理方法。
本发明具体技术方案如下:
本发明提供了一种用于餐厨垃圾就地化、减量化的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)对厨余垃圾进行预处理，去除其中无法生物降解的物质；
(2)将预处理后的厨余垃圾与预处理后填料按照体积比1-5：1-5加入反应仓容器中，填料预处理过程为：按照质量比1-5:2-10加入自来水，浸泡24小时以上，24小时以后换水1-2次，在浸泡过程中，按照加入自来水质量的5-10‰加入柠檬酸或醋酸，最后用自来水冲洗干净，开动搅拌设备搅拌5-10min，调节温度至30℃以上；
(3)在厨余垃圾与填料的混合物中加入厨余垃圾质量的1-5‰的菌剂进行有机成分分解，混合均匀，持续分解24-72h；
其中，菌剂包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和真菌中的一种或多种。
其中，填料3-6个月更换一次，无法生物降解的物质包括塑料、木制品、金属制品、猪牛骨和毛巾等；使用本发明的方法处理厨余垃圾时，在对厨余垃圾进行分拣后，不需进行油脂分离和固液分离，从反应仓进料口直接反应仓，可采用自动上料模式或人工模式，餐厨垃圾首先接触到反应仓体填料，仓体填料为多空的、比表面积较大的落叶松木片，木片填充至搅拌轴下5-10公分，餐厨垃圾接触到填料后，由于填料本身多空和纤维结构，具有相应的吸水和吸油的特性，以此吸附垃圾中析出的水分和油脂成分，然后启加药系统和搅拌系统同时启动，将餐厨垃圾和填料混拌均匀的同时，由于搅拌和填料之间的摩擦，将餐厨垃圾分割成更小的个体，也使加药系统喷出的菌剂和餐厨垃圾充分接触，加药系统喷出的复合微生物制剂在仓体内开始繁殖和代谢活动，由于复合微生物制剂中的菌种来源于特定环境，对有机成分分解和利用效果突出，可以产生大量的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶等各种酶类，自身繁殖速度快，降解速度快，可将餐厨垃圾中的90％以上的有机成分在18个小时内降解成二氧化碳、水分、无机盐，并产生大量的热量，使仓体温度由于微生物的繁殖和代谢活动保持在40度以上温度，空气湿度保持在100％，在仓体温度≥45℃时，开启搅拌和气体循环系统，高湿高温的仓内气体由气体循环系统抽出仓外，经处理后，变成无害气体和冷凝水直接排放，在仓内气体被抽出式，由于仓内处于负压状态，仓体内的进风口打开，补充外界空气，恢复仓体内的氧气浓度，在好氧环境下，复合微生物继续进行发酵，产生大量的热量，继续降解餐厨垃圾，在此过程中，产生大量细小的有机颗粒和水分，经过仓体内填料的吸附作用后，直径小于仓孔的有机颗粒和水经仓孔进入收集槽中，经过加热处理后，形成含水率在50％以下的颗粒，收集后作为有机肥发酵原料进行下一步处理，由于复合微生物具有良好的除臭效果，整个过程不产生臭气，经过以上方法处理，24h内餐厨垃圾中的蛋白、淀粉、油脂最终被降解成二氧化碳、水、有机颗粒，纤维素类未完全降解的成分继续留在仓内进行降解，最终在72小时内降级完成；本发明提供的处理方法处理厨余垃圾的效果好，具体表现为：一、餐厨垃圾不用进行油脂分离就可以进行处理；二、处理过程中不产生臭味；三、餐厨垃圾90％以上被分解成二氧化碳和水，有机颗粒产生量占处理前重量的5-10％，餐厨垃圾减量90％以上；四、处理时间短，18小时后，仓体内出填料、残留的纤维素和骨头，无其他残留物；五、本发明可以用于分散性、小规模化的及时就地化处理，源头减量，减少大规模收集、运输和终端处理引发的异味、苍蝇滋生、渗滤液、延时处理的问题。
进一步的改进，菌剂包括40％-50％的A剂、40％-45％的B剂和0.0001％-0.0005％的EDTA、0.1％-0.2％的吐温80、0.1％-0.2％的AEO-9和14％-16％的纯净水；
A剂包括质量比为8-12:6-10:4-6:18-22的嗜酸乳杆菌发酵液、乳链球菌发酵液、啤酒酵母发酵液和枯草芽孢杆菌发酵液；
B剂包括质量比为4-6:8-12:8-12:14-16:1-3的铜绿假单胞菌发酵液、短小芽孢杆菌发酵液、巨大芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液和毛霉发酵液。
进一步的改进，菌剂的制备方法为：
S1：将规定量的乳酸菌、乳链球菌、啤酒酵母种子液和枯草芽孢杆菌种子液接种到发酵罐中，发酵罐内为复合营养液，发酵温度为28-32℃，通气30分钟后进行厌氧发酵，混合发酵48h后，检测发酵液pH至3.0-4.0时，制得A剂，A剂的有效活菌数为5-10亿个/ml；
S2：将规定量的铜绿假单胞菌种子液，短小芽孢杆菌种子液、巨大芽孢杆菌种子液、和毛霉种子液分别接种到对应的培养液种，在发酵罐中单独好氧发酵，发酵温度为35-40℃，发酵时间大于18小时，检测发酵液pH值，当pH值小于6.5时，发酵结束，检测其发酵液活菌数，将发酵后的B剂中的各成分按照比例混合后，检测铜绿假单胞菌、解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数≥2亿个/ml，短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的有效活菌数≥1亿个/ml，毛霉的有效活菌数≥0.2亿个/ml，制得B剂；
S3：将规定量的A剂、B剂和EDTA、吐温80、AEO-9和纯净水混合均匀，于室温下避光放置7天以上，即得菌剂。
其中，A剂为复合发酵产品，其菌种组成为不同菌属的微生物组成，乳酸菌类、酵母菌类和芽孢杆菌经过筛选后复配而成，无拮抗，可在同一环境下共同生长，形成稳定的菌群；B剂中菌种为不同的芽孢杆菌组成，生长速度快，在同一环境下，在生长后期，不同的芽孢杆菌在生长环境中对同一营养源存在彼此之间争夺营养的情况，且其代谢产物互相抑制对方生长，因此进行单独发酵；在使用环境中，由于餐厨垃圾有机质含量高，成分复杂，A剂可快速改善微生态环境，给B剂提供较好的生长环境，由于使用环境中，营养成分充足，生长空间大，B剂中的各种芽孢杆菌可快速降解蛋白、淀粉等有机成分，产生大量的热量、水和二氧化碳，餐厨垃圾降解效果好，减量明显。
进一步的改进，步骤(3)有机成分分解过程中，当密封容器中温度升至40-44℃时，开启搅拌，搅拌速度为5-25r/min，每隔40-50分钟搅拌时间10-20分钟，当密封容器内温度升至45-50℃时，将封闭容器中高湿高温的气体排出，补充外界空气，当密封容器内温度高于50℃时，开启喷淋系统喷淋自来水，自来水的喷洒量为厨余垃圾质量的0.5-1.5倍。
本发明通过喷淋自来水来降低仓内温度，补充填料中损失的水分，进一步提高对厨余垃圾的分解效果。
本发明还提供了一种用于餐厨垃圾就地化、减量化的菌剂，该菌剂包括40％-50％的A剂、40％-45％的B剂和0.0001％-0.0005％的EDTA、0.1％-0.2％的吐温80、0.1％-0.2％的AEO-9和14％-16％的纯净水；
A剂包括质量比为8-12:6-10:4-6:18-22的嗜酸乳杆菌发酵液、乳链球菌发酵液、啤酒酵母发酵液和枯草芽孢杆菌发酵液；
B剂包括质量比为4-6:8-12:8-12:14-16:1-3的铜绿假单胞菌发酵液、短小芽孢杆菌发酵液、巨大芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液和毛霉发酵液。
本发明提供的菌剂对厨余垃圾的分解效果好，具体表现为：一、餐厨垃圾不用进行油脂分离就可以进行处理；二、处理过程中不产生臭味；三、餐厨垃圾90％以上被分解成二氧化碳和水，有机颗粒产生量占处理前重量的5-10％，餐厨垃圾减量90％以上；四、处理时间短。
进一步的改进，菌剂的制备方法为：
S1：将规定量的乳酸菌、乳链球菌、啤酒酵母种子液和枯草芽孢杆菌种子液接种到发酵罐中，发酵罐内为复合营养液，发酵温度为28-32℃，通气30分钟后进行厌氧发酵，混合发酵48h后，检测发酵液pH至3.0-4.0时，制得A剂，A剂的有效活菌数为5-10亿个/ml；
S2：将规定量的铜绿假单胞菌种子液，短小芽孢杆菌种子液、巨大芽孢杆菌种子液、和毛霉种子液分别接种到对应的培养液种，在发酵罐中单独好氧发酵，发酵温度为35-40℃，发酵时间大于18小时，检测发酵液pH值，当pH值小于6.5时，发酵结束，检测其发酵液活菌数，将发酵后的B剂中的各成分按照比例混合后，检测铜绿假单胞菌、解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数≥2亿个/ml，短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的有效活菌数≥1亿个/ml，毛霉的有效活菌数≥0.2亿个/ml，制得B剂；
S3：将规定量的A剂、B剂和EDTA、吐温80、AEO-9和纯净水混合均匀，于室温下避光放置7天以上，即得菌剂。
本发明还提供了菌剂在餐厨垃圾就地化、减量化的处理中的应用。本发明的有益效果如下:本发明提供的用于餐厨垃圾就地化、减量化的处理方法和菌剂具有以下技术效果：一、餐厨垃圾不用进行油脂分离就可以进行处理；二、处理过程中不产生臭味；三、餐厨垃圾90％以上被分解成二氧化碳和水，有机颗粒产生量占处理前重量的5-10％，餐厨垃圾减量90％以上；四、处理时间短，18小时后，仓体内出填料、残留的纤维素和骨头，无其他残留物；五、本发明可以用于分散性、小规模化的及时就地化处理，源头减量，减少大规模收集、运输和终端处理引发的异味、苍蝇滋生、渗滤液、延时处理的问题。
具体实施方式
实施例1一种菌剂
实施例1提供了一种菌剂，该菌剂包括43gA剂、42gB剂和0.0003gEDTA、0.1g吐温80、0.1gAEO-9和15g纯净水；
A剂包括10g嗜酸乳杆菌发酵液、8g乳链球菌发酵液、5g啤酒酵母发酵液和20g枯草芽孢杆菌发酵液；
B剂包括5g铜绿假单胞菌发酵液、10g短小芽孢杆菌发酵液、10g巨大芽孢杆菌发酵液、15g解淀粉芽孢杆菌发酵液和2g毛霉发酵液；
该菌剂的制备方法为：
S1：将规定量的乳酸菌、乳链球菌、啤酒酵母种子液和枯草芽孢杆菌种子液接种到发酵罐中，发酵罐内为复合营养液，发酵温度为28℃，通气30分钟后进行厌氧发酵，混合发酵48h后，检测发酵液pH至3.0时，制得A剂，检测发现A剂的有效活菌数为5.2亿个/ml；
S2：将规定量的铜绿假单胞菌种子液，短小芽孢杆菌种子液、巨大芽孢杆菌种子液、和毛霉种子液分别接种到对应的培养液种，在发酵罐中单独好氧发酵，发酵温度为35℃，发酵时间为19.5h，检测发酵液pH值，当pH值为6.3时，发酵结束，检测其发酵液活菌数，将发酵后的B剂中的各成分按照比例混合后，检测铜绿假单胞菌、解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数≥2亿个/ml，短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的有效活菌数≥1亿个/ml，毛霉的有效活菌数≥0.2亿个/ml，制得B剂；
S3：将规定量的A剂、B剂和EDTA、吐温80、AEO-9和纯净水混合均匀，于室温下避光放置7.5天，即得菌剂。
实施例2一种菌剂
实施例1提供了一种菌剂，该菌剂包括40gA剂、40g的B剂和0.0001g的EDTA、0.1g的吐温80、0.1g的AEO-9和14g的纯净水；
A剂包括10g嗜酸乳杆菌发酵液、8g乳链球菌发酵液、4g啤酒酵母发酵液和18g枯草芽孢杆菌发酵液；
B剂包括5g铜绿假单胞菌发酵液、10g短小芽孢杆菌发酵液、9g巨大芽孢杆菌发酵液、14g解淀粉芽孢杆菌发酵液和2g毛霉发酵液；
该菌剂的制备方法为：
S1：将规定量的乳酸菌、乳链球菌、啤酒酵母种子液和枯草芽孢杆菌种子液接种到发酵罐中，发酵罐内为复合营养液，发酵温度为30℃，通气30分钟后进行厌氧发酵，混合发酵48h后，检测发酵液pH至3.5时，制得A剂，A剂的有效活菌数为8.6亿个/ml；
S2：将规定量的铜绿假单胞菌种子液，短小芽孢杆菌种子液、巨大芽孢杆菌种子液、和毛霉种子液分别接种到对应的培养液种，在发酵罐中单独好氧发酵，发酵温度为38℃，发酵时间为20.5小时，检测发酵液pH值，当pH值为6.2，发酵结束，检测其发酵液活菌数，将发酵后的B剂中的各成分按照比例混合后，检测铜绿假单胞菌、解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数≥2亿个/ml，短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的有效活菌数≥1亿个/ml，毛霉的有效活菌数≥0.2亿个/ml，制得B剂；
S3：将规定量的A剂、B剂和EDTA、吐温80、AEO-9和纯净水混合均匀，于室温下避光放置7天，即得菌剂。
实施例3一种菌剂
实施例1提供了一种菌剂，该菌剂包括50g的A剂、45g的B剂和0.0005g的EDTA、0.2g的吐温80、0.2g的AEO-9和5g的纯净水；
A剂包括12g嗜酸乳杆菌发酵液、10g乳链球菌发酵液、6g啤酒酵母发酵液和22g枯草芽孢杆菌发酵液；
B剂包括5g铜绿假单胞菌发酵液、11g短小芽孢杆菌发酵液、11g巨大芽孢杆菌发酵液、16g解淀粉芽孢杆菌发酵液和2g毛霉发酵液；
该菌剂的制备方法为：
S1：将规定量的乳酸菌、乳链球菌、啤酒酵母种子液和枯草芽孢杆菌种子液接种到发酵罐中，发酵罐内为复合营养液，发酵温度为32℃，通气30分钟后进行厌氧发酵，混合发酵48h后，检测发酵液pH至4.0时，制得A剂，A剂的有效活菌数为9.7亿个/ml；
S2：将规定量的铜绿假单胞菌种子液，短小芽孢杆菌种子液、巨大芽孢杆菌种子液、和毛霉种子液分别接种到对应的培养液种，在发酵罐中单独好氧发酵，发酵温度为40℃，发酵时间为23小时，检测发酵液pH值，当pH值为6.1时，发酵结束，检测其发酵液活菌数，将发酵后的B剂中的各成分按照比例混合后，检测铜绿假单胞菌、解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数≥2亿个/ml，短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的有效活菌数≥1亿个/ml，毛霉的有效活菌数≥0.2亿个/ml，制得B剂；
S3：将规定量的A剂、B剂和EDTA、吐温80、AEO-9和纯净水混合均匀，于室温下避光放置7天以上，即得菌剂。
实施例4一种厨余垃圾处理方法
本实施例提供了一种厨余垃圾处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)对厨余垃圾进行预处理，去除其中无法生物降解的物质；
(2)将预处理后的厨余垃圾与预处理后填料按照体积比5:1加入反应仓容器中，填料预处理过程为：按照质量比5:2加入自来水，浸泡24小时以上，24小时以后换水1次，在浸泡过程中，按照加入自来水质量的5‰加入柠檬酸或醋酸，最后用自来水冲洗干净，开动搅拌设备搅拌5min，调节温度至30℃以上；
(3)在厨余垃圾与填料的混合物中加入厨余垃圾质量的1‰的菌剂进行有机成分分解，混合均匀，持续分解72h；
其中，步骤(3)有机成分分解过程中，当密封容器中温度升至40℃时，开启搅拌，搅拌速度为5r/min，每隔40分钟搅拌时间10分钟，当密封容器内温度升至45℃时，将封闭容器中高湿高温的气体排出，补充外界空气，当密封容器内温度高于50℃时，开启喷淋系统喷淋自来水，自来水的喷洒量为厨余垃圾质量的0.5倍；
本实施例中的填料为多孔的落叶松木片；本实施例中的菌剂采用实施例1的方法制备的菌剂。
实施例5一种厨余垃圾处理方法
本实施例提供了一种厨余垃圾处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)对厨余垃圾进行预处理，去除其中无法生物降解的物质；
(2)将预处理后的厨余垃圾与预处理后填料按照体积比1：1加入反应仓容器中，填料预处理过程为：按照质量比3:7加入自来水，浸泡24小时以上，24小时以后换水1次，在浸泡过程中，按照加入自来水质量的8‰加入柠檬酸或醋酸，最后用自来水冲洗干净，开动搅拌设备搅拌8min，调节温度至30℃以上；
(3)在厨余垃圾与填料的混合物中加入厨余垃圾质量的3‰的菌剂进行有机成分分解，混合均匀，持续分解72h；
其中，步骤(3)有机成分分解过程中，当密封容器中温度升至42℃时，开启搅拌，搅拌速度为15r/min，每隔45分钟搅拌时间15分钟，当密封容器内温度升至48℃时，将封闭容器中高湿高温的气体排出，补充外界空气，当密封容器内温度高于50℃时，开启喷淋系统喷淋自来水，自来水的喷洒量与厨余垃圾质量相同；
本实施例中的填料为多孔的落叶松木片；本实施例中的菌剂采用实施例2的方法制备的菌剂。
实施例6一种厨余垃圾处理方法
本实施例提供了一种厨余垃圾处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)对厨余垃圾进行预处理，去除其中无法生物降解的物质；
(2)将预处理后的厨余垃圾与预处理后填料按照体积比1:5加入反应仓容器中，填料预处理过程为：按照质量比1:10加入自来水，浸泡24小时以上，24小时以后换水2次，在浸泡过程中，按照加入自来水质量的10‰加入柠檬酸或醋酸，最后用自来水冲洗干净，开动搅拌设备搅拌10min，调节温度至30℃以上；
(3)在厨余垃圾与填料的混合物中加入厨余垃圾质量的5‰的菌剂进行有机成分分解，混合均匀，持续分解72h；
其中，步骤(3)有机成分分解过程中，当密封容器中温度升至44℃时，开启搅拌，搅拌速度为25r/min，每隔50分钟搅拌时间20分钟，当密封容器内温度升至50℃时，将封闭容器中高湿高温的气体排出，补充外界空气，当密封容器内温度高于50℃时，开启喷淋系统喷淋自来水，自来水的喷洒量为厨余垃圾质量的1.5倍；
本实施例中的填料为多孔的落叶松木片；本实施例中的菌剂采用实施例3的方法制备的菌剂。
试验例1
收集食堂的厨余垃圾45kg，分为三组，每份15kg，分别采用实施例4-6的方法进行处理，各组厨余垃圾处理72h后，分别测定各组处理后的厨余垃圾中有机颗粒的重量，并通过以下公式计算厨余垃圾减量，厨余垃圾减量(％)＝(厨余垃圾前的重量-厨余垃圾处理后有机颗粒的重量)/厨余垃圾前的重量×100％，结果见表1。
表1.各组处理后的厨余垃圾中有机颗粒的重量
由表1可知，使用本发明实施例4-6的方法处理餐厨垃圾，其90％以上被分解成二氧化碳和水，有机颗粒产生量占处理前重量的5-10％，餐厨垃圾减量90％以上，且餐厨垃圾不用进行油脂分离就可以进行处理；处理过程中不产生臭味；处理时间短，18小时后，仓体内出填料、残留的纤维素和骨头，无其他残留物；72小时后，纤维素类未完全降解的成分继续留在仓内进行降解。
