一种减排厨余垃圾堆肥中温室气体的堆肥制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种减排厨余垃圾堆肥中温室气体的堆肥制备方法。该堆肥制备方法包括如下步骤：将腐熟堆肥、厨余垃圾和玉米秸秆混合，得到质量含水率为50～60％的混合堆肥物料；混合堆肥物料经好氧发酵，即得堆肥；其中，腐熟堆肥由湿基的质量比为17:3～9:1的厨余垃圾和玉米秸秆经堆制腐解得到；腐熟堆肥与厨余垃圾和玉米秸秆的混合物的湿基的质量比为1:9～1:4。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)回用腐熟堆肥的质地松软、比表面积大、有较强的吸附能力，且其中富含大量甲烷氧化菌和亚硝酸盐氧化菌，可显著降低堆肥过程中温室气体CH4和N2O的排放量。(2)本发明操作简单、成本低，对厨余垃圾堆肥过程中污染气体减排调控具有非常重要的使用价值。
【专利说明】一种减排厨余垃圾堆肥中温室气体的堆肥制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种减排厨余垃圾堆肥中温室气体的堆肥制备方法，属于环境污染控 制【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 近年来随着我国经济社会的发展和城市生活水平的提高，不仅生活垃圾的产生量 与日俱增，引发严重的环境污染问题，生活垃圾的组分也在发生改变，由以炉灰、煤渣为主 逐渐转变为以厨余垃圾为主，其含量已达到生活垃圾总量的40?60 %。厨余垃圾与混合垃 圾相比，具有含水率高、有机质和盐分含量高、易腐烂等特点，如果不加以妥善处理和利用， 收集和处理过程中会产生大量渗滤液和有害气体。因此，在提倡对生活垃圾进行分类收集， 对大类粗分后的生活垃圾选择不同处理方式的前提下，如何实现对厨余垃圾的无害化与资 源化，越来越引起全社会的关注。
[0003] 高温堆肥技术是一项公认的高效处理有机垃圾的技术，也是迄今为止比较成熟的 厨余垃圾处理技术，它不仅能有效实现厨余垃圾的减量化、无害化和资源化，而且操作简 单，易于控制，周期短。虽然在堆肥中加入膨松剂可以缓解厨余垃圾含水率高，易产生渗滤 液的问题，但是由于厨余垃圾结构致密、孔隙不均匀，以及通风和翻堆工艺的限制，堆体仍 然出现局部厌氧和好氧-厌氧交替的情况，导致大量甲烷（CH4)和（N20)产生。研究表明， 堆肥中0. 08?6%的初始总碳以CH4的形式挥发，0. 2?9. 9%的初始总氮以N20的形式损 失。〇14和队0均是重要的温室气体，政府间气候变化专门委员会（IPCC)报告显示，014和 N20的100年温室效应分别为等摩尔量二氧化碳（C02)的25倍和298倍。这些温室气体的 排放不但降低了堆肥产品的价值，同时也对环境造成了二次污染。
[0004] 综上，为实现厨余垃圾的资源化利用，减少堆肥过程中污染气体的排放，探究出一 种有效实现厨余垃圾堆肥过程温室气体CH4和N20的减排方法，势在必行。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种减排厨余垃圾堆肥中温室气体的堆肥制备方法，该方法 操作简单、成本低，对厨余垃圾堆肥过程中污染气体减排调控具有非常重要的实用价值。
[0006] 本发明提供的减排厨余垃圾堆肥中温室气体的堆肥制备方法，包括如下步骤：将 腐熟堆肥、厨余垃圾和玉米秸杆混合，得到混合堆肥物料；所述混合堆肥物料经好氧发酵， 即得所述堆肥。
[0007] 上述的堆肥制备方法，所述腐熟堆肥的质量含水率为50?56% ;
[0008] 所述厨余垃圾的质量含水率为50?70% ;
[0009] 所述玉米秸杆的质量含水率为4?7% ;
[0010] 所述混合堆肥物料的质量含水率为50?60%。
[0011] 上述的堆肥制备方法，所述腐熟堆肥由所述厨余垃圾和所述玉米秸杆经堆制腐解 得到。
[0012] 上述的堆肥制备方法，所述腐熟堆肥可由湿基的质量比为17:3?9:1的所述厨余 垃圾和所述玉米秸杆经堆制腐解得到；
[0013] 所述堆制腐解的过程如下：由所述厨余垃圾和所述玉米秸杆混合得到堆体，在间 歇式通风方式下进行好氧发酵,每周翻堆一次，每60min启动通风，且每次保持通风30min， 通风率可为 〇? 4L.kg^DM?mirf1，单位L.kg^DM?mirf1 中DM指的是干物质，L.kg^DM?mirf1 指的是每千克干物质在每分钟的通风量（L)，好氧发酵的时间可为28?35天，其中于55°C 以上的所述好氧发酵的时间不小于3天，或者于50°C以上的所述好氧发酵的时间不小于7 天，堆至完全腐熟即可。
[0014] 上述的堆肥制备方法，所述混合堆肥物料中，所述厨余垃圾与所述玉米秸杆的湿 基质量比可为17:3?9:1 ;
[0015] 所述腐熟堆肥与所述厨余垃圾和所述玉米秸杆的混合物的湿基质量比可为 1:9 ?1:4〇
[0016] 上述的堆肥制备方法，所述好氧发酵在强制通风的条件下进行；
[0017] 所述好氧发酵的时间可为28?35天，其中于55°C以上的所述好氧发酵的时间不 小于3天，或者于50°C以上的所述好氧发酵的时间不小于7天。
[0018] 上述的堆肥制备方法，所述好氧发酵在间歇式通风方式下进行，每周翻堆一次，每 60min启动通风，且每次保持通风30min，通风率可为0. 4L?kg4DM?mirf1。
[0019] 上述的堆肥制备方法，所述厨余垃圾的粒径可为2?8cm;
[0020] 所述玉米秸杆的粒径可为1?5cm。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0022] (1)回用腐熟堆肥的质地松软、比表面积大、有较强的吸附能力，且其中富含大量 甲烷氧化菌和亚硝酸盐氧化菌，可显著降低堆肥过程中温室气体CH4和N20的排放量。
[0023] (2)本发明操作简单、成本低，对厨余垃圾堆肥过程中污染气体减排调控具有非常 重要的使用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例中采用的试验装置结构示意图。
[0025] 图2为本发明实施例2中腐熟堆肥回用和对照堆肥处理温度的变化。
[0026] 图3为本发明实施例2中腐熟堆肥回用和对照堆肥处理甲烷排放速率的变化。
[0027] 图4为本发明实施例2中腐熟堆肥回用和对照堆肥处理氧化亚氮排放速率的变 化。
【具体实施方式】
[0028] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0029] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0030] 下述实施例中，堆肥固体样本含水率采用烘箱干燥法测定；pH值、电导率（EC)、总 有机碳、总氮等采用NY525有机肥料标准方法测定；
[0031] 发芽率指数（GI):将样品按lg:10mL水浸提过滤（即浸泡后取滤液），取5mL浸提 液加入直径为9cm且铺有滤纸的培养皿内，点播20粒饱满的水萝卜种子，放置20°C培养箱 中培养，第48小时测种子发芽率指数GI，每个处理组重复3次，对照为蒸馏水。GI(%)= (处理浸提液培养种子发芽率X根长）八对照种子发芽率\根长）\100%。
[0032] 实施例1、腐熟堆肥的制备
[0033] 以下试验中采用的厨余垃圾经前处理人工破碎至粒径为2?8cm，玉米秸杆经前 处理风干并机械粉碎至1?5cm。
[0034] 制备腐熟堆肥的原料准备：
[0035] 腐熟堆肥原料由厨余垃圾和玉米秸杆按湿基的质量比为17:3混合。
[0036] 腐熟堆肥按照下述步骤进行发酵：
[0037] 堆肥在60L强制通风发酵装置中进行，该发酵装置的结构如图1所示，图中的标记 如下：1空气泵，2筛板，3绝热层，4堆肥原料，5温度传感器，6气体样采集口，7自动化控制 系统，8固体样采集口，9渗滤液收集口。共进行35天堆肥发酵，采用间歇式通风方式，每 60min启动1次风机，每次鼓风30min，通风率为0. 4L?kg<DM?mirT1，每周人工翻堆一次。
[0038] 堆肥原料和腐熟堆肥的基本性状如表1所示。
[0039] 表1堆肥原料和腐熟堆肥基本性状
[0040]
【权利要求】
1. 一种减排厨余垃圾堆肥中温室气体的堆肥制备方法，包括如下步骤：将腐熟堆肥、 厨余垃圾和玉米秸杆混合，得到混合堆肥物料；所述混合堆肥物料经好氧发酵，即得所述堆 肥。
2. 根据权利要求1所述的堆肥制备方法，其特征在于：所述腐熟堆肥的质量含水率为 50 ?56% ; 所述厨余垃圾的质量含水率为50?70% ; 所述玉米結杆的质量含水率为4?7% ; 所述混合堆肥物料的质量含水率为50?60%。
3. 根据权利要求1或2所述的堆肥制备方法，其特征在于：所述腐熟堆肥由所述厨余 垃圾和所述玉米秸杆经堆制腐解得到。
4. 根据权利要求3所述的堆肥制备方法，其特征在于：所述腐熟堆肥由湿基的质量比 为17:3?9:1的所述厨余垃圾和所述玉米秸杆经堆制腐解得到。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的堆肥制备方法，其特征在于：所述混合堆肥物料 中，所述厨余垃圾与所述玉米秸杆的湿基的质量比为17:3?9:1 ;所述腐熟堆肥与所述厨 余垃圾和所述玉米秸杆的混合物的湿基的质量比为1:9?1:4。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的堆肥制备方法，其特征在于：所述好氧发酵在强 制通风的条件下进行； 所述好氧发酵的时间为28?35天，其中于55°C以上的所述好氧发酵的时间不小于3 天，或者于50°C以上的所述好氧发酵的时间不小于7天。
7. 根据权利要求6所述的堆肥制备方法，其特征在于：所述好氧发酵在间歇式通 风方式下进行，每周翻堆一次，每60min启动通风，且每次保持通风30min，通风率为 0? 4L ? kg-lM ? min-1。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的堆肥制备方法，其特征在于：所述厨余垃圾的粒 径为2?8cm ; 所述玉米結杆的粒径为1?5cm。
【文档编号】C05F9/04GK104387127SQ201410640279
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】李国学, 杨帆, 张智烨, 时红 申请人:中国农业大学