一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺的制作方法

1.本发明属于垃圾减量、垃圾分类处理、垃圾资源化利用技术领域，具体涉及一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺。


背景技术：

2.我国是一个农业大国，同时又是一个饮食文化最深厚、最爱美食的国家。每年产生的餐厨和果蔬垃圾的量非常大，餐厨垃圾主要包括餐饮垃圾和厨余垃圾。餐饮垃圾指的是餐馆、饭店、单位食堂等的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程废弃物；厨余垃圾指的是家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料、剩菜剩饭、瓜果皮等易腐有机垃圾。
3.现在国家对这些垃圾的处理方式主要是填埋和焚烧两种。垃圾填埋首先占用了大量的土地，一二三线城市都已处于垃圾围城的局面，城市人实际上已生活在垃圾堆里，垃圾已无处可埋。甚至四线城市和小乡镇都已处在垃圾的包围之中；其次，垃圾填埋又产生二次污染，渗漏液对土壤、地下水产生严重污染，产生的有害气体严重污染空气，破坏生态环境，影响人们的身体健康和生命安全。同时产生的甲烷等有害气体还会产生严重的温室效应，使全球气候变暖。而这些湿垃圾焚烧从经济上说本身就是一件不合算的事情，而且燃烧时由于温度不够会产生致命的二恶英气体。
4.居民生活垃圾55％～60％为有机物垃圾，农贸市场垃圾80％～90％为果皮蔬菜垃圾，果蔬批发市场90％都是有机物垃圾。居民生活垃圾和农贸市场、果蔬批发市场乃至超市的有机物垃圾所占的比例非常大，将这类垃圾资源化处理了，大大减少了垃圾量，而这些垃圾如果不进行资源化处理，将会对土壤、水源、空气造成严重的影响，严重污染土壤，污染地下水、地上水，这些垃圾腐烂时又会产生大量的甲烷、硫化氢、氨气、二氧化碳、吲哚等有害气体，这些有害气体不光污染空气，而且大大增加了温室气体的排放量，使全球气候变暖，后果不堪设想。


技术实现要素：

5.针对现在厨余果蔬等湿垃圾没有很好地资源化处理利用的问题，本发明的目的在于提供一个科学的且简单易行的厨余果蔬湿垃圾“无害化、减量化、资源化”处理工艺方法，将其通过科学配方，发酵制作成无土栽培基质或育苗基质。
6.为了达到上述目的，本发明采用如下技术手段：
7.一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺，包括如下步骤：
8.s1.将百部、猪毛蒿、糖蜜和水进行混料，并装在密闭容器里发酵三个月，制作功能性酵素；
9.s2.将厨余果蔬垃圾、糖蜜和水进行混料，并装在密闭容器里发酵三个月，制作环保酵素；
10.s3.将农作物秸秆或树枝进行粉碎待用；并且将垃圾分类后回收的厨余果蔬垃圾
进行粉碎待用；将粉碎后的厨余果蔬垃圾、农作物秸秆或树枝、矿物质粉进行混合，得到总发酵材料；
11.s4.取树林落叶或竹林落叶覆盖下的表层3～10厘米厚的表土，添加表土体积 50％～70％的米糠，添加表土体积30％～50％的麦麸和表土体积1％～5％的生物炭，混合均匀得到混合材料，然后每立方混合料添加1～3公斤环保酵素，1～3公斤糖蜜，并保持混合材料水分含量在50～70％，进行发酵扩繁，每4天左右翻堆1次，即可得到发酵菌种；树林里或竹林里的表土含有大量腐植质和土著微生物，与米糠麦麸糖蜜等混合发酵扩繁后获得发酵菌种，用于基质物料发酵，其不需添加其他外购菌种，既节省成本，而且发酵效果优于其他外购菌种，整个发酵过程无臭味产生。
12.s5.向总发酵材料中添加发酵菌种，充分混合得到混合料，后将混合料进行发酵，其中，发酵菌种的质量为总发酵材料的0.3～1％。
13.优选地，步骤s1的具体过程如下：将百部、猪毛蒿按重量比为1:1的比例混合、粉碎，得到百部猪毛蒿混合料；然后将糖蜜、百部猪毛蒿混合料和水按重量比为糖蜜：百部猪毛蒿混合料：水＝1:3:10的比例混合，装在密闭容器里发酵三个月，制作成功能性酵素。
14.优选地，步骤s2的具体过程如下：按照质量比糖蜜：厨余果蔬垃圾：水为1:3:10 的比例装在大塑料桶里密闭发酵3个月以上，制成环保酵素。
15.优选地，步骤s3的粉碎过程如下：一边粉碎一边喷洒酵素混合物；其中，酵素混合物由2～3重量份的环保酵素，1～2重量份的功能性酵素和30～50重量份的水混合而成。这个步骤，既消除了收回来的厨余果蔬垃圾异味，又为厨余果蔬垃圾添加了发酵有益微生物、有机酸和脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶等，并且环保酵素有很好的除臭效果，含有有机酸、氨基酸、有益活性菌、生物酶等，含有大量元素、中量元素和多种对植物生长有利的微量元素。环保酵素当中的脂肪酶、蛋白酶可分解厨余垃圾中的油脂和蛋白，解决厨余果蔬垃圾的油脂问题，促进厨余果蔬垃圾的发酵分解。功能性酵素液能杀灭蚊、蝇和蛆，防止厨余垃圾发酵过程中会产生蚊、蝇、蛆。
16.优选地，步骤s3总发酵材料中粉碎后的厨余果蔬垃圾的质量占比为35％～55％；粉碎后的农作物秸秆或树枝的质量占比为30％～55％；矿物质粉的质量占比为5％～15％；其中，矿物质粉由硅藻土、沸石粉、磷矿粉和钾矿粉按质量比硅藻土：沸石粉：磷矿石：钾矿石＝1:2:1:1混合得到。本发明中用到的硅藻土和沸石粉含有大量的硅和镁，硅和镁是作物必须的营养元素。硅藻土和沸石粉吸附性极强，在厨余果蔬物料发酵过程当中，可以吸附产生的氨氮气体，减少营养损失，并有除臭的功效，减少发酵场的异味。能吸附厨余材料多余的水分。硅藻土、沸石粉又是土壤团粒结构的促进剂，施入土壤后，能促进土壤团粒结构的形成。硅藻土粉具有杀虫杀蛆的作用，首先能杀死堆肥中的蛆虫，物料发酵好后有防治病虫害的作用。磷矿粉和钾矿粉补充了物料的磷钾含量，而磷钾是作物生长所需的大量元素。硅藻土和沸石粉中含有大量的硅，硅能减少磷的固定，促磷吸收，强化钙镁的吸收，调节作物对氮磷钾等不同氧分的吸收。这几种矿物质粉混合经微生物发酵以后，能为很好的无土栽培基质和育苗基质。
17.优选地，步骤s5的具体过程如下：向50％的发酵菌种中均匀的添加适量的米糠，然后均匀撒在总发酵材料上；用剩余的50％的自制菌种放入稀释的糖蜜溶液里，然后均匀喷洒到总发酵材料上；其中，糖蜜用量是每立方总发酵材料用0.2～0.6公斤，用水稀释30～60
倍。
18.进一步地，所述厨余果蔬垃圾发酵处理工艺还包括将混合料送入槽式发酵槽进行好氧发酵的步骤。
19.优选地，所述槽式发酵槽包括顶部的喷雾装置、底部的第一发酵区和第二发酵区。
20.进一步地，将混合料送入槽式发酵槽进行好氧发酵，具体过程如下：
21.s11.将混合料送入槽式发酵槽的第一发酵区进行好氧发酵，通过喷雾装置，定时或不定时向混合料上喷洒稀释800～1000倍的环保酵素，可以降低或消除空气当中的异味；
22.s12.当发酵温度上升到60℃～70℃时保持2-10天，然后翻堆一次；当温度再次上升到60℃～70℃时再进行第二次翻堆；
23.s13.物料在发酵槽第一发酵区发酵完成后，送入第二发酵区进行低温发酵；将第一次发酵完成后的物料，在第二发酵区再次添加0.1％～0.3％的自制菌种进行二次低温发酵，让物料进一步熟化即可得到无土栽培基质或育苗基质。
24.本发明的有益效果
25.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
26.(1)本发明的一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺，利用厨余、烂次水果、丢弃的菜叶等作为原料，同粉碎的农作物秸秆、园林树枝等进行发酵，变废为宝，极大地减少了垃圾的量，既解决了环境污染的问题，同时又作为农作物的无土栽培基质或育苗基质，真正实现可持续发展的生态循环农业。本发明不但具有独特的专业性特点，原料来源广泛，成本低，而且具有科技含量高、推广普及性强和效果显著优势，发展前景广阔。
27.(2)在人们生活和农业生产当中，会产生很多有机物垃圾，如每家每户的厨余(剩饭剩菜，果皮菜叶)，农贸市场、水果超市丢弃的果皮菜叶，烂次水果等。而这些湿垃圾的处理方法，一般都是拉去填埋，占用了大量的土地资源，同时又产生二次污染。而农业生产产生的大量秸秆和城市大量的园林树枝等，不能焚烧处理，污染环境，而本发明则能充分利用这些材料，变废为宝，实现垃圾的就地“减量化、无害化、资源化”利用，极大地减少了垃圾对环境的污染。同时，又作为农作物的无土栽培基质或育苗基质，真正实现可持续发展的生态循环农业，其产品推广普及后，对实现农业经济发展和环境保护的双赢，对生态农业可持续发展，都具有重要现实意义和深远的历史意义。
28.(3)本发明的一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺中用到的硅藻土和沸石粉含有大量的硅和镁，硅和镁是作物必须的营养元素。硅藻土和沸石粉吸附性极强，在厨余果蔬物料发酵过程当中，可以吸附产生的氨氮气体，减少营养损失，并有除臭的功效，减少发酵场的异味。能吸附厨余材料多余的水分。硅藻土、沸石粉又是土壤团粒结构的促进剂，施入土壤后，能促进土壤团粒结构的形成。硅藻土粉具有杀虫杀蛆的作用，首先能杀死堆肥中的蛆虫，物料发酵好后有防治病虫害的作用。磷矿粉和钾矿粉补充了物料的磷钾含量，而磷钾是作物生长所需的大量元素。硅藻土和沸石粉中含有大量的硅，硅能减少磷的固定，促磷吸收，强化钙镁的吸收，调节作物对氮磷钾等不同氧分的吸收。这几种矿物质粉混合经微生物发酵以后，能为很好的无土栽培基质和育苗基质。
29.(4)本发明的一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺中用到的树林里或竹林里的表土含有大量腐植质和土著微生物，与米糠麦麸糖蜜等混合发酵扩繁后获得发酵菌种，用于基质物料发酵，其特点是不需添加其他外购菌种，既节省成本，而且发酵效果优于其他外购菌
种，整个发酵过程无臭味产生。
30.(5)本发明的一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺中用到的生物炭具有很强的吸附功能，生物炭的孔隙又能利于微生物着床，利于微生物的生长繁殖，促进基质物料发酵。同时，添加生物炭的基质利于作物的根系生长，又是农作物很好的营养元素。
31.(6)本发明的一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺中添加粉碎的秸秆或园林树技粉，既能调节发酵材料的水分，又能保持发酵材料的松散度，同时可以调节发酵材料的碳氮比。厨余垃圾的碳氮比在10～25:1之间，而物料发酵最适宜的碳氮比为25～30:1，所以需要添加秸秆或树技粉等，并且秸秆和园林树技不处理，又成为垃圾，污染环境。
具体实施方式
32.除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本技术中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本技术的提交日期同步的。在适用的情况下，本技术中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本技术中提供的任何定义不一致，则以本技术中提供的术语定义为准。
33.本技术中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101，102等，以及所有的子范围，例如100到166，155到170，198到200 等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.1，1.5等)的范围，则适当地将1个单位看作0.0001，0.001，0.01或者0.1。对于包含小于10(例如1到5) 的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1。这些仅仅是想要表达的内容的具体示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为清楚记载在本技术中。
34.关于化学化合物使用时，除非明确地说明，否则单数包括所有的异构形式，反之亦然(例如，“己烷”单独地或共同地包括己烷的全部异构体)。另外，除非明确地说明，否则用“一个”，“一种”或“该”形容的名词也包括其复数形式。
35.术语“包含”，“包括”，“具有”以及它们的派生词不排除任何其它的组分、步骤或过程的存在，且与这些其它的组分、步骤或过程是否在本技术中披露无关。为消除任何疑问，除非明确说明，否则本技术中所有使用术语“包含”，“包括”，或“具有”的组合物可以包含任何附加的添加剂、辅料或化合物。相反，出来对操作性能所必要的那些，术语“基本上由
……
组成”将任何其他组分、步骤或过程排除在任何该术语下文叙述的范围之外。术语“由
……
组成”不包括未具体描述或列出的任何组分、步骤或过程。除非明确说明，否则术语“或”指列出的单独成员或其任何组合。
36.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
37.实施例
38.以下例子在此用于示范本发明的优选实施方案。本领域内的技术人员会明白，下
述例子中披露的技术代表发明人发现的可以用于实施本发明的技术，因此可以视为实施本发明的优选方案。但是本领域内的技术人员根据本说明书应该明白，这里所公开的特定实施例可以做很多修改，仍然能得到相同的或者类似的结果，而非背离本发明的精神或范围。
39.除非另有定义，所有在此使用的技术和科学的术语，和本发明所属领域内的技术人员所通常理解的意思相同，在此公开引用及他们引用的材料都将以引用的方式被并入。
40.那些本领域内的技术人员将意识到或者通过常规试验就能了解许多这里所描述的发明的特定实施方案的许多等同技术。这些等同将被包含在权利要求书中。
41.根据《浙江省生活垃圾管理条例》对生活垃圾进行分类回收，得到厨余果蔬垃圾。
42.实施例1
43.一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺，包括如下步骤：
44.s1.将百部、猪毛蒿按重量比为1:1的比例混合、粉碎，得到百部猪毛蒿混合料；然后将糖蜜、百部猪毛蒿混合料和水按重量比为糖蜜：百部猪毛蒿混合料：水＝1:3:10的比例混合，装在密闭容器里发酵三个月，制作成功能性酵素；
45.s2.按照质量比糖蜜：厨余果蔬垃圾：水为1:3:10的比例装在密闭容器里密闭发酵3 个月以上，制成环保酵素。
46.s3.将农作物秸秆或树枝一边粉碎一边喷洒酵素混合物，待用；将垃圾分类后回收的厨余果蔬垃圾也同样一边粉碎一边喷洒酵素混合物，待用；其中，酵素混合物由2重量份的环保酵素，1重量份的功能性酵素和40重量份的水混合而成。
47.s4.将粉碎后的厨余果蔬垃圾、粉碎后的农作物秸秆或树枝、矿物质粉进行混合，得到总发酵材料；其中，总发酵材料中粉碎后的厨余果蔬垃圾的质量占比为45％；粉碎后的农作物秸秆或树枝的质量占比为45％；矿物质粉的质量占比为10％；矿物质粉由硅藻土、沸石粉、磷矿粉和钾矿粉按质量比硅藻土：沸石粉：磷矿石：钾矿石＝1:2:1:1 混合得到。
48.s5.取树林落叶或竹林落叶覆盖下的表层3～10厘米厚的表土，添加表土体积60％的米糠，表土体积40％的麦麸和表土体积3％的生物炭，混合均匀得到混合材料，然后每立方混合料添加2公斤环保酵素，2公斤糖蜜，并在无额外淋雨、进水的条件下，混合材料保持水分含量在60％，进行发酵扩繁，每4天左右翻堆1次，即可得到发酵菌种。
49.s6.向50％的发酵菌种中均匀的添加适量的米糠，然后均匀撒在总发酵材料上；用剩余的50％的自制菌种放入稀释的糖蜜溶液里，然后均匀喷洒到总发酵材料上，得到混合料；其中，糖蜜用量是每立方总发酵材料用0.4公斤，用水稀释45倍，发酵菌种的质量为总发酵材料的0.6％。
50.s7.将混合料送入槽式发酵槽的第一发酵区进行好氧发酵，通过喷雾装置，定时或不定时向混合料上喷洒稀释900倍的环保酵素；
51.s8.当发酵温度上升到60-70℃时保持2-10天，然后翻堆一次；当温度再次上升到60℃～70℃时再进行第二次翻堆；
52.s9.物料在发酵槽第一发酵区发酵完成后，送入第二发酵区进行低温发酵；将第一次发酵完成后的物料，在第二发酵区再次添加0.3％的自制菌种进行二次低温发酵，让物料进一步熟化即可得到无土栽培基质或育苗基质。
53.对比例1
54.对比例1与实施例1相比，区别在于对比例1步骤s1的功能性酵素仅由糖蜜和水按
重量比为糖蜜：水＝1:10的比例混合，装在密闭容器里发酵三个月，制作而成。
55.对比例2
56.对比例2与实施例1相比，区别在于对比例2步骤s5中的表土取自取树林落叶或竹林落叶覆盖下的表层20～30厘米厚的表土.
57.对比例3
58.对比例3与实施例1相比，区别在于对比例3步骤s1的功能性酵素中糖蜜：百部猪毛蒿混合料：水＝1:1:10.
59.对比例4
60.对比例4与实施例1相比，区别在于对比例4步骤s1的功能性酵中素糖蜜：百部猪毛蒿混合料：水＝1:5:10.
61.对比例5
62.对比例5与实施例1相比，区别在于对比例5步骤s2的环保型酵素中糖蜜：厨余果蔬垃：水＝1:3:20.
63.对比例6
64.对比例6与实施例1相比，区别在于对比例6步骤s2的环保型酵素中糖蜜：厨余果蔬垃：水＝1:5:10.
65.实验一：将通过实施例1和对比例1-6的工艺制备得到的无土栽培基质用于农作物无土栽培。
66.将实施例1和对比例1-6所制备的无土栽培基质用于黄瓜育苗和栽培；并设置对照组，其中对照组为市售无土栽培基质，结果见表1。
67.表1黄瓜苗、果实品质和产量结果
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在本发明提及的所有文献都在本技术中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。