专利名称：一种应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于有机废物处理技术领域，涉及的是一种应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法及装置。
背景技术：
随着人类生活质量的提高，厨余物的数量也在猛增，由于其水分及有机质含量很高而不同于城市垃圾，容易腐烂并产生恶臭，对人类的生存环境和身体健康产生了直接危害，成为社会的一大公害，因此，有必要对厨余物的处理进行研究。
厨余物与城市垃圾混合在一起进行处理，由于厨余物的含水率和有机物的成分比例很高，相比其他城市生活垃圾来说，能够在较短的时间内腐烂、降解。如果厨余物与其他城市垃圾混合进行焚烧，整体发热量达不到发电要求的热量；如果与其他的城市垃圾混合进行填埋，其含水率高，会产生大量的垃圾渗滤液，而且焚烧和填埋又会浪费厨余物中大量的有机质及养分。因此，有必要对厨余垃圾进行单独处理。
许多国家和地区已对厨余物进行单独处理。目前，处理厨余物的主要技术有直接排放，这种方法造成环境污染，并且有助于疾病的传播；填埋，该法应用的比较广泛，填埋后产生的垃圾渗滤液较多，会污染地下水；高温好氧堆肥处理，处理周期短，有机物降解程度高，能有效地杀灭病原微生物，但其高温环境不易控制；经厨余垃圾处理机粉碎厨余物，直接排入下水道，或是再对厨余物减量化，使水分蒸发，减小厨余垃圾的体积，或是资源化，利用细菌或蚯蚓促进有机物的分解，产物作肥料；饲料化，对厨余垃圾先进行分类，营养成分较高的厨余物经过一系列相关的技术处理后，作为动物饲料的添加剂，但变质的厨余物不能进行资源化作为饲料添加剂；利用产生的生物气，发电供热；生物法可以使厨余垃圾减量化、无害化和资源化。比较常用的生物处理法一般为堆肥及厌氧发酵制生物气。堆肥方法的处理成本较低、工艺简单，而厌氧发酵制生物气技术的投资较大，在我国处理厨余物的技术以堆肥为主。
目前，堆肥处理固体垃圾的技术主要为厌氧处理，使其实现减量化、无害化和资源化。好氧堆肥过程中会产生大量的氮损失，主要以氮的气态化合物的形式挥发到大气中去，造成堆肥产物的品质大大降低，目前控制氮损失的方法有加入高碳物质；金属盐类及硫元素；吸附剂；加入磷酸氢盐吸收氮来进行固氮以及加入如固氮菌之类的外源微生物，以提高堆肥产物的肥效。单独对厨余物进行堆肥处理的研究有很多利用剩余污泥与厨余物混合快速堆肥；利用除沉污泥和厨余物混合的厌氧消化；对厨余物进行厌氧消化；对厨余物进行好氧堆肥等。厨余物堆肥处理的研究只是提高降解速率和堆肥产物的稳定性方面，在同时提高堆肥产物的肥效和有机物的降解程度的研究还没有报到。
发明内容
本发明的目的是提供既能减量化和无害化处理厨余物，同时又能提高堆肥产物的肥效的一种应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法及装置。其特征在于，所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法，其具体步骤1)模拟厨余物堆肥处理(1)把由马铃薯、稻米、胡萝卜、树叶、肉类、大豆和接种土壤组成的模拟厨余物装入堆肥反应桶中，然后加入催化腐剂溶液。
(2)装上反应桶盖子，从反应桶底部通风，速率为0.4-0.6L/min，同时打开反应桶顶部的废气管和底部的渗滤液排放管，使堆肥处于室内温度和好氧环境下，并防止渗滤液的累积，堆肥反应开始，取原样样品。
(3)堆肥开始后，每隔一天取样品一次，同时进行翻堆，每次取样品的时间相同，堆肥反应持续26天。
2)堆肥样品测定(1)堆肥样品中有机质的测定堆肥样品的稳定性用有机质降解程度来表示，采用灼烧法测定样品中的有机质的量。利用下式表示有机质的降解程度
P-有机质的降解程度X原样样品-堆肥反应初始时样品的有机质含量X堆肥样品-堆肥反应过程中样品的有机质含量(2)堆肥样品中NH4+-N的测定堆肥样品中NH4+-N的含量采用蒸馏法测定。
3)效果试验分析无催化腐剂时堆肥产物与有催化腐剂时的堆肥产物中有机质含量、NH4+-N含量。通过对比表明催化腐剂不仅能提高有机质的降解程度，还能提高堆肥产物的肥效。
所述模拟厨余物中的碳氮比C∶N＝17∶1(质量比)。
所述催化腐剂∶水溶剂＝5∶28(质量比)。
所述向厨余物中加入催化腐剂溶液的催化腐剂的添加量与厨余物的质量比为1∶60～80。
所述使堆肥处于室内温度是由上部控温计、下部控温计自动控制空压泵运行，进行通风量调节。
所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的装置，其组成是在反应桶1内装有堆肥原料2，上部控温计3、下部控温计4插入堆肥原料2中央，反应桶1的底部设置布气盘14，渗滤液导出管5安装在反应桶1的桶底上，废气导管13从反应桶盖12引出后通过一阀门插入氨捕集阱8、氨捕集阱8的上口穿出一导管插入带氧气监测器7的收集阱内；冷凝器6套在插入氧气监测器7导管外周上；空气流量计9接在反应桶1的底部的新鲜空气导入管11上；空压泵10接在空气流量计9后面。
本发明的积极效果经过26天的堆肥处理，与对比实验相比较，堆肥产物中有机质降解速率提高了76％，有机质降解程度提高约16.3％，同时堆肥产物中NH4+-N含量增加了62.4％，堆肥过程不但提高了堆肥产物的稳定性，而且又大大提高了堆肥产物的肥效，实现了厨余物的减量化与资源化。
综上所述，应用催化腐剂堆肥处理厨余物与以往堆肥处理厨余物的方法比较有如下优点(1)应用催化腐剂堆肥处理厨余物，处理效率高、反应迅速。
(2)应用催化腐剂堆肥处理厨余物，堆肥过程中有机质降解程度和堆肥产物中NH4+-N含量显著增加，有效提高了堆肥产物在农业中的利用价值。
(3)应用催化腐剂堆肥处理厨余物，节省了能源，又实现了固体废物的减量化和资源化，因而具有很高的实用性和应用价值。
图1本发明所采用的堆肥系统示意图。
图2堆肥样品中氮含量的对比。
图3堆肥样品中有机质百分比的对比。
具体实施例方式
空白实验由马铃薯、稻米、胡萝卜、树叶、肉类、大豆和接种土壤组成的模拟厨余物2(C∶N＝17∶1)10kg装入堆肥反应桶1中，在空压泵10提供的0.4-0.6L/min的通风速率条件下，保持系统处于室内温度条件，该堆肥系统处于室内温度条件由上部控温计3、下部控温计4自动控制空压泵10运行，进行通风量调节，进行模拟厨余物堆肥处理实验。堆肥开始时取原样样品，以后每隔一天取样品一次，同时进行翻堆，每次取样品的时间相同，堆肥反应持续26天，达到稳定状态。测定样品中的NH4+-N含量和有机质含量。
对比实验1将由马铃薯、稻米、胡萝卜、树叶、肉类、大豆和接种土壤组成的模拟厨余物(C∶N＝17∶1)10kg装入堆肥反应桶1中，加入一定比例的催化腐剂溶液(催化腐剂质量∶水溶剂质量＝5∶28)825g，在空压泵10提供的0.4-0.6L/min的通风速率条件下，保持堆肥系统处于室内温度条件，该堆肥系统处于室内温度条件由上部控温计3、下部控温计4自动控制空压泵10运行，进行模拟厨余物堆肥处理实验。堆肥开始时取原样样品，以后每隔一天取样品一次，同时进行翻堆，每次取样品的时间相同，堆肥反应持续26天，达到稳定状态。测定样品中的有机质的含量。
对比实验2由马铃薯、稻米、胡萝卜、树叶、肉类、大豆和接种土壤组成的模拟厨余物(C∶N＝17∶1)10kg装入堆肥反应桶中，加入一定比例的催化腐剂溶液(催化腐剂质量∶水溶剂质量＝5∶28)825g，在空压泵10提供的0.4-0.6L/min的通风速率条件下，保持系统处于室内温度条件，该堆肥系统处于室内温度条件由上部控温计3、下部控温计4自动控制空压泵10运行，进行通风量调节，进行模拟厨余物堆肥处理实验。堆肥开始时取原样样品，以后每隔一天取样品一次，同时进行翻堆，每次取样品的时间相同，堆肥反应持续26天，达到稳定状态。测定样品中的NH4+-N含量。渗滤液由渗滤液导出管5导出系统，新鲜空气由鲜空气导入管11经空压泵10、空气流量计9和一个控制阀进入系统，废气由反应桶盖子12上的废气导管13排出。
如图2所示从图中可以看出，堆肥反应趋于稳定状态时，应用催化腐剂的厨余物堆肥过程，堆肥产品中氨氮含量明显比空白样品的氨氮含量高。经过26天的堆肥处理，与对比实验相比较，堆肥产物中NH4+-N含量增加了62.4％，堆肥过程不但提高了堆肥产物的稳定性，而且又大大提高了堆肥产物的肥效，如图3所示从图中可以看出，堆肥反应处于稳定状态时，应用催化腐剂的厨余物堆肥过程，堆肥产品中有机质降解程度比空白样品中有机质降解程度要高。经过26天的堆肥处理，与对比实验相比较，堆肥产物中有机质降解速率提高了76％，有机质降解程度提高约16.3％。
通过上述对比，向由马铃薯、稻米、胡萝卜、树叶、肉类、大豆和接种土壤组成的模拟厨余物中，加入一定比例的催化腐剂溶液，在一定的通风条件下，保持堆肥系统处于室内温度条件，进行模拟厨余物堆肥处理，并在堆肥过程中适时的进行翻堆。分析有催化腐剂时堆肥产物与无催化腐剂时堆肥产物中有机质含量与NH4+-N含量，通过对比，发现应用催化腐剂不但能提高有机质的降解速率与降解程度，同时还能提高堆肥产品的肥效。
权利要求
1.一种应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法，其具体步骤1)模拟厨余物堆肥处理(1)把由马铃薯、稻米、胡萝卜、树叶、肉类、大豆和接种土壤组成的模拟厨余物装入堆肥反应桶中，然后加入催化腐剂溶液；(2)装上反应桶盖子，从反应桶底部通风，速率为0.4-0.6L/min，同时打开反应桶顶部的废气管和底部的渗滤液排放管，使堆肥处于室内温度和好氧环境下，并防止渗滤液的累积，堆肥反应开始，取原样样品；(3)堆肥开始后，每隔一天取样品一次，同时进行翻堆，每次取样品的时间相同，堆肥反应持续26天；2)堆肥样品测定(1)堆肥样品中有机质的测定堆肥样品的稳定性用有机质降解程度来表示，采用灼烧法测定样品中的有机质的量。利用下式表示有机质的降解程度 P-有机质的降解程度X原样样品-堆肥反应初始时样品的有机质含量X堆肥样品-堆肥反应过程中样品的有机质含量(2)堆肥样品中NH4+-N的测定堆肥样品中NH4+-N的含量采用蒸馏法测定。
2.根据权利要求1所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述模拟厨余物中的碳氮比C∶N＝17∶1(质量比)。
3.根据权利要求1所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法，其特征在于，向厨余物中加入催化腐剂溶液，催化腐剂的添加量与厨余物的质量比为1∶60～80。
4.根据权利要求1所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述催化腐剂∶水溶剂＝5∶28(质量比)，其中催化腐剂是文登市土壤肥料工作站开发的催化腐剂。
5.根据权利要求1所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述使堆肥处于室内温度是由上部控温计、下部控温计自动控制空压泵运行，进行通风量调节。
6.一种应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的装置，其特征在于，所述应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的装置，其组成是在反应桶(1)内装有堆肥原料(2)，上部控温计(3)、下部控温计(4)插入堆肥原料(2)中央，反应桶(1)的底部设置布气盘(14)，渗滤液导出管(5)安装在反应桶(1)的桶底上，废气导管(13)从反应桶盖(12)引出后通过一阀门插入氨捕集阱(8)、氨捕集阱(8)的上口穿出一导管插入带氧气监测器(7)的收集阱内；冷凝器(6)套在插入氧气监测器(7)导管外周上；空气流量计(9)接在反应桶(1)的底部的新鲜空气导入管(11)上；空压泵(10)接在空气流量计(9)后面。
全文摘要
本发明公开了属于有机废物处理技术领域的一种应用催化腐剂进行厨余物快速堆肥的方法及装置。向由马铃薯、稻米、胡萝卜、树叶、肉类、大豆和接种土壤组成的模拟厨余物中，加入一定比例的催化腐剂溶液，在一定的通风条件下，保持堆肥系统处于室内温度条件，进行模拟厨余物堆肥处理，通过对比，分析发现应用催化腐剂不但能提高有机质的降解速率与降解程度，同时还能提高堆肥产品的肥效。具有处理效率高、反应迅速，有机质降解速率提高了76％；堆肥产品有机质降解程度提高了16.3％，NH
文档编号C05F9/04GK101033154SQ20071009865
公开日2007年9月12日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者李鱼, 刘建林, 黄国和, 安楷, 余辉, 孙雪凌, 彭况, 张白羽 申请人:华北电力大学