專利名稱：餐廚垃圾剔除重金屬分解二噁英礦質(zhì)化發(fā)酵制肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用有機(jī)物料制肥的方法，屬農(nóng)業(yè)有機(jī)肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種餐廚垃圾剔除重金屬分解二噁英礦質(zhì)化發(fā)酵制肥的方法。
背景技術(shù)：
餐廚垃圾處置現(xiàn)狀據(jù)有關(guān)報(bào)道，我國年產(chǎn)餐廚垃圾6000萬噸，隨著城市化過程的加快，城市人口急劇膨脹，預(yù)計(jì)餐廚垃圾每年還在以30%的速度增長。餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動(dòng)植物油、肉骨等；從化學(xué)組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機(jī)鹽。其主要特點(diǎn)一是含水率高，水分大都占到餐廚垃圾總重量的80-90%;二是有機(jī)物質(zhì)多，且富含大量淀粉、油脂(1-5% )和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分；三是鹽分高(1_3%)。正因?yàn)槿绱耍蛷N垃圾極易腐爛，產(chǎn)生多種病菌，其性狀和氣味都會(huì)對(duì)環(huán)境衛(wèi) 生造成惡劣影響，且容易滋長病原微生物、霉菌毒素等有害物質(zhì)。如果處置方法不當(dāng)，就會(huì)成為影響食品安全和生態(tài)安全的潛在危險(xiǎn)源。近年在城市中出現(xiàn)的“地溝油”、“垃圾豬”，已成為城市生活的公害。為防止餐廚垃圾未經(jīng)處理直接飼養(yǎng)畜禽，通過畜禽體內(nèi)毒素、有害物質(zhì)的積累，進(jìn)而造成人畜之間的交叉?zhèn)魅荆瑩p害人體健康；為防止不法商販回收提煉廢棄油月旨，使含有黃曲霉素、苯等有毒物質(zhì)的地溝油重新回到人們餐桌，造成慢性疾病的發(fā)生甚至致癌，近年來國家有關(guān)部門以及地方政府專門就餐廚垃圾作出了管理規(guī)定。餐廚垃圾具有廢物與資源的雙重特性，如何處置，已成為擺在人們面前的重要課題。由于餐廚垃圾的特殊性質(zhì)，焚燒處理會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，不能滿足無害化的要求；餐廚垃圾直接填埋處理，其含水量高容易產(chǎn)生大量的滲濾液而污染地下水。目前餐廚垃圾的處理主要是生產(chǎn)飼料、有機(jī)肥、沼氣及柴油。由于餐廚垃圾中含有各種動(dòng)物肉類，如果制作飼料，同類相食極易引發(fā)口蹄疫和各種疾病，即存在同源性風(fēng)險(xiǎn)，從而傳播給人類而造成危害，人們存有疑慮，更要命的是，用沒有剔除重金屬、沒有分解二噁英的餐廚垃圾制作飼料，就給重金屬、二噁英以生物鏈的形式由動(dòng)物肉食進(jìn)入人體提供了機(jī)會(huì)，遺患無窮；經(jīng)厭氧處理生產(chǎn)沼氣雖有前景，但投資大，成本高，根據(jù)有關(guān)資料，日處理200T厭氧產(chǎn)沼氣項(xiàng)目，總投資需8000萬元，單位生產(chǎn)成本達(dá)270元/噸，每噸即使國家補(bǔ)貼200元，銷售價(jià)若達(dá)不到70元，仍會(huì)虧本，故難以推廣；將餐廚垃圾進(jìn)行油水分離后生產(chǎn)柴油，同樣存在投資大、成本高的問題，即使免征消費(fèi)稅每噸柴油成本降低900元，也不盈利；利用餐廚垃圾生產(chǎn)有機(jī)肥方向?qū)︻^，但目前采取好氧堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥的方法并不可取，這不單是因?yàn)椴蛷N垃圾含水、含油、含鹽高，直接進(jìn)行好氧堆肥有難度，還因?yàn)椴捎枚逊史ㄌ幚砉に嚕蛷N垃圾中動(dòng)植物殘?bào)w所含的重金屬離子沒有剔除，煎炒烹炸殘余食物所含的二噁英類物質(zhì)沒有分解，又沒經(jīng)過嚴(yán)格的高溫礦質(zhì)化反應(yīng)發(fā)酵，有機(jī)肥存在嚴(yán)重質(zhì)量問題，且肥效差，被市場否決，很難推廣。要想利用餐廚垃圾制作肥料，必須具備三個(gè)條件一是餐廚垃圾需含有較高的植物所必需的營養(yǎng)成分，這一條餐廚垃圾自身已經(jīng)具備，諸多分析資料都證實(shí)，餐廚垃圾中含有大量的作物營養(yǎng)元素，具有較高的潛在肥料價(jià)值；二是餐廚垃圾中的重金屬、二噁英應(yīng)加以剔除或分解，其在有機(jī)肥料中的含量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，并保證肥料安全；三是餐廚垃圾中所含的細(xì)菌、各種寄生蟲卵、病原微生物等，必須經(jīng)過嚴(yán)格的無害化處理，予以殺滅。而這后兩條，堆肥做不到，或做不徹底。至于餐廚垃圾含鹽分高，這并無大礙，一則鹽分高一點(diǎn)可防止雜菌生長，察氏生物培養(yǎng)基還特意添加氯化鈉；二則鹽分過高，還可添加膨潤土脫鹽，并非難事。
餐廚垃圾處置的新思路近幾年，我們以生活垃圾為原料，發(fā)明了生活垃圾制肥工藝及其配套設(shè)施。其工藝流程是，先將分選出塑料和廢金屬后的垃圾料磨細(xì)制漿，然后采取絡(luò)合沉淀法剔除垃圾中動(dòng)植物殘?bào)w所含重金屬離子的危害，再經(jīng)脫水配伍并經(jīng)高溫礦質(zhì)化反應(yīng)發(fā)酵獲得有機(jī)原肥，最后經(jīng)兩次元素配位制肥工藝產(chǎn)出生物有機(jī)肥。所產(chǎn)肥料經(jīng)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，無重金屬危害，有效活菌數(shù)、主養(yǎng)分等各項(xiàng)指標(biāo)全部達(dá)到國標(biāo)要求。與單施有機(jī)肥和單施復(fù)合化肥相比較，生物有機(jī)肥施用后作物的生長效果顯著提高。生活垃圾制肥技術(shù)的問世，為我們提供了餐廚垃圾制作微生物有機(jī)肥的技術(shù)基礎(chǔ)和工藝設(shè)備條件。鑒于餐廚垃圾與生活垃圾的成分有諸多相似之處，都富含有機(jī)質(zhì)和作物所需營養(yǎng)元素，都含有重金屬，也都含有細(xì)菌、各種寄生蟲卵、病原微生物等，因此可借鑒生活垃圾制肥處理工藝，并有針對(duì)性地解決餐廚垃圾二噁英污染問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的目的根據(jù)餐廚垃圾特性，參照生活垃圾制肥技術(shù)，研制餐廚垃圾剔除重金屬分解二噁英礦質(zhì)化發(fā)酵制肥的方法。發(fā)明原理(一)餐廚垃圾富含有機(jī)質(zhì)和植物生長所必需的營養(yǎng)元素，為生產(chǎn)農(nóng)用肥料奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。具體來講，一是餐廚垃圾中干物質(zhì)含有90%的有機(jī)物料，其中能溶于水的有機(jī)質(zhì)> 60%，制做微生物有機(jī)肥具有很高的實(shí)用價(jià)值；二是餐廚垃圾中有機(jī)物料大部分已經(jīng)過蒸、煮、煎、炸，業(yè)已熟化，很容易在生物發(fā)酵工程中轉(zhuǎn)化成氨基酸等高蛋白物質(zhì)，營養(yǎng)價(jià)值高；三是餐廚垃圾中富含油脂、脂肪、肉膏、骨質(zhì)素、鹽(氯化鈉)，這些都是非常好的生物培養(yǎng)基成分，可供微生物活性菌群吞噬，變成水、二氧化碳和微量元素。這些條件，都是餐廚垃圾制肥的有利因素。發(fā)明原理(二)餐廚垃圾含有鎘、汞、鉛、鉻、砷等有害重金屬，不管是否超標(biāo)，必須分解和剔除，不能讓重金屬以生物鏈的形式造成惡性循環(huán)、累積成災(zāi)。之所以能剔除重金屬，這是基于在攪拌衆(zhòng)料(細(xì)度50-80目)的同時(shí)配入腐植酸鈉(Sodium humatc),可將餐廚垃圾有機(jī)物細(xì)胞內(nèi)分子態(tài)、離子態(tài)重金屬分離出來；在漿料攪拌中添加金屬絡(luò)合劑乙二胺四乙酸(ethylene diaminetetraacetic acid ;EDTA),可絡(luò)合分子態(tài)、離子態(tài)重金屬形成結(jié)合物而沉淀排出；鑒于剔除重金屬過程具備厭氧發(fā)酵條件，可在料漿攪拌中配入酵母菌(yeast)、乳酸菌(LAB, Lactic acid bacteria)、黑曲霉(Aspergillus niger)和甲燒細(xì)菌(methane bacteria),進(jìn)行微生物深層厭氧發(fā)酵,獲取乳酸蛋白。實(shí)踐證明，該工藝剔除重金屬行之有效。發(fā)明原理(三)餐廚垃圾中含有嚴(yán)重致癌的二噁英類(Dioxins)物質(zhì)且濃度較高(因其親脂性會(huì)積聚在動(dòng)物脂肪組織及植物的某些部位，燒烤肉類或煎炒蔬菜既能產(chǎn)生又能積聚二噁英)。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)[IAPC]確認(rèn)“食物是人體內(nèi)二噁英的主要來源”，并將二噁英確定為“I類人類致癌物”，因此餐廚垃圾必須除掉二噁英。從源頭消除二噁英的目的就是破壞其以生物鏈的方式惡性循環(huán)造成對(duì)人體的危害。無論是做飼料，還是做生物柴油，都解除不了因二噁英生物鏈傳播而造成的對(duì)人類的危害。依據(jù)世界[IARC]研究機(jī)構(gòu)關(guān)于“二噁英是一類非常穩(wěn)定的親脂性固體化合物，其熔點(diǎn)較高，分解溫度大于700°C，極難溶于水，可溶于大部分有機(jī)溶劑”的理論，我們可以在餐廚垃圾的料漿中加入腐植酸和硅酸鈉合劑，乳化料漿，從而破壞二噁英的親脂性，讓它從脂肪中分離出來；加入腐植酸后，腐植酸大分子的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán)，環(huán)上連結(jié)的羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團(tuán)，在密封的深層厭氧發(fā)酵中會(huì)產(chǎn)生多種有機(jī)溶劑，尤其是戊烷、己烷、辛烷等脂肪烴類有機(jī)溶齊IJ，可溶解二噁英類物質(zhì)，破壞其結(jié)構(gòu)；進(jìn)而通過高溫(62-72°C )生物發(fā)酵，讓嗜熱菌(如馬糞培養(yǎng)液中的扎扎菌、木霉、放線菌等)吞噬二噁英類物質(zhì)，以徹底分解失活二噁英。先分離、溶解，而后生物吞噬分解是消除二噁英的機(jī)理。發(fā)明原理(四)餐廚垃圾含過量的鹽(氯化鈉)和硝酸鹽類物質(zhì)，應(yīng)加以吸附、稀 釋。少量的鹽對(duì)植物生長有好處，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)也常有施用農(nóng)鹽的習(xí)慣，生物培養(yǎng)基中鹽(氯化鈉)也是必不可少的元素。但是過量的鹽和硝酸鹽類物質(zhì)是有害的。實(shí)踐證明，用膨潤土吸附硝酸鹽類物質(zhì)和脫鹽行之有效。若在剔除重金屬裝置出料前加入1-3%的膨潤土(吸附劑)，就能達(dá)到吸附硝酸鹽類物質(zhì)和稀釋鹽份的效果，而且膨潤土吸附一定的硝酸鹽和鹽份后，形成土壤調(diào)理劑，還可使土壤疏松，改良土壤理化系數(shù)。發(fā)明原理(五)餐廚垃圾中所含細(xì)菌、各種寄生蟲卵、病原微生物等，必須殺滅。實(shí)踐證明，利用太陽能控溫發(fā)酵室裝置，通過高溫礦質(zhì)化反應(yīng)發(fā)酵，可將餐廚垃圾中所含細(xì)菌、各種寄生蟲卵、病原微生物等徹底殺滅。發(fā)明原理(六)利用有機(jī)肥的理化特性，因缺補(bǔ)缺，添加餐廚垃圾中含量不足的主養(yǎng)分、中微量元素以及生物制劑、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)、土壤調(diào)理劑，可生產(chǎn)出高品質(zhì)微生物有機(jī)肥。發(fā)明原理(七)餐廚垃圾廢水的處理和利用。餐廚垃圾含水率一般在85%左右，其中相當(dāng)一部分含水量> 90%，處理不恰當(dāng)，就會(huì)形成餐廚垃圾被處理掉，而污水造成的二次污染又要另行處理。若排放餐廚垃圾中的水，油分子又會(huì)隨水分子一同流失，而油脂一旦流失，就損失大量的高蛋白營養(yǎng)，致使餐廚垃圾制作微生物有機(jī)肥的價(jià)值降低。實(shí)際上，采用本發(fā)明的工藝，餐廚垃圾不用加水就可以直接磨漿，而且實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)使用。餐廚垃圾制肥中水的來龍去脈是含水率85%左右的餐廚垃圾可直接磨漿，料漿含水率幾乎不變(忽略損耗)；在剔除重金屬兼顧厭氧發(fā)酵過程中，加入5-10%的腐植酸和硅酸鈉合劑(腐硅酸鈉)乳化料漿以及添加1-3%膨潤土脫鹽脫水可消除5-10%的水份，使餐廚垃圾料漿含水率< 80% ;從壓濾機(jī)擠壓脫出35%左右的清水可用于制肥造粒；調(diào)配物料吸收5-10%的水分；發(fā)酵前物料含水在35-40% ;高溫發(fā)酵排放濕氣帶走約10%的水；發(fā)酵后原肥含水25-30% ;因物料含水達(dá)到> 60%方可成球，所以造粒成球必須加水35%左右(造粒用水正好是擠壓脫出的水量)；烘干后的顆粒肥成品含水率要求< 20%，多余的水分在烘干中蒸發(fā)掉了。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，也沒有多余的水排放。其實(shí)用于造粒的循環(huán)水，是經(jīng)過在料漿中添加腐植酸、乙二胺四乙酸、聚丙烯酰胺、厭氧菌、膨潤土(這些都是污水處理劑)處理過的，已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，制肥中循環(huán)使用更沒問題。總之，不會(huì)造成廢水的二次污染。發(fā)明原理(八)餐廚垃圾的預(yù)處理是不可缺少的環(huán)節(jié)。餐廚垃圾不是想象中的那么單純，除了占85%左右的水和約占13%的有機(jī)物外，還有占O. 3%的廢塑料，O. 1%很難進(jìn)機(jī)的大腿骨、羊腿骨、魚頭魚刺，1%粘度很強(qiáng)肉膏，還有啤酒瓶、瓶蓋以及破碎的玻璃杯、磁盤、瓢勺等。若不加以分選，將會(huì)影響到整體生產(chǎn)工藝。餐廚垃圾分選可采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的餐廚垃圾預(yù)處理機(jī)組來完成。本發(fā)明的技術(shù)方案，其技術(shù)特征是按以下步驟進(jìn)行(1)采用餐廚垃圾預(yù)處理機(jī)組，經(jīng)沖洗、過篩、磁選、漂洗，選出金屬物件和塑料，再經(jīng)破碎獲得餐廚垃圾粗料漿(含水率85%左右)；(2)用抽漿機(jī)將粗料漿抽進(jìn)制練打漿機(jī)磨細(xì)至50-80目，流入儲(chǔ)漿池并攪拌成勻漿；(3)用泥漿泵將料漿抽入剔除重金屬溶解二噁英裝置，配入料漿重量5-10%的腐娃酸鈉即腐植酸(humic acids)與娃酸鈉(Sodium metasilicate)按1: 1配置的合劑，乳化油脂使二噁英失去親脂性，從脂肪中分離出來，同時(shí)分離動(dòng)植物殘?bào)w包含的分子態(tài)、離子態(tài)重金屬；配入料漿重量O. 01%的金屬絡(luò)合劑乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid ;EDTA),絡(luò)合、沉淀剔除重金屬；分別按衆(zhòng)料重量O. 01 %配入乳酸菌(Lactic acid bacteria)、酵母菌(yeast)、黑曲霉(Aspergillus niger)和甲燒細(xì)菌(methanebacteria),進(jìn)行微生物深層厭氧發(fā)酵,此時(shí)產(chǎn)生多種有機(jī)溶劑，溶解分解二惡英類物質(zhì)；在料衆(zhòng)中配入料衆(zhòng)重量O. 02%的絮凝劑聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)，以便絮凝已發(fā)酵的有機(jī)物形成菌團(tuán)而漂浮；出料前再配入料漿重量1-3%的膨潤土(Bentonite)吸附硝酸鹽類物質(zhì)并脫鹽；(4)利用脫水拌菌物料調(diào)配機(jī)組使料漿脫水35%左右，調(diào)整C N = 25 1，調(diào)整C P = 100 1，調(diào)整PH值=6. 5-7. 5，并分別按物料重量的O. 1 %拌入促進(jìn)發(fā)酵腐熟的木霉(Trichoderma)、放線菌(Actinomycetes)、馬糞培養(yǎng)液中的扎扎菌(Beggiatoa)以及物料重量5_10%的稻草粉、玉米桿粉、麥麩等粗纖維物料(與餐廚垃圾所含油脂共同作為生物培養(yǎng)基)，并攪拌均勻；(5)利用太陽能供熱超導(dǎo)暖氣片升溫可控生物發(fā)酵室裝置，實(shí)施控溫發(fā)酵，在室溫> 38°C、料溫升至62-72°C條件下發(fā)酵，使物料實(shí)現(xiàn)高溫礦質(zhì)化反應(yīng)，腐熟度> 80%，以獲取水溶性有機(jī)質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)，同時(shí)二噁英在高溫^2-72°C )生物發(fā)酵時(shí)被配入的扎扎菌、木霉、放線菌這些嗜熱菌吞噬徹底分解失活；(6)利用自行設(shè)計(jì)的雙配位生物有機(jī)肥生產(chǎn)線進(jìn)行兩次元素配位造粒制成微生物有機(jī)肥和各種作物專用肥，即把不怕烘干揮發(fā)而造成失效的原肥和元素在第一次造粒前配入作為第一次配位，進(jìn)而造粒、烘干(含水分<15%)、篩選(直徑2-4_顆粒為合格)；第二次配位造粒則是在原肥中添加不宜烘干但又必需調(diào)進(jìn)有機(jī)肥料的生物制劑、土壤調(diào)理齊U、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)以及量很少的作物敏感元素，混合均勻后造粒；然后按第一次配位烘干顆粒料與第二次配位未經(jīng)烘干顆粒料5 I的比例進(jìn)拋光機(jī)混合、拋光，再經(jīng)篩選為成品(直徑2-4mm，含水分≤20% )。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明開創(chuàng)了餐廚垃圾剔除重金屬、分解二噁英的先例，為餐廚垃圾安全處置提供了一套投資少成本低的方案，能有效地回收利用廢物資源，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)財(cái)富；(2)餐廚垃圾制肥無廢水、廢氣、廢渣排放，避免了填埋、焚燒、堆肥可能帶來的土壤、大氣和水資源的二次污染，減輕了對(duì)城市化生態(tài)環(huán)境污染的沉重壓力，能更好地保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境；(3)為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)肥料，有利于提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，為市場增添有機(jī)無公害農(nóng)產(chǎn)品，支持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展；(4)從源頭上排除了生產(chǎn)地溝油、飼養(yǎng)垃圾豬的條件；(5)因剔除重金屬、分解二噁英，較直接生產(chǎn)飼料處置方式安全性要高，也較生產(chǎn)沼氣、制取生物柴油處置方式投資少、經(jīng)濟(jì)效益好。


圖I :餐廚垃圾制肥工藝流程方塊2 :餐廚垃圾預(yù)處理機(jī)組結(jié)構(gòu)示意中所示1、沖洗桶2、過濾篩3、磁選機(jī)4、塑料清洗池5、鄂式破碎機(jī)6、金屬件接收斗7、料漿池8、抽漿機(jī)圖3 :生活垃圾制練打漿機(jī)結(jié)構(gòu)示意中所示1、進(jìn)料口 2、水磨式棒磨機(jī)3、推進(jìn)式過濾篩。圖4 :剔除重金屬溶解二噁英兼?zhèn)鋮捬醢l(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖
圖中所示I、圓筒形大罐2、主軸3、電機(jī)4、進(jìn)漿管5、配料口6、有機(jī)物料發(fā)酵倉7、攪拌機(jī)8、曝氣裝置9、漿料出口及控制閥10、漏斗式重物料倉11、螺旋絞出器12、重物出口電動(dòng)閥門13、重物出料滑板14、支撐腿15、排氣孔圖5 :脫水拌菌物料調(diào)配機(jī)組結(jié)構(gòu)示意中所示1、配料配位攪拌機(jī)2、配料倉3、螺旋推進(jìn)器4、壓濾機(jī)5、抽漿機(jī)及輸漿管6、儲(chǔ)料箱7、混合料倉8、強(qiáng)制攪拌機(jī)圖6 :太陽能供熱超導(dǎo)暖氣片升溫可控生物發(fā)酵室裝置示意中所示1、循環(huán)水泵2、超導(dǎo)暖氣片3、墻體4、上水管5、供水塔6、供水管7、太陽能熱水器8、下水管9、抽風(fēng)換氣裝置10、即開即熱水龍頭11、信息窗(熱電偶)12、進(jìn)出料大門圖7 :雙配位新型生物有機(jī)肥生產(chǎn)線整體結(jié)構(gòu)示意中所示I、配料混合機(jī)2、粉碎機(jī)3、輸送帶4、造粒盤5、烘干機(jī)6、圓筒篩7、控制計(jì)量器8、拋光機(jī)9、電子包裝機(jī)
具體實(shí)施例方式餐廚垃圾制肥工藝流程(圖I):一、預(yù)處理；二、制練打漿；三、無害化處理；四、發(fā)酵準(zhǔn)備；五、高溫礦化；六、雙配位制肥。餐廚垃圾預(yù)處理(圖2):餐廚垃圾含油脂多因而粘度也大，進(jìn)廠可直接放進(jìn)沖洗桶1(使用變頻電機(jī)，把轉(zhuǎn)速調(diào)到每分鐘45轉(zhuǎn)左右；沖洗桶內(nèi)徑> 80cm，桶內(nèi)安裝10X 10X 10 (cm)三角齒共8片，用于翻動(dòng)餐廚垃圾)，自動(dòng)沖散沖洗；沖洗桶緊連過濾篩
2(其直徑比沖洗桶大40cm即可；篩內(nèi)設(shè)有螺旋推進(jìn)器；篩網(wǎng)孔徑< 15mm，防止啤酒瓶蓋漏下去)，經(jīng)篩選，篩下物與漿水一起流入料漿池7，篩上物落入磁選機(jī)3的輸送帶(挑揀出大物件回收)，金屬物件被該機(jī)磁滾桶吸附，脫離磁場后自動(dòng)落入金屬件接收斗6 (回收)；廢舊塑料、大骨頭、魚刺等被送進(jìn)塑料清洗池4 (池水中含有洗衣粉或氫氧化鈉)，清洗后撈出廢塑料(回收利用)，抽出池中的水循環(huán)使用；池中沉淀物料包括骨頭等有機(jī)物經(jīng)過小型鄂式破碎機(jī)5粉碎后，流入料漿池7，與篩下物混合，再由抽漿機(jī)8將料漿抽入下道工序。制練打漿細(xì)化物料(圖3):上道工序料漿池的粗料漿經(jīng)抽漿機(jī)抽入制練打漿機(jī)進(jìn)料口 1，隨即在水磨式棒磨機(jī)2中磨細(xì)至50-80目，勻漿滿后又經(jīng)推進(jìn)式過濾篩3的篩網(wǎng)流出，進(jìn)入儲(chǔ)漿池(抽進(jìn)下道工序)；篩上物廢塑料邊角料被推到出口滑進(jìn)輸送帶，回收利用。剔除重金屬溶解二噁英兼?zhèn)渖顚訁捬醢l(fā)酵(圖4):將制練打漿所得勻漿通過泥漿泵和進(jìn)漿管4抽進(jìn)圓筒形大罐1，當(dāng)抽進(jìn)大罐三分之二容積時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)3先正轉(zhuǎn)帶動(dòng)主軸2和攪拌機(jī)7旋轉(zhuǎn)攪拌并啟動(dòng)曝氣裝置8曝氣，同時(shí)經(jīng)配料口 5添加(I)料漿重量5-10%由腐植酸和硅酸鈉按I : I配置的合劑；(2)料漿重量O. I %金屬絡(luò)合劑乙二胺四乙酸[EDTA] ；(3)料漿重量各O. 01%的乳酸菌、酵母菌、黑曲霉和甲烷細(xì)菌。每次攪拌3小時(shí)，密封靜置12小時(shí)，在3天內(nèi)如此循環(huán)。最后一次攪拌時(shí)經(jīng)配料口 5添加料漿重量O. 02%的絮凝劑聚丙烯酰胺。每次靜置時(shí)蓋上配料口 5和排氣孔15 (產(chǎn)生的沼氣可通過排氣孔收集)。出料前從配料口 5加入料漿重量1-3%膨潤土吸附硝酸鹽類物質(zhì)并脫鹽，然后再把有機(jī)物料發(fā)酵倉6的勻漿通過漿料出口及控制閥9抽去脫水配料(下道工序)。而后再反轉(zhuǎn)電機(jī)3帶動(dòng)螺旋絞出器11,將漏斗式重物料倉10內(nèi)的重金屬結(jié)合物，通過重物出口電動(dòng)閥門12絞出，從重物出料滑板13滑出回收利用。脫水拌菌物料調(diào)配(圖5):借助抽漿機(jī)及輸漿管5從重金屬剔除裝置抽出勻漿強(qiáng)壓進(jìn)大型壓濾機(jī)4 ;從壓濾機(jī)濾布中擠出的清水，可用于制肥時(shí)造粒噴漿。壓濾機(jī)中料壓滿 后，出料落入下部儲(chǔ)料箱6 ;按照配方將配料(粗纖維物料、菌種以及調(diào)整碳氮比、碳磷比和PH值需要添加的元素)放入配料配位攪拌機(jī)1，攪拌均勻后開閥落入配料倉2 ;再通過螺旋推進(jìn)器3分別將配料倉和儲(chǔ)料箱的物料推入位于下方的元素配位混合料倉7，約I噸時(shí)，打開混合料倉控制板，把雙物料送強(qiáng)制攪拌機(jī)8攪拌均勻后，用農(nóng)用車送入下道工序。高溫礦質(zhì)化反應(yīng)發(fā)酵(圖6):把上道工序攪拌均勻后的物料送入控溫發(fā)酵室，用鉤機(jī)堆成5-6米高的梯形，關(guān)閉門窗；啟動(dòng)循環(huán)水泵I通過上水管4將水(循環(huán)使用)輸進(jìn)供水塔5，塔中的水經(jīng)供水管6進(jìn)入太陽能熱水器7 ;打開太陽能熱水器，將熱水(彡350C )通過下水管8和即開即熱水龍頭10輸入安裝在墻體3上的超導(dǎo)暖氣片2，室溫和料溫會(huì)很快上升，用信息窗(熱電偶)11監(jiān)測溫度。在室溫彡38°C、料溫升至62-72°C條件下發(fā)酵2天，然后關(guān)閉超導(dǎo)暖氣片，打開抽風(fēng)換氣裝置9降溫?fù)Q氣，同時(shí)用鉤機(jī)翻堆。翻堆后打開超導(dǎo)暖氣片、關(guān)閉抽風(fēng)換氣裝置，再次升溫發(fā)酵兩天，再翻堆一次。如此經(jīng)過三次翻堆，可基本達(dá)到發(fā)酵腐熟的均勻度，腐熟度>80%，即可出料，這就是高溫發(fā)酵原肥。雙配位微生物有機(jī)肥成品制作(圖7):采用雙配位新型生物有機(jī)肥生產(chǎn)線來完成。第一次配位是將原肥送入配料混合機(jī)1-1內(nèi)并添加不怕烘于揮發(fā)而造成失效的元素，經(jīng)攪拌混合均勻后流入粉碎機(jī)2-1中粉碎(因配料后攪拌會(huì)形成團(tuán)狀料)，然后經(jīng)輸送帶3-1送進(jìn)造粒盤4-1成球，再經(jīng)輸送帶3-3送進(jìn)烘干機(jī)5，烘干15分鐘后，流經(jīng)輸送帶3_5送進(jìn)圓筒篩6-1篩選(直徑< 2mm或> 4mm的料回籠重做)，符合要求(直徑2_4mm,含水率< 15% )的顆粒料經(jīng)輸送帶3-6向拋光機(jī)7移動(dòng)；第二次配位是將原肥送入另一套配料混合機(jī)1-2內(nèi)并添加不宜烘干但又必需調(diào)進(jìn)有機(jī)肥料的生物制劑、土壤調(diào)理劑、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)以及量很少的作物敏感元素，經(jīng)攪拌混合均勻后流入粉碎機(jī)2-2中粉碎(因配料后攪拌會(huì)形成團(tuán)狀料)，然后經(jīng)輸送帶3-2送進(jìn)造粒盤4-2成球，再經(jīng)輸送帶3-4送進(jìn)控制計(jì)量器7，控制流入與烘干顆粒共用的輸送帶3-6，與烘干的顆粒料一同進(jìn)拋光機(jī)8，兩種顆粒進(jìn)拋光機(jī)的比例為5 (第一次造粒)1(第二次造粒)，混合與拋光同時(shí)完成，再經(jīng)輸送帶3-7進(jìn)入圓筒篩6-2篩選后，經(jīng)輸送帶3-8進(jìn)電子包裝機(jī)9包裝(顆粒直徑2_4_，含水率彡 20% )。實(shí)施例本例玉米專用微生物有機(jī)肥在雙配位生物有機(jī)肥生產(chǎn)線進(jìn)行，采用容積為IOOOKg的大型混合粉碎機(jī)組，利用餐廚垃圾194噸及配料產(chǎn)出的發(fā)酵原肥48噸，按比例添加尿素4. 8噸，鈣鎂磷肥3. 36噸，氯化鉀2. 4噸，硫酸錳O. 96噸，七水硫酸鋅O. 48噸，硅酸鈉水溶液2. 4噸，鑰酸鈉48Kg，硫酸銅38. 4Kg，生物制劑48Kg，加富載體植物生長素合劑48Kg，土壤調(diào)理劑48Kg。一次原肥投放量為500Kg。操作過程如下硅酸鈉料漿的制備兌水量=(原肥48t+尿素4. 8t+鈣鎂磷肥3. 36t+氯化鉀2. 4t+硫酸錳O. 96t+七水硫酸鋅O. 48t) X5/6X30%= 15t ;將硅酸鈉水溶液2. 4噸兌水15噸混配成料漿，待第一次配位造粒噴漿時(shí)用。土壤調(diào)理劑水溶液的制備兌水量=(原肥48t+尿素4. 8t+鈣鎂磷肥3. 36t+氯化鉀2. 4t+硫酸錳O. 96t+七水硫酸鋅O. 48t) X 1/6X35% = 3. 5t ;將土壤調(diào)理劑48Kg兌水3. 5噸混配成水溶液，待第二次配位造粒時(shí)用。第一次元素配位(A組)安排5套混合粉碎機(jī)組同時(shí)生產(chǎn)。每套原肥500Kg(為一次量，每套機(jī)組各連續(xù)操作16次，共用原肥40噸)，添加尿素50Kg、鈣鎂磷肥35Kg、氯化鉀25Kg、硫酸錳10Kg、七水硫酸鋅5Kg，開機(jī)混合、粉碎并開動(dòng)輸送帶上造粒盤，打開噴漿開關(guān)(調(diào)噴漿到合適位置)，噴入已制備好的硅酸鈉料漿進(jìn)行造粒，待顆粒形成(2-4_)時(shí)，5套機(jī)組料同時(shí)排入輸送帶送去烘干。打開烘爐風(fēng)門，開動(dòng)烘干機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，經(jīng)15分鐘烘干出料(含水率< 15% )，篩選，待用。第二次元素配位(B組)安排I套機(jī)組，與第一次元素配位同時(shí)生產(chǎn)。原肥500Kg(為一次量，連續(xù)操作16次，共用原肥8噸)，添加尿素50Kg、鈣鎂磷肥35Kg、氯化鉀25Kg、硫酸錳10Kg、七水硫酸鋅5Kg，再添加鑰酸鈉3Kg，硫酸銅2. 4Kg，生物制劑3Kg，加富載體植物生長素合劑3Kg，開機(jī)混合、粉碎落入輸送帶送上造粒盤，打開噴漿開關(guān)(調(diào)噴漿到合適位置)，再噴入已制備好的土壤調(diào)理劑水溶液，造粒成球，送進(jìn)控制計(jì)量器。打開控制計(jì)量器，按第一次元素配位經(jīng)烘干的顆粒料與第二次元素配位未經(jīng)烘干的顆粒料5 I的比例進(jìn)入共用的輸送帶，送進(jìn)拋光機(jī)混合、篩選整理，用電子包裝機(jī)包裝。這批成品共計(jì)48. 4噸，經(jīng)檢驗(yàn)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并達(dá)到自行設(shè)計(jì)的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)。噸產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)及其配方表 玉米噸產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)及其配方表
權(quán)利要求
1.餐廚垃圾剔除重金屬分解二噁英礦質(zhì)化發(fā)酵制肥的方法，其技術(shù)特征是按以下步驟進(jìn)行(1)采用餐廚垃圾預(yù)處理機(jī)組，經(jīng)沖洗、過篩、磁選、漂洗，選出金屬物件和塑料，再經(jīng)破碎獲得餐廚垃圾粗料漿；(2)用抽漿機(jī)將粗料漿抽進(jìn)制練打漿機(jī)磨細(xì)至50-80目，流入儲(chǔ)漿池并攪拌成勻漿；(3)用泥漿泵將勻料漿抽入剔除重金屬溶解二噁英裝置，配入料漿重量5-10%的腐硅酸鈉即腐植酸與硅酸鈉按I : I配置的合劑，乳化油脂使二噁英失去親脂性，從脂肪中分離出來，同時(shí)分離動(dòng)植物殘?bào)w包含的分子態(tài)、離子態(tài)重金屬；配入料漿重量O.01%的乙二胺四乙酸絡(luò)合、沉淀剔除重金屬；分別按漿料重量的O. 01%配入酵母菌、乳酸菌、黑曲霉和甲烷細(xì)菌，進(jìn)行微生物深層厭氧發(fā)酵，此 時(shí)產(chǎn)生多種有機(jī)溶劑溶解分解二噁英類物質(zhì)；在料漿中配入料漿重量O. 02%的絮凝劑聚丙烯酰胺，絮凝已發(fā)酵的有機(jī)物形成菌團(tuán)而漂浮；出料前再配入料漿重量1-3%的膨潤土吸附硝酸鹽類物質(zhì)并脫鹽；(4)利用脫水拌菌物料調(diào)配機(jī)組使料漿脫水35%左右，調(diào)整C N = 25 1，調(diào)整C P = 100 1，調(diào)整PH值=6. 5-7. 5，并分別按物料重量的O. I %拌入促進(jìn)發(fā)酵腐熟的木霉、放線菌、馬糞培養(yǎng)液中的扎扎菌以及物料重量5-10%的稻草粉、玉米桿粉、麥麩等粗纖維物料并攪拌均勻；(5)利用太陽能供熱超導(dǎo)暖氣片升溫可控生物發(fā)酵室裝置，實(shí)施控溫發(fā)酵，在室溫> 38°C、料溫升至62-72°C條件下發(fā)酵，使物料實(shí)現(xiàn)高溫礦質(zhì)化反應(yīng)，腐熟度> 80%，以獲取水溶性有機(jī)質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)，同時(shí)二噁英在62-72°C高溫生物發(fā)酵時(shí)被配入的扎扎菌、木霉、放線菌這些嗜熱菌吞噬徹底分解失活；(6)利用自行設(shè)計(jì)的雙配位生物有機(jī)肥生產(chǎn)線進(jìn)行兩次元素配位造粒制成微生物有機(jī)肥和各種作物專用肥，即把不怕烘干揮發(fā)而造成失效的原肥和元素在第一次造粒前配入作為第一次配位，進(jìn)而造粒、烘干、篩選；第二次配位造粒則是在原肥中添加不宜烘干但又必需調(diào)進(jìn)有機(jī)肥料的生物制劑、土壤調(diào)理劑、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)以及量很少的作物敏感元素，混合均勻后造粒；然后按第一次配位烘干的顆粒料與第二次配位未經(jīng)烘干的顆粒料5 I的比例進(jìn)拋光機(jī)混合、拋光，再經(jīng)篩選后即為顆粒直徑2-4mm、含水分彡20%的成品。
全文摘要
餐廚垃圾剔除重金屬分解二噁英礦質(zhì)化發(fā)酵制肥的方法，是在餐廚垃圾制漿剔除重金屬，乳化油脂分離二噁英、深層厭氧發(fā)酵生成有機(jī)溶劑溶解分解二噁英和生物吞噬分解二噁英，膨潤土脫鹽，并經(jīng)高溫礦質(zhì)化反應(yīng)發(fā)酵殺滅有害細(xì)菌及病原微生物制得有機(jī)原肥的基礎(chǔ)上，通過兩次元素配位工藝產(chǎn)出微生物有機(jī)肥。本發(fā)明開創(chuàng)了餐廚垃圾剔除重金屬、分解二噁英的先例，為餐廚垃圾安全處置提供了一套投資少成本低的方案，能有效利用廢物資源，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)財(cái)富；餐廚垃圾制肥無廢水、廢氣、廢渣排放，避免了填埋、焚燒、堆肥可能帶來的土壤、大氣和水資源的二次污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)肥料，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，支持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
文檔編號(hào)C05F17/00GK102850093SQ20121037452
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者熊漢夫, 楊俊義, 蒙漢康 申請(qǐng)人:熊漢夫, 楊俊義, 蒙漢康