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一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺

  • 申请号:CN201310238098.X 申请公布号: CN103304281A
  • 申请日: 2013-06-17 申请公布日: 2013-09-18
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司
  • 分类号:C05F15/00;C05F11/08;C05G5/00

专利介绍

本发明公开了一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺,将有机废弃物与农作物秸秆或木屑按照6~8:2~4的比列,分别置于热酶反应器搅拌混合5-10min后,并按有机废弃物与农作物秸秆或木屑的重量百分比分别加入耐热酶素和嗜热菌剂,耐热酶素,添加量为0.05%-0.2%,嗜热菌剂,添加量为0.05%-0.3%,经反应器一次酶解发酵、腐熟、排气,物料温度控制在70-80℃、反应器中物料湿度控制在60%-70%,第一次排气量按每吨物料每小时为100-500m
1.一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺,其特征在于包括下列步骤:a.将有机废弃物与农作物秸秆或木屑按照6~8:2~4的比列传送置于热酶反应器搅拌混合5-10分钟后,并按有机废弃物与农作物秸秆或木屑的重量百分比分别添加耐热酶素和嗜热菌剂;耐热酶素,添加量为0.05%-0.2%,嗜热菌剂,添加量为0.05%-0.3%,经反应器一次酶解发酵、腐熟、排气,物料温度控制在70-80℃、反应器中物料湿度控制在60%-70%,第一次排气量按每吨物料每小时为100-500m3,排气时间16-18小时,反应器搅拌桨叶转速为1-10xa0r/min;xa0b.将步骤a处理的物料再经过第二次酶解发酵、腐熟、排气,物料温度控制在80-95℃;第二次排气量按每吨物料每小时为150-750m3,排气时间6-8小时;反应器搅拌桨叶转速为1-20xa0r/min;c.将步骤b处理的物料经过冷却、筛分,或进一步制粒或包埋,制得成品。
2.根据权利要求1,所述的一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺,其特征在于,所述的耐热酶素为纤维素酶酶活力不低于5000U/g;或木聚糖酶酶活力不低于10000xa0U/g;耐热植酸酶酶活力不低于5000xa0U/g;?-甘露聚糖酶酶活力不低于10000U/g;或?xa0-葡聚糖酶酶活力不低于10000U/g;所述的嗜热菌剂为:耐热枯草芽孢杆菌和地衣芽孢和蜡样芽孢嗜热菌,每克菌剂菌落总数不低于30亿个,其中枯草芽孢杆菌不低于10亿个,地衣芽孢不低于10亿个,蜡样芽孢不低于10亿个。
3.根据权利要求1,所述的一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺,其特征在于,所述的有机废弃物为自来水厂淤泥或畜禽粪便或厨余废弃物或屠宰下脚料或中药渣或棕榈粕或死禽死猪尸体或园林废弃物。
4.根据权利要求1,所述的一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺,其特征在于,所述的农作物秸秆或木屑的长度小于5cm。技术领域
本发明涉及一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺,属于环境保护和再生资源综合利用技术领域,具体涉及有机废弃物的加工处理工艺,特别是一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺。
背景技术
有机物废弃物处理方法,最常见的仍然是传统堆肥为主,除此之外,机械辅助堆肥和二级固态发酵法等方式近些年也得到极大的发展。传统堆肥发酵尽管成本低,但存在占用空间大,所需人力多,劳动强度大,发酵效率低、时间长,通常需3-6个月,发酵过程中存在二次污染,发酵产品品质不稳定,易受天气、湿度等影响大;而机械辅助堆肥,发酵时间可显著缩短为1-2个月,效率优于传统堆肥发酵,品质也高于传统发酵法生产出的产品,但耗电量高,机械需要长期维修,机械堆肥占地面积仍然较大;近年来,随着微生物,酶素技术日新月异的发展,快速发酵工艺的技术基础逐步成熟,由此也催生了一批快速有机废弃物处理工艺和相关设备,如二次固态发酵有机废弃物处理工艺(CN200410059630.2)。二次固态发酵技术与设备主要是在一级发酵设备中发酵24小时后,再转入到更大的设备中,进行24-48小时二次发酵,完成后进行固液分离,形成的滤饼加工成为固态肥料,滤液加工成液态肥料。近年来台湾一些对工艺进行改进,也有发酵完成即为成品。二次固态发酵极大提升了发酵效率,缩短发酵时间,发酵产品品质稳定,但操作也相对繁琐。现有有机废弃物处理工艺生产有机肥的时间基本可控制在48-72小时,且在生产过程中常伴有废水、异味气体产生。相比而言,该工艺结构更简单合理,操作更加方便,且便于移动,在生产过程中无废水、废渣产生,排出气体基本以水蒸气和少量CO2为主,肥料生产时间可缩短至18-24小时。可用于自来水厂的淤泥、畜禽粪便、秸秆、中药渣、厨余废弃物、屠宰下脚料和死禽死猪等有机废弃物的快速资源化无害化处理。
发明内容
本发明的目的是为克服上述不足而提供的一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺本发明的目的可以通过以下技术方法来达到:1.一种有机废弃物快速资源化热酶好氧处理工艺,其技术要点在于包括下列步骤:a.将有机废弃物与农作物秸秆或木屑按照6~8:2~4的比列传送置于热酶反应器搅拌混合,处理器搅拌桨叶转速为1-10r/min,并按有机废弃物与农作物秸秆或木屑的重量百分比分别加入耐热酶素和嗜热菌剂,耐热酶素,添加量为0.05%-0.2%,嗜热菌剂添加量为0.05%-0.3%,经处理器一次酶解发酵、腐熟、排气,物料温度控制在70-80℃、反应器中物料湿度控制在60%-70%,第一次排气量每吨物料每小时为100-500m3,排气时间16-18小时;b.将步骤a处理的物料再经过第二次酶解发酵、腐熟、排气,物料温度控制在80-95℃、热酶反应器搅拌桨叶转速为1-20r/min。第二次排气量按每吨物料每小时为150-750m3,排气时间6-8小时;c.将步骤b处理的物料经过冷却、筛分,或进一步制粒或包埋,制得成品。并且,所述的耐热酶素为纤维素酶,酶活力不低于5000U/g;或木聚糖酶,酶活力不低于10000U/g;耐热植酸酶,酶活力不低于5000U/g;β-甘露聚糖酶,酶活力不低于10000U/g;或β-葡聚糖酶,酶活力不低于10000U/g;所述的嗜热菌剂为:耐热枯草芽孢杆菌和地衣芽孢和蜡样芽孢嗜热菌,每克菌剂菌落总数不低于30亿个,其中枯草芽孢杆菌不低于10亿个,地衣芽孢不低于10亿个,蜡样芽孢不低于10亿个。并且,所述的有机废弃物为自来水厂淤泥或畜禽粪便或厨余废弃物或屠宰下脚料或中药渣或棕榈粕或死禽死猪尸体或园林废弃物。而且,所述的农作物秸秆或木屑的长度小于5cm。以下进一步详细描述本技术方案(1)将有机废弃物料通过传送带直接加入热酶反应器同时按照适宜的比例利用传送带加入辅料,特别长的物料需要经过粉碎机粉碎后再由传送带送至热酶反应器,搅拌;例如:鸡粪与木屑按照7.5:2.5的比例;淤泥与木屑按照7:3的比例;分别由传送带加入至热酶反应器中。(2)搅拌5-10分钟后,并按有机废弃物与农作物秸秆或木屑的重量百分比分别加入耐热酶素和嗜热菌剂,耐热酶素,添加量为0.05%-0.2%,嗜热菌剂添加量为0.05%-0.3%;耐热酶素为纤维素酶,酶活力不低于5000U/g;或木聚糖酶,酶活力不低于10000U/g;耐热植酸酶,酶活力不低于5000U/g;β-甘露聚糖酶,酶活力不低于10000U/g;或β-葡聚糖酶,酶活力不低于10000U/g;嗜热菌剂为:耐热枯草芽孢杆菌和地衣芽孢和蜡样芽孢嗜热菌,每克菌剂菌落总数不低于30亿个,其中枯草芽孢杆菌不低于10亿个,地衣芽孢不低于10亿个,蜡样芽孢不低于10亿个。(3)热酶反应器的参数设定与开启:参数设定为二次自动控制,经热酶反应器一次酶解发酵腐熟,参数设定为:物料温度控制在70-80℃、热酶反应器搅拌桨叶转速为1-10r/min、每吨物料每小时排风量为100-500m3/h,热酶反应器中物料湿度控制在60%-70%,时间为16-18小时;第二次参数微调为:物料温度控制在80-95℃、热酶反应器搅拌桨叶转速为1-20rpm、每吨物料每小时排风量为150-750m3/h,排风时间为6-8小时;(4)18-24小时后,物料从热酶反应器中段下位出料后,经自然冷却或过筛逆流冷却后即为成品。对于淤泥制成有机物,则增加分筛逆流冷却装置,去掉一些玻璃或金属或石块;对于畜禽粪便、农业废弃物则无需筛分装置。(5)制肥,称量、包装:根据市场需求,直接称量包装;也可造粒制成缓释有机肥,颗粒有机肥,或者复配形成复合有机肥。本发明所具有的优点是:1.该工艺具有高效环保的特点,能在24小时内完成有机废弃物至有机肥料的反应过程,因反应器所有环境可控,酶解发酵高效,生产出的产品品质稳定,可重复性强;2.该工艺适应范围广,通过物料添加比例,热酶反应器环境参数设定与调节,专用酶素,嗜热菌数量添加与调节,能适应淤泥、畜禽粪便、屠宰场下脚料、农业废弃物秸秆、甘蔗渣、药渣等各种有机废弃物;3.在生产过程中无废渣、废水产生,仅反应停止后有少量水蒸气和二氧化碳排出,生产过程和生产产品均无臭,无异味产生。4.所制备的有机肥料品质高。该工艺适宜于养殖场、污水处理厂、农贸市场、社区、餐馆、家庭、公园等处理有机废弃物。
具体实施方式
实施例1选用养鸡场的鸡粪和园林废弃物(花枝、树叶、植物茎秆等)按7.5:2.5比例,分别放入有机废弃物快速资源化热酶反应器,加入0.1%的耐热酶素和0.05%的嗜热菌剂,物料温度为80℃,搅拌转速控制在5r/min,第一次发酵、腐熟、排气,每吨物料每小时为排气量为150m3,排气时间18小时;随后参数自动更改为物料温度控制在90℃、热酶反应器搅拌桨叶转速为10r/min,第二次排气量按每吨物料每小时为700m3,排气时间6小时;24小时发酵后出料,即为有机肥料产品,将冷却的有机肥料取样送检和自检,检测结果表明:有机肥料相关指标均达到国家农业部有机肥料(NY525-2011)和生物有机肥(NY884-2012)的国家标准。经检测常规指标(表1)和有机肥料微生物指标见(表2)。表1.养殖场废弃物与园林废弃物24h发酵后有机肥料的品质指标
检测值
酸碱值(1:5)
7.07
导电率
4.51mS/cm
氮总含量(N)
2.33%
磷总含量(P2O5)
2.1%
钾总含量(K2O)
1.21%
有机物质
79.4%
碳氮比例
20
CEC
23.6cmol/kg
水分含量
24.6%
堆肥粒度>9.5mm
0%
表2.园林废弃物与养殖场废弃物24h发酵后有机肥料的微生物检测指标测试描述
结果描述
乳糖阳性细菌的分离
阴性
大肠菌群总数
0MPN/100ml
梭菌的分离
阴性
沙门氏菌的分离
阴性
金黄葡萄球菌的分离
阴性
大肠杆菌总数
0MPN/100ml
大肠菌总数
0MPN/100ml
实施例2:将污水处理厂淤泥和木屑,按照7:3比例,加入到有机废弃物快速资源化热酶处理反应器,加入0.1%的耐热酶素和0.1%嗜热菌复合腐熟剂,前18小时参数为物料温度恒定在80℃,搅拌转速控制在3r/min,初始物料湿度约为65%,排气量为100m3/h;16小时;随后用设定程序将参数自动微调至物料温度恒定在90℃,搅拌转速控制在8rpm,引风排气量750m3/h。发酵24小时出料,生产出的有机肥料,经检测常规指标、重金属和微生物指标(见表3)。:表3污水处理厂淤泥与木屑24h发酵后有机肥料指标检测值指标
检测值
酸碱值(1:5)
6.4%
有机质质量分数(以干基计)
75.6%
总养分(N+K2O+P2O5,以干基计)
5.2%
氮总含量(N)
1.4%
磷总含量(P2O5)
1.2%
钾总含量(K2O)
2.8%
水分含量
27.9%
As(以干基计)
3.1mg/kg
Cd(以干基计)
0.34mg/kg
Cr(以干基计)
64.9mg/kg
Pb(以干基计)
6.52mg/kg
Hg(以干基计)
0.4mg/kg
蛔虫卵死亡率
100%
粪大肠杆菌菌落数
<10