專利名稱：一種應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機廢物處理技術領域，涉及的是一種應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法及裝置。
背景技術：
隨著人類生活質(zhì)量的提高，廚余物的數(shù)量也在猛增，由于其水分及有機質(zhì)含量很高而不同于城市垃圾，容易腐爛并產(chǎn)生惡臭，對人類的生存環(huán)境和身體健康產(chǎn)生了直接危害，成為社會的一大公害，因此，有必要對廚余物的處理進行研究。
廚余物與城市垃圾混合在一起進行處理，由于廚余物的含水率和有機物的成分比例很高，相比其他城市生活垃圾來說，能夠在較短的時間內(nèi)腐爛、降解。如果廚余物與其他城市垃圾混合進行焚燒，整體發(fā)熱量達不到發(fā)電要求的熱量；如果與其他的城市垃圾混合進行填埋，其含水率高，會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液，而且焚燒和填埋又會浪費廚余物中大量的有機質(zhì)及養(yǎng)分。因此，有必要對廚余垃圾進行單獨處理。
許多國家和地區(qū)已對廚余物進行單獨處理。目前，處理廚余物的主要技術有直接排放，這種方法造成環(huán)境污染，并且有助于疾病的傳播；填埋，該法應用的比較廣泛，填埋后產(chǎn)生的垃圾滲濾液較多，會污染地下水；高溫好氧堆肥處理，處理周期短，有機物降解程度高，能有效地殺滅病原微生物，但其高溫環(huán)境不易控制；經(jīng)廚余垃圾處理機粉碎廚余物，直接排入下水道，或是再對廚余物減量化，使水分蒸發(fā)，減小廚余垃圾的體積，或是資源化，利用細菌或蚯蚓促進有機物的分解，產(chǎn)物作肥料；飼料化，對廚余垃圾先進行分類，營養(yǎng)成分較高的廚余物經(jīng)過一系列相關的技術處理后，作為動物飼料的添加劑，但變質(zhì)的廚余物不能進行資源化作為飼料添加劑；利用產(chǎn)生的生物氣，發(fā)電供熱；生物法可以使廚余垃圾減量化、無害化和資源化。比較常用的生物處理法一般為堆肥及厭氧發(fā)酵制生物氣。堆肥方法的處理成本較低、工藝簡單，而厭氧發(fā)酵制生物氣技術的投資較大，在我國處理廚余物的技術以堆肥為主。
目前，堆肥處理固體垃圾的技術主要為厭氧處理，使其實現(xiàn)減量化、無害化和資源化。好氧堆肥過程中會產(chǎn)生大量的氮損失，主要以氮的氣態(tài)化合物的形式揮發(fā)到大氣中去，造成堆肥產(chǎn)物的品質(zhì)大大降低，目前控制氮損失的方法有加入高碳物質(zhì)；金屬鹽類及硫元素；吸附劑；加入磷酸氫鹽吸收氮來進行固氮以及加入如固氮菌之類的外源微生物，以提高堆肥產(chǎn)物的肥效。單獨對廚余物進行堆肥處理的研究有很多利用剩余污泥與廚余物混合快速堆肥；利用除沉污泥和廚余物混合的厭氧消化；對廚余物進行厭氧消化；對廚余物進行好氧堆肥等。廚余物堆肥處理的研究只是提高降解速率和堆肥產(chǎn)物的穩(wěn)定性方面，在同時提高堆肥產(chǎn)物的肥效和有機物的降解程度的研究還沒有報到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供既能減量化和無害化處理廚余物，同時又能提高堆肥產(chǎn)物的肥效的一種應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法及裝置。其特征在于，所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法，其具體步驟1)模擬廚余物堆肥處理(1)把由馬鈴薯、稻米、胡蘿卜、樹葉、肉類、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物裝入堆肥反應桶中，然后加入催化腐劑溶液。
(2)裝上反應桶蓋子，從反應桶底部通風，速率為0.4-0.6L/min，同時打開反應桶頂部的廢氣管和底部的滲濾液排放管，使堆肥處于室內(nèi)溫度和好氧環(huán)境下，并防止?jié)B濾液的累積，堆肥反應開始，取原樣樣品。
(3)堆肥開始后，每隔一天取樣品一次，同時進行翻堆，每次取樣品的時間相同，堆肥反應持續(xù)26天。
2)堆肥樣品測定(1)堆肥樣品中有機質(zhì)的測定堆肥樣品的穩(wěn)定性用有機質(zhì)降解程度來表示，采用灼燒法測定樣品中的有機質(zhì)的量。利用下式表示有機質(zhì)的降解程度
P-有機質(zhì)的降解程度X原樣樣品-堆肥反應初始時樣品的有機質(zhì)含量X堆肥樣品-堆肥反應過程中樣品的有機質(zhì)含量(2)堆肥樣品中NH4+-N的測定堆肥樣品中NH4+-N的含量采用蒸餾法測定。
3)效果試驗分析無催化腐劑時堆肥產(chǎn)物與有催化腐劑時的堆肥產(chǎn)物中有機質(zhì)含量、NH4+-N含量。通過對比表明催化腐劑不僅能提高有機質(zhì)的降解程度，還能提高堆肥產(chǎn)物的肥效。
所述模擬廚余物中的碳氮比C∶N＝17∶1(質(zhì)量比)。
所述催化腐劑∶水溶劑＝5∶28(質(zhì)量比)。
所述向廚余物中加入催化腐劑溶液的催化腐劑的添加量與廚余物的質(zhì)量比為1∶60～80。
所述使堆肥處于室內(nèi)溫度是由上部控溫計、下部控溫計自動控制空壓泵運行，進行通風量調(diào)節(jié)。
所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的裝置，其組成是在反應桶1內(nèi)裝有堆肥原料2，上部控溫計3、下部控溫計4插入堆肥原料2中央，反應桶1的底部設置布氣盤14，滲濾液導出管5安裝在反應桶1的桶底上，廢氣導管13從反應桶蓋12引出后通過一閥門插入氨捕集阱8、氨捕集阱8的上口穿出一導管插入帶氧氣監(jiān)測器7的收集阱內(nèi)；冷凝器6套在插入氧氣監(jiān)測器7導管外周上；空氣流量計9接在反應桶1的底部的新鮮空氣導入管11上；空壓泵10接在空氣流量計9后面。
本發(fā)明的積極效果經(jīng)過26天的堆肥處理，與對比實驗相比較，堆肥產(chǎn)物中有機質(zhì)降解速率提高了76％，有機質(zhì)降解程度提高約16.3％，同時堆肥產(chǎn)物中NH4+-N含量增加了62.4％，堆肥過程不但提高了堆肥產(chǎn)物的穩(wěn)定性，而且又大大提高了堆肥產(chǎn)物的肥效，實現(xiàn)了廚余物的減量化與資源化。
綜上所述，應用催化腐劑堆肥處理廚余物與以往堆肥處理廚余物的方法比較有如下優(yōu)點(1)應用催化腐劑堆肥處理廚余物，處理效率高、反應迅速。
(2)應用催化腐劑堆肥處理廚余物，堆肥過程中有機質(zhì)降解程度和堆肥產(chǎn)物中NH4+-N含量顯著增加，有效提高了堆肥產(chǎn)物在農(nóng)業(yè)中的利用價值。
(3)應用催化腐劑堆肥處理廚余物，節(jié)省了能源，又實現(xiàn)了固體廢物的減量化和資源化，因而具有很高的實用性和應用價值。


圖1本發(fā)明所采用的堆肥系統(tǒng)示意圖。
圖2堆肥樣品中氮含量的對比。
圖3堆肥樣品中有機質(zhì)百分比的對比。
具體實施例方式
空白實驗由馬鈴薯、稻米、胡蘿卜、樹葉、肉類、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物2(C∶N＝17∶1)10kg裝入堆肥反應桶1中，在空壓泵10提供的0.4-0.6L/min的通風速率條件下，保持系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件，該堆肥系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件由上部控溫計3、下部控溫計4自動控制空壓泵10運行，進行通風量調(diào)節(jié)，進行模擬廚余物堆肥處理實驗。堆肥開始時取原樣樣品，以后每隔一天取樣品一次，同時進行翻堆，每次取樣品的時間相同，堆肥反應持續(xù)26天，達到穩(wěn)定狀態(tài)。測定樣品中的NH4+-N含量和有機質(zhì)含量。
對比實驗1將由馬鈴薯、稻米、胡蘿卜、樹葉、肉類、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物(C∶N＝17∶1)10kg裝入堆肥反應桶1中，加入一定比例的催化腐劑溶液(催化腐劑質(zhì)量∶水溶劑質(zhì)量＝5∶28)825g，在空壓泵10提供的0.4-0.6L/min的通風速率條件下，保持堆肥系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件，該堆肥系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件由上部控溫計3、下部控溫計4自動控制空壓泵10運行，進行模擬廚余物堆肥處理實驗。堆肥開始時取原樣樣品，以后每隔一天取樣品一次，同時進行翻堆，每次取樣品的時間相同，堆肥反應持續(xù)26天，達到穩(wěn)定狀態(tài)。測定樣品中的有機質(zhì)的含量。
對比實驗2由馬鈴薯、稻米、胡蘿卜、樹葉、肉類、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物(C∶N＝17∶1)10kg裝入堆肥反應桶中，加入一定比例的催化腐劑溶液(催化腐劑質(zhì)量∶水溶劑質(zhì)量＝5∶28)825g，在空壓泵10提供的0.4-0.6L/min的通風速率條件下，保持系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件，該堆肥系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件由上部控溫計3、下部控溫計4自動控制空壓泵10運行，進行通風量調(diào)節(jié)，進行模擬廚余物堆肥處理實驗。堆肥開始時取原樣樣品，以后每隔一天取樣品一次，同時進行翻堆，每次取樣品的時間相同，堆肥反應持續(xù)26天，達到穩(wěn)定狀態(tài)。測定樣品中的NH4+-N含量。滲濾液由滲濾液導出管5導出系統(tǒng)，新鮮空氣由鮮空氣導入管11經(jīng)空壓泵10、空氣流量計9和一個控制閥進入系統(tǒng)，廢氣由反應桶蓋子12上的廢氣導管13排出。
如圖2所示從圖中可以看出，堆肥反應趨于穩(wěn)定狀態(tài)時，應用催化腐劑的廚余物堆肥過程，堆肥產(chǎn)品中氨氮含量明顯比空白樣品的氨氮含量高。經(jīng)過26天的堆肥處理，與對比實驗相比較，堆肥產(chǎn)物中NH4+-N含量增加了62.4％，堆肥過程不但提高了堆肥產(chǎn)物的穩(wěn)定性，而且又大大提高了堆肥產(chǎn)物的肥效，如圖3所示從圖中可以看出，堆肥反應處于穩(wěn)定狀態(tài)時，應用催化腐劑的廚余物堆肥過程，堆肥產(chǎn)品中有機質(zhì)降解程度比空白樣品中有機質(zhì)降解程度要高。經(jīng)過26天的堆肥處理，與對比實驗相比較，堆肥產(chǎn)物中有機質(zhì)降解速率提高了76％，有機質(zhì)降解程度提高約16.3％。
通過上述對比，向由馬鈴薯、稻米、胡蘿卜、樹葉、肉類、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物中，加入一定比例的催化腐劑溶液，在一定的通風條件下，保持堆肥系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件，進行模擬廚余物堆肥處理，并在堆肥過程中適時的進行翻堆。分析有催化腐劑時堆肥產(chǎn)物與無催化腐劑時堆肥產(chǎn)物中有機質(zhì)含量與NH4+-N含量，通過對比，發(fā)現(xiàn)應用催化腐劑不但能提高有機質(zhì)的降解速率與降解程度，同時還能提高堆肥產(chǎn)品的肥效。
權利要求
1.一種應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法，其具體步驟1)模擬廚余物堆肥處理(1)把由馬鈴薯、稻米、胡蘿卜、樹葉、肉類、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物裝入堆肥反應桶中，然后加入催化腐劑溶液；(2)裝上反應桶蓋子，從反應桶底部通風，速率為0.4-0.6L/min，同時打開反應桶頂部的廢氣管和底部的滲濾液排放管，使堆肥處于室內(nèi)溫度和好氧環(huán)境下，并防止?jié)B濾液的累積，堆肥反應開始，取原樣樣品；(3)堆肥開始后，每隔一天取樣品一次，同時進行翻堆，每次取樣品的時間相同，堆肥反應持續(xù)26天；2)堆肥樣品測定(1)堆肥樣品中有機質(zhì)的測定堆肥樣品的穩(wěn)定性用有機質(zhì)降解程度來表示，采用灼燒法測定樣品中的有機質(zhì)的量。利用下式表示有機質(zhì)的降解程度 P-有機質(zhì)的降解程度X原樣樣品-堆肥反應初始時樣品的有機質(zhì)含量X堆肥樣品-堆肥反應過程中樣品的有機質(zhì)含量(2)堆肥樣品中NH4+-N的測定堆肥樣品中NH4+-N的含量采用蒸餾法測定。
2.根據(jù)權利要求1所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述模擬廚余物中的碳氮比C∶N＝17∶1(質(zhì)量比)。
3.根據(jù)權利要求1所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法，其特征在于，向廚余物中加入催化腐劑溶液，催化腐劑的添加量與廚余物的質(zhì)量比為1∶60～80。
4.根據(jù)權利要求1所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述催化腐劑∶水溶劑＝5∶28(質(zhì)量比)，其中催化腐劑是文登市土壤肥料工作站開發(fā)的催化腐劑。
5.根據(jù)權利要求1所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法，其特征在于，所述使堆肥處于室內(nèi)溫度是由上部控溫計、下部控溫計自動控制空壓泵運行，進行通風量調(diào)節(jié)。
6.一種應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的裝置，其特征在于，所述應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的裝置，其組成是在反應桶(1)內(nèi)裝有堆肥原料(2)，上部控溫計(3)、下部控溫計(4)插入堆肥原料(2)中央，反應桶(1)的底部設置布氣盤(14)，滲濾液導出管(5)安裝在反應桶(1)的桶底上，廢氣導管(13)從反應桶蓋(12)引出后通過一閥門插入氨捕集阱(8)、氨捕集阱(8)的上口穿出一導管插入帶氧氣監(jiān)測器(7)的收集阱內(nèi)；冷凝器(6)套在插入氧氣監(jiān)測器(7)導管外周上；空氣流量計(9)接在反應桶(1)的底部的新鮮空氣導入管(11)上；空壓泵(10)接在空氣流量計(9)后面。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于有機廢物處理技術領域的一種應用催化腐劑進行廚余物快速堆肥的方法及裝置。向由馬鈴薯、稻米、胡蘿卜、樹葉、肉類、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物中，加入一定比例的催化腐劑溶液，在一定的通風條件下，保持堆肥系統(tǒng)處于室內(nèi)溫度條件，進行模擬廚余物堆肥處理，通過對比，分析發(fā)現(xiàn)應用催化腐劑不但能提高有機質(zhì)的降解速率與降解程度，同時還能提高堆肥產(chǎn)品的肥效。具有處理效率高、反應迅速，有機質(zhì)降解速率提高了76％；堆肥產(chǎn)品有機質(zhì)降解程度提高了16.3％，NH
文檔編號C05F9/04GK101033154SQ20071009865
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權日2007年4月24日
發(fā)明者李魚, 劉建林, 黃國和, 安楷, 余輝, 孫雪凌, 彭況, 張白羽 申請人:華北電力大學