餐廚垃圾二步法堆肥發(fā)酵工藝及施肥技術(shù)的優(yōu)化

張永合 謝偉雪 展?fàn)幤G 萬(wàn)家秀 李 凱

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州730022）

1 餐廚垃圾的定義

餐廚垃圾是由餐飲垃圾和廚房剩余垃圾組成的。餐廚垃圾是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的固體垃圾，是由于我們?nèi)粘Ｉ盍?xí)慣的原因，造成了大量的餐廚垃圾，占整個(gè)城市生活垃圾的比例為30%～50%左右。大部分餐廚垃圾中的水分含量都比較高，約達(dá)到了垃圾總量的70%～90%；這些餐廚垃圾中油脂、鹽分、有機(jī)物等含量比較高，而且容易腐爛變質(zhì)，氣味難聞；與此同時(shí)，還十分容易滋生病原微生物、寄生蟲(chóng)等對(duì)人體有害的物質(zhì)。在利益的驅(qū)使下，餐桌上剩下的油脂經(jīng)常被一些不良商家進(jìn)一步加工提煉之后又回到餐桌上。因?yàn)椴妥郎线z留的油脂含有大量的苯、黃曲霉素等對(duì)人體有害的物質(zhì)，長(zhǎng)期食用這種油脂會(huì)引起慢性疾病，甚至可能患上癌癥；餐廚垃圾也常常被商家回收之后，未經(jīng)任何處理直接當(dāng)成飼料喂養(yǎng)家禽，這種不合理的做法很容易引發(fā)禽感染，在食物鏈的作用下進(jìn)入人體，導(dǎo)致人體患上疾病。截止目前，由“垃圾豬”、“地溝油”等餐廚垃圾所引起食品安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們重視，已經(jīng)危害到了我國(guó)食品安全和公民的健康。所以，社會(huì)各界人士越來(lái)越重視如何將餐廚垃圾進(jìn)行無(wú)害處理，實(shí)現(xiàn)資源合理利用視，有利于進(jìn)一步提高我國(guó)公民的生活水平和生活環(huán)境。

2 我國(guó)餐廚垃圾的處理狀況

隨著中國(guó)人民生活水平的日益提高，我國(guó)一年內(nèi)制造的餐廚垃圾總量將達(dá)1 億t。到現(xiàn)在為止，餐廚垃圾主要處理方式有作飼料、填埋、焚燒等；填埋、焚燒、作飼料這三種處理方式在實(shí)際處理過(guò)程中容易遭二次污染的弊端。然而，餐廚垃圾中含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，是可以循環(huán)、再生作為有機(jī)農(nóng)業(yè)化肥的，能夠?qū)崿F(xiàn)資源再次利用，減少資源的浪費(fèi)；為了保持土壤的肥沃程度，我國(guó)在有機(jī)化肥地投入總量上將達(dá)到5000 萬(wàn)t。因此，將餐廚垃圾進(jìn)行合理地處理之后回收利用，不僅可以合理處理餐廚垃圾，還可以實(shí)現(xiàn)資源的二次利用，增加土壤的有機(jī)物質(zhì)。并且，隨著生物技術(shù)地不斷發(fā)展，實(shí)際堆肥過(guò)程中的成本進(jìn)一步降低，慢慢地變成餐廚垃圾的主要處理手段。

然而，用堆肥的方式來(lái)處理餐廚垃圾的過(guò)程中，仍然存在著許多問(wèn)題，比如，效益比較低、時(shí)間比較長(zhǎng)等，造成將城市餐廚垃圾實(shí)現(xiàn)資源再生的進(jìn)程變慢。在國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)告顯示，通過(guò)好氧堆肥的方式能大大縮短餐廚垃圾的處理時(shí)間，同時(shí)，還可以減少處理過(guò)程中有物質(zhì)或有害氣體地產(chǎn)生，截止目前，關(guān)于堆肥技術(shù)的研究報(bào)告十分少見(jiàn)。另外，在中國(guó)傳統(tǒng)蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中都有利用有機(jī)化肥的習(xí)慣，由于農(nóng)家肥利用率低、有機(jī)肥研發(fā)相對(duì)較慢等因素的影響，造成了有機(jī)化肥施用頻率變低和過(guò)量施用氮磷化學(xué)肥料，導(dǎo)致了水體營(yíng)養(yǎng)過(guò)盛，一些地區(qū)的水體水質(zhì)已經(jīng)遭到了嚴(yán)重影響。

3 二步法介紹

二步法這一概念最早誕生了聚氨酯泡沫塑料的制備方法中，其具體理念是根據(jù)不同分子量的多元醇聚合物，然后根據(jù)生產(chǎn)中工藝的各總要求來(lái)調(diào)整最初產(chǎn)品的類型，使其能夠滿足性能要求的合成物品。而這種方法中最重要的緩解就是熱量分為兩個(gè)環(huán)節(jié)釋放，減少了傳統(tǒng)方法中一次放熱可能產(chǎn)生的過(guò)熱現(xiàn)象，讓整個(gè)反應(yīng)更加立體且簡(jiǎn)易。這種方法將工藝制作中單一環(huán)節(jié)分為了兩部進(jìn)行，提高了生產(chǎn)效果。而在本次研究中，所研究的方向?yàn)椴蛷N垃圾處理，現(xiàn)有餐廚垃圾處理最為良好的方法就是利用垃圾進(jìn)行堆肥處理，使得垃圾變廢為寶，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的肥料。傳統(tǒng)堆肥方法也是一次進(jìn)行的，利用一次腐熟菌劑的加入，讓垃圾發(fā)生對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)。這種方法的弊端不再贅述，而采用兩步方法，也就是將這一環(huán)節(jié)分為兩步進(jìn)行，也符合生產(chǎn)理念，而且對(duì)于當(dāng)前的生產(chǎn)效率將會(huì)有明顯的提升。

4 二步法的應(yīng)用分析

在本次研究中，收集才用的餐廚垃圾來(lái)源為蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生食堂，其中水分和全碳比例占據(jù)較高，而且各種比例符合基本的餐廚垃圾比例現(xiàn)象，同時(shí)經(jīng)過(guò)有效篩選后顆粒都在5.6mm 之下。由于二步法仍然是采用堆肥處理，因此，利用堆肥倉(cāng)來(lái)進(jìn)行餐廚垃圾的處理。堆肥倉(cāng)的具體尺寸為長(zhǎng)度6 米、寬度2.5 米和高度2 米，配備基本的翻堆機(jī)器和熱風(fēng)裝置，確保風(fēng)流可以順利的進(jìn)入堆肥倉(cāng)，同時(shí)可以排出濾液，而且對(duì)進(jìn)出材料進(jìn)行有效的防腐保護(hù)。

餐廚垃圾二次堆肥處理工藝示意圖

而具體的實(shí)驗(yàn)中，需要有效的控制通風(fēng)情況和堆（轉(zhuǎn)下頁(yè)）肥溫度，在一步堆肥發(fā)酵時(shí)，加入腐熟菌劑A1，將水的質(zhì)量控制在60%左右，溫度為52.5 設(shè)置度，一步堆肥需要持續(xù)一周就時(shí)間，而且在最開(kāi)始的二十四個(gè)小時(shí)內(nèi)不準(zhǔn)通風(fēng)也不控制堆肥溫度。而二步為堆肥發(fā)酵，發(fā)酵中，同樣加入腐熟菌劑A2，將工藝溫度控制在57.5 攝氏度，堆肥時(shí)間超過(guò)一周。A1 和A2 均為生產(chǎn)記憶純熟的腐熟菌劑，具體有芽孢桿菌屬、高溫放線菌屬和高溫單孢菌屬等構(gòu)成。

在經(jīng)過(guò)二步法進(jìn)行堆肥后，所產(chǎn)生的肥料效力更強(qiáng)，而且分析其內(nèi)在物質(zhì)，各種微生物產(chǎn)量都在急劇增加，而且分別在5天時(shí)間和13 天時(shí)間數(shù)值達(dá)到最大值，數(shù)值都超過(guò)了利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行堆肥的數(shù)值。餐廚垃圾中涉及為元素較多，各種微生物數(shù)量也十分龐大，生長(zhǎng)條件各異，而如果盲目的進(jìn)行堆肥等設(shè)置，并不能真正的讓微生物生長(zhǎng)能夠有效的生長(zhǎng)。在二步法中，則是引入了A1 和A2 腐熟菌劑來(lái)改善這個(gè)問(wèn)題。而且就二步法進(jìn)行分析，其改善了空氣對(duì)流及二次添加等工藝，讓餐廚垃圾的反應(yīng)等各方面的現(xiàn)象都處于最佳條件下，也就促使了這種方法的先進(jìn)性及有效性。

5 餐廚垃圾堆肥對(duì)施肥工藝的優(yōu)化分析

餐胡垃圾堆肥后所產(chǎn)生的肥料，由于原材料豐富，因此各種微量元素的含量也十分豐富，以氮磷兩種元素為例，在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，使用傳統(tǒng)肥料配合餐廚垃圾堆肥后的產(chǎn)物，將對(duì)讓氮磷兩種元素含量更高。不過(guò)這種配比需要尊重科學(xué)的方法，不能盲目的增加任何一種肥料的使用，一旦氮磷兩種元素過(guò)量，也會(huì)造成兩種元素的流失。而合理的通過(guò)餐廚肥料的加入，將會(huì)改善土壤質(zhì)量，提高土壤肥力，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也是一個(gè)巨大的幫助。在未來(lái)的發(fā)展理念中，對(duì)于各種物品的可持續(xù)發(fā)展十分重視，這也是環(huán)保要求的重要環(huán)節(jié)，餐廚垃圾將現(xiàn)有的垃圾變廢為寶，也符合環(huán)保理念和可持續(xù)發(fā)展理念。

6 結(jié)論

目前，餐廚垃圾處置是一項(xiàng)沉重的社會(huì)負(fù)擔(dān)，為了有效的解決這個(gè)問(wèn)題，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始采用將餐廚垃圾轉(zhuǎn)換為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)肥料來(lái)處理。但是，傳統(tǒng)堆肥技術(shù)的堆體占地面積較大、堆肥過(guò)程的工藝參數(shù)難以控制，因而時(shí)間長(zhǎng)、成本高、容易產(chǎn)生二次污染。而為了改善傳統(tǒng)方法中的不足，誕生了本次研究中所用的二步法，二步法最為簡(jiǎn)單的過(guò)程就是將傳統(tǒng)堆肥中的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行分步處理，而這種方法也更加科學(xué)，同時(shí)對(duì)于肥料的生產(chǎn)也有所保證。二步法堆肥工藝創(chuàng)新設(shè)計(jì)了堆肥倉(cāng)、布料機(jī)、控溫儀等設(shè)施，通過(guò)觀察二步法生產(chǎn)的具體結(jié)果，無(wú)論是肥料的質(zhì)量，或者是基本的生產(chǎn)效率，這種方法都要比傳統(tǒng)的堆肥方法具有更大的優(yōu)勢(shì)。也就是說(shuō)在未來(lái)的餐廚垃圾處理中，二步法堆肥基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化堆肥，避免了二次污染，使得餐廚垃圾能夠可持續(xù)有效處置。