处理有机固体废弃物的方法及其制备得到的生物有机肥技术

本发明专利技术涉及一种处理有机固体废弃物的方法及其制备得到的生物有机肥，该方法的步骤为：(1)将有机固体废弃物的湿物料与粉碎的辅料混合，得到的混合后物料的含水量为45‑55％；(2)向步骤(1)得到的混合物料接种高温降解菌，向混合物料中通气保证物料充分好氧，并且进行间歇式翻混处理，维持物料温度为65‑75℃高温发酵2‑6天得到中间物料；向步骤(2)得到的中间物料接种极端嗜热菌，翻堆均匀，向中间物料中通气保证物料充分好氧，维持该中间物料的最高温度为85‑90℃并持续2‑5天，然后将物料进行静态发酵18‑21天。与现有技术相比，本发明专利技术具有方法可行性高，操作简便，生产周期短，产量高，产品质量稳定，实现了环保与经济效益的双赢等优点。

Methods of organic solid waste treatment and bio organic fertilizer

The invention relates to a method for treating organic solid waste and the bio organic fertilizer prepared by the method, the steps of the method are: (1) mixing the wet material of organic solid waste with the crushed auxiliary material, and the water content of the mixed material is 45-55%; (2) inoculating the mixed material obtained by step (1) with high-temperature degradation bacteria, ventilating the mixed material to ensure that the material is fully aerobic, The intermediate materials were fermented at 65 \u2011 75 \u2103 for 2 \u2011 6 days. The intermediate materials obtained in step (2) were inoculated with extremely thermophilic bacteria, turned over evenly, aerated to the intermediate materials to ensure that the materials were fully aerobic. The maximum temperature of the intermediate materials was maintained at 85 \u2011 90 \u2103 for 2 \u2011 5 days, and then the materials were fermented for 18 \u2011 21 days. Compared with the prior art, the invention has the advantages of high feasibility of the method, simple operation, short production cycle, high output, stable product quality, realizing the win-win of environmental protection and economic benefits, etc.

【技术实现步骤摘要】
处理有机固体废弃物的方法及其制备得到的生物有机肥
本专利技术属于有机固体废弃物处理与资源化
，尤其是涉及一种处理有机固体废弃物的方法及其制备得到的生物有机肥。
技术介绍
我国每年的固体有机废弃物大约有100多亿吨，如能将其富含的有机质和植物养分转化为有机肥，使资源循环利用率提高的潜力将十分巨大。传统好氧发酵是有机物料中的有机物向更稳定的腐殖质转化的过程，产物是有机肥料和土壤改良剂。传统工艺操作简单，投资少，但其存在很多问题，如占地面积大、生产周期长(约1-2个月甚至更久)、人工成本高、受地域和气候条件影响大、易产生二次污染(臭气等)、腐熟不彻底(腐殖化系数低，富里酸含量较多)等。与传统堆肥相比，超高温好氧堆肥技术可有效提高堆肥温度，促进有机物降解，可以使物料更加腐殖化，有效杀灭病原微生物，缩短发酵周期(约49天)，降低有机固体废弃物堆肥处理的成本。但是其也存在明显的缺陷，例如极端嗜热菌与本土微生物竞争处于不利地位，其在一定温度下(65℃以上)才能被激活，所以在发酵前期(温度累积段)，即大分子有机物降解期间并不能发挥作用。我们都知道物料中的有机物降解与物料腐殖化呈极强的相关性，尽管极端嗜热菌可以使物料更加腐殖化，但是仍受限于前期大分子有机物降解效率。为了解决传统高温堆肥腐熟不彻底、超高温发酵前期有机物降解效率等现行技术存在的问题。如何改善现行的利用有机固体废弃物生产生物有机肥的工艺，与开展新型技术处理有机固体废弃物应用于生物有机肥的生产，成为了解决当前生物有机肥存在问题的关键所在。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的处理有机固体废物方法的缺陷而提供一种两相好氧发酵高效处理有机固体废弃物的方法和应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种处理有机固体废弃物的方法，包括以下步骤：(1)将有机固体废弃物的湿物料与粉碎的辅料混合，得到的混合后物料的含水量为45-55％；(2)一次高温发酵向步骤(1)得到的混合物料接种高温降解菌，向混合物料中通气保证物料充分好氧，并且进行间歇式翻混处理，维持物料温度为65-75℃高温发酵2-6天得到中间物料，其中高温降解菌的接种量为步骤(1)得到的混合物料重量的0.3-0.5％；(3)二次超高温发酵向步骤(2)得到的中间物料接种极端嗜热菌，翻堆均匀，向中间物料中通气保证物料充分好氧，维持该中间物料的最高温度为85-90℃并持续2-5天，然后将物料进行静态发酵18-21天，其中所述极端嗜热菌的接种量为步骤(2)得到的中间物料的0.1％-0.5％。本专利技术提供一种两相好氧发酵高效处理有机固体废弃物技术，是在两个独立的发酵装置进行有机物分解阶段和高温腐殖化阶段，技术利用微生物种间互惠、偏利共生等关系进行协同发酵，在两个独立的发酵装置进行有机物分解阶段和高温腐殖化阶段，为高温降解菌和极端嗜热菌提供各自所需的最佳条件，避免了单相好氧发酵工艺微生物之间和环境对微生物的抑制作用，两相好氧发酵技术也比单相好氧发酵更能充分发挥微生物的活性，提高处理效果。本专利技术通过一次高温发酵和二次超高温发酵，使有机废弃物更有效地降解与稳定。优选地，步骤(2)中，所述高温降解菌选自产蛋白酶的好氧菌、产淀粉酶的好氧菌、产纤维素酶的好氧菌、可降解木质素的好氧菌或可降解难降解有机物的好氧菌中的一种或几种；所述的难降解有机物包括木质素、多环芳烃类化合物、有机磷农药或杂环类化合物的一种或几种。优选地，所述高温降解菌选自枯草芽孢杆菌、黑曲霉、白腐真菌、高温放线菌属中的一种或几种；更有选地，枯草芽孢杆菌、黑曲霉、白腐真菌、高温放线菌属的有效菌比例为1：1：1：1。优选地，所述极端嗜热菌选自Thermusthermophilus(栖热嗜热菌)、Calditerricolayamamurae、Calditerricolasatsumensis中的一种或几种。优选地，所述高温降解菌的菌体浓度在2.51×108CFU/g以上；步骤(3)中，所述极端嗜热菌的菌体浓度在1.52×109CFU/g以上。优选地，步骤(3)中，所述中间物料的堆料高度为0.5-9m。因为超高温发酵时物料初始温度较高65-75℃，不需要降低堆高从而保证升温速率，打破传统好氧发酵堆高限制，传统堆料高度为2m以下，因此处理效率较低，本专利技术的料堆高度增加，一次处理的物料量也必然增加。优选地，步骤(1)中，所述有机固体废弃物的湿物料选自畜禽粪便、餐余垃圾或城市污泥中的一种或几种，其含水率为55-80％；所述有机固体废弃物的湿物料与所述辅料的重量比为20:2-6。优选地，所述辅料选自谷糠、锯末、水稻秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆中的一种或几种；优选地，所述有机固体废弃物中的蛋白质、脂肪、多糖、纤维素类有机物的降解率为40-70％。本专利技术的特点为：将一次高温发酵和二次超高温好氧发酵结合，利用微生物种间互惠、偏利共生等关系进行协同发酵。这个过程中，为了能够使一次高温发酵的产物情况能够满足二次超高温好氧发酵的进料需求，本专利技术对一次高温好氧发酵的初始含水率、物料比、堆高及时间，和二次超高温好氧发酵的堆高及时间等关键工艺参数进行了优化。在进行含水率变化对协同好氧发酵研究时发现，如果一次高温好氧发酵的初始含水率<45％，则会导致一次高温好氧发酵过程中，普通的嗜温、嗜热微生物活性达不到2.51×108CFU/g以上，影响对废弃物的分解效果(<30％)；若初始含水率>55％，则会导致一次高温好氧发酵的产物含水率>40％，则会导致二次超高温好氧发酵原料透气性低、发酵过程中水蒸发散热多使最高温度达不到85℃以上等问题，影响最终的发酵效果。同时，我们进行了协同发酵的时间控制研究，实验结果表明，如果一次高温发酵处理时间<2天，则废弃物中的大分子有机物降解程度低于30％，导致后续超高温好氧发酵过程需降解营养物质过多，不利于极端嗜热菌的快速增长，未被分解的营养物质含量会>60％，影响工艺整体对于有机物的降解效果；若一次高温发酵处理时间在6天以上，导致后续二次超高温可利用营养物质<40％，二次超高温最高温度维持时间不能维持2天以上，，不能保证对有害菌类的杀灭率达到100％，经济效益大大降低。综上，如果不采用本专利技术的工艺参数，会造成二次超高温好氧发酵启动困难、发酵时间延长等不良影响，最终物料腐熟不完全、不能完全无害化等诸多问题。通过优化工艺条件，本专利技术中步骤(2)一次高温发酵中，高温降解菌浓度在2天内就可以增加至初始的5倍以上，并且只需20-30h就可以达到高温期，快速降解大分子有机物，大分子有机物的降解率可达30-50％；并且只需2天即可实现杀灭病原菌，蛔虫卵杀死率>95％，粪大肠菌群<105/kg。步骤(3)二次超高温发酵中，可实现物料快速腐熟，加强物料的无害化和腐殖化，实现蛔虫卵杀死率100％，粪大肠菌群<103/kg的无害化效果和腐殖质总量增加为原来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理有机固体废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将有机固体废弃物的湿物料与粉碎的辅料混合，得到的混合后物料的含水量为45-55％；/n(2)一次高温发酵/n向步骤(1)得到的混合物料接种高温降解菌，向混合物料中通气保证物料充分好氧，并且进行间歇式翻混处理，维持物料温度为65-75℃高温发酵2-6天得到中间物料，其中高温降解菌的接种量为步骤(1)得到的混合物料重量的0.3-0.5％；/n(3)二次超高温发酵/n向步骤(2)得到的中间物料接种极端嗜热菌，翻堆均匀，向中间物料中通气保证物料充分好氧，维持该中间物料的最高温度为85-90℃并持续2-5天，然后将物料进行静态发酵18-21天，其中所述极端嗜热菌的接种量为步骤(2)得到的中间物料的0.1％-0.5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理有机固体废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将有机固体废弃物的湿物料与粉碎的辅料混合，得到的混合后物料的含水量为45-55％；
(2)一次高温发酵
向步骤(1)得到的混合物料接种高温降解菌，向混合物料中通气保证物料充分好氧，并且进行间歇式翻混处理，维持物料温度为65-75℃高温发酵2-6天得到中间物料，其中高温降解菌的接种量为步骤(1)得到的混合物料重量的0.3-0.5％；
(3)二次超高温发酵
向步骤(2)得到的中间物料接种极端嗜热菌，翻堆均匀，向中间物料中通气保证物料充分好氧，维持该中间物料的最高温度为85-90℃并持续2-5天，然后将物料进行静态发酵18-21天，其中所述极端嗜热菌的接种量为步骤(2)得到的中间物料的0.1％-0.5％。


2.根据权利要求1所述的一种处理有机固体废弃物的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温降解菌选自产蛋白酶的好氧菌、产淀粉酶的好氧菌、产纤维素酶的好氧菌、可降解木质素的好氧菌或可降解难降解有机物的好氧菌中的一种或几种；所述的难降解有机物包括木质素、多环芳烃类化合物、有机磷农药或杂环类化合物的一种或几种。


3.根据权利要求2所述的一种处理有机固体废弃物的方法，其特征在于，所述高温降解菌选自枯草芽孢杆菌、黑曲霉、白腐真菌、高温放线菌属中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的一种处理有机固体废弃物的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述极端嗜热菌选自Thermusthermophilus、Cal...

【专利技术属性】
技术研发人员：董滨，李昕，沈丹妮，戴晓虎，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31