餐厨垃圾二步法堆肥发酵工艺及施肥技术的优化

张永合 谢伟雪 展争艳 万家秀 李 凯

（兰州资源环境职业技术学院，甘肃 兰州730022）

1 餐厨垃圾的定义

餐厨垃圾是由餐饮垃圾和厨房剩余垃圾组成的。餐厨垃圾是我们日常生活中常见的固体垃圾，是由于我们日常生活习惯的原因，造成了大量的餐厨垃圾，占整个城市生活垃圾的比例为30%～50%左右。大部分餐厨垃圾中的水分含量都比较高，约达到了垃圾总量的70%～90%；这些餐厨垃圾中油脂、盐分、有机物等含量比较高，而且容易腐烂变质，气味难闻；与此同时，还十分容易滋生病原微生物、寄生虫等对人体有害的物质。在利益的驱使下，餐桌上剩下的油脂经常被一些不良商家进一步加工提炼之后又回到餐桌上。因为餐桌上遗留的油脂含有大量的苯、黄曲霉素等对人体有害的物质，长期食用这种油脂会引起慢性疾病，甚至可能患上癌症；餐厨垃圾也常常被商家回收之后，未经任何处理直接当成饲料喂养家禽，这种不合理的做法很容易引发禽感染，在食物链的作用下进入人体，导致人体患上疾病。截止目前，由“垃圾猪”、“地沟油”等餐厨垃圾所引起食品安全问题越来越受到人们重视，已经危害到了我国食品安全和公民的健康。所以，社会各界人士越来越重视如何将餐厨垃圾进行无害处理，实现资源合理利用视，有利于进一步提高我国公民的生活水平和生活环境。

2 我国餐厨垃圾的处理状况

随着中国人民生活水平的日益提高，我国一年内制造的餐厨垃圾总量将达1 亿t。到现在为止，餐厨垃圾主要处理方式有作饲料、填埋、焚烧等；填埋、焚烧、作饲料这三种处理方式在实际处理过程中容易遭二次污染的弊端。然而，餐厨垃圾中含有丰富的有机物质，是可以循环、再生作为有机农业化肥的，能够实现资源再次利用，减少资源的浪费；为了保持土壤的肥沃程度，我国在有机化肥地投入总量上将达到5000 万t。因此，将餐厨垃圾进行合理地处理之后回收利用，不仅可以合理处理餐厨垃圾，还可以实现资源的二次利用，增加土壤的有机物质。并且，随着生物技术地不断发展，实际堆肥过程中的成本进一步降低，慢慢地变成餐厨垃圾的主要处理手段。

然而，用堆肥的方式来处理餐厨垃圾的过程中，仍然存在着许多问题，比如，效益比较低、时间比较长等，造成将城市餐厨垃圾实现资源再生的进程变慢。在国内外相关研究报告显示，通过好氧堆肥的方式能大大缩短餐厨垃圾的处理时间，同时，还可以减少处理过程中有物质或有害气体地产生，截止目前，关于堆肥技术的研究报告十分少见。另外，在中国传统蔬菜生产过程中都有利用有机化肥的习惯，由于农家肥利用率低、有机肥研发相对较慢等因素的影响，造成了有机化肥施用频率变低和过量施用氮磷化学肥料，导致了水体营养过盛，一些地区的水体水质已经遭到了严重影响。

3 二步法介绍

二步法这一概念最早诞生了聚氨酯泡沫塑料的制备方法中，其具体理念是根据不同分子量的多元醇聚合物，然后根据生产中工艺的各总要求来调整最初产品的类型，使其能够满足性能要求的合成物品。而这种方法中最重要的缓解就是热量分为两个环节释放，减少了传统方法中一次放热可能产生的过热现象，让整个反应更加立体且简易。这种方法将工艺制作中单一环节分为了两部进行，提高了生产效果。而在本次研究中，所研究的方向为餐厨垃圾处理，现有餐厨垃圾处理最为良好的方法就是利用垃圾进行堆肥处理，使得垃圾变废为宝，成为农业生产中的肥料。传统堆肥方法也是一次进行的，利用一次腐熟菌剂的加入，让垃圾发生对应的化学反应。这种方法的弊端不再赘述，而采用两步方法，也就是将这一环节分为两步进行，也符合生产理念，而且对于当前的生产效率将会有明显的提升。

4 二步法的应用分析

在本次研究中，收集才用的餐厨垃圾来源为兰州资源环境职业技术学院学生食堂，其中水分和全碳比例占据较高，而且各种比例符合基本的餐厨垃圾比例现象，同时经过有效筛选后颗粒都在5.6mm 之下。由于二步法仍然是采用堆肥处理，因此，利用堆肥仓来进行餐厨垃圾的处理。堆肥仓的具体尺寸为长度6 米、宽度2.5 米和高度2 米，配备基本的翻堆机器和热风装置，确保风流可以顺利的进入堆肥仓，同时可以排出滤液，而且对进出材料进行有效的防腐保护。

餐厨垃圾二次堆肥处理工艺示意图

而具体的实验中，需要有效的控制通风情况和堆（转下页）肥温度，在一步堆肥发酵时，加入腐熟菌剂A1，将水的质量控制在60%左右，温度为52.5 设置度，一步堆肥需要持续一周就时间，而且在最开始的二十四个小时内不准通风也不控制堆肥温度。而二步为堆肥发酵，发酵中，同样加入腐熟菌剂A2，将工艺温度控制在57.5 摄氏度，堆肥时间超过一周。A1 和A2 均为生产记忆纯熟的腐熟菌剂，具体有芽孢杆菌属、高温放线菌属和高温单孢菌属等构成。

在经过二步法进行堆肥后，所产生的肥料效力更强，而且分析其内在物质，各种微生物产量都在急剧增加，而且分别在5天时间和13 天时间数值达到最大值，数值都超过了利用传统方法进行堆肥的数值。餐厨垃圾中涉及为元素较多，各种微生物数量也十分庞大，生长条件各异，而如果盲目的进行堆肥等设置，并不能真正的让微生物生长能够有效的生长。在二步法中，则是引入了A1 和A2 腐熟菌剂来改善这个问题。而且就二步法进行分析，其改善了空气对流及二次添加等工艺，让餐厨垃圾的反应等各方面的现象都处于最佳条件下，也就促使了这种方法的先进性及有效性。

5 餐厨垃圾堆肥对施肥工艺的优化分析

餐胡垃圾堆肥后所产生的肥料，由于原材料丰富，因此各种微量元素的含量也十分丰富，以氮磷两种元素为例，在实际的农业生产中，使用传统肥料配合餐厨垃圾堆肥后的产物，将对让氮磷两种元素含量更高。不过这种配比需要尊重科学的方法，不能盲目的增加任何一种肥料的使用，一旦氮磷两种元素过量，也会造成两种元素的流失。而合理的通过餐厨肥料的加入，将会改善土壤质量，提高土壤肥力，对于农业生产也是一个巨大的帮助。在未来的发展理念中，对于各种物品的可持续发展十分重视，这也是环保要求的重要环节，餐厨垃圾将现有的垃圾变废为宝，也符合环保理念和可持续发展理念。

6 结论

目前，餐厨垃圾处置是一项沉重的社会负担，为了有效的解决这个问题，我国已经开始采用将餐厨垃圾转换为农业生产肥料来处理。但是，传统堆肥技术的堆体占地面积较大、堆肥过程的工艺参数难以控制，因而时间长、成本高、容易产生二次污染。而为了改善传统方法中的不足，诞生了本次研究中所用的二步法，二步法最为简单的过程就是将传统堆肥中的重要环节进行分步处理，而这种方法也更加科学，同时对于肥料的生产也有所保证。二步法堆肥工艺创新设计了堆肥仓、布料机、控温仪等设施，通过观察二步法生产的具体结果，无论是肥料的质量，或者是基本的生产效率，这种方法都要比传统的堆肥方法具有更大的优势。也就是说在未来的餐厨垃圾处理中，二步法堆肥基本实现了工业化堆肥，避免了二次污染，使得餐厨垃圾能够可持续有效处置。