餐廚垃圾二步法堆肥發酵工藝及施肥技術的優化

張永合 謝偉雪 展爭艷 萬家秀 李 凱

（蘭州資源環境職業技術學院，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。餐廚垃圾是我們日常生活中常見的固體垃圾，是由于我們日常生活習慣的原因，造成了大量的餐廚垃圾，占整個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，約達到了垃圾總量的70%～90%；這些餐廚垃圾中油脂、鹽分、有機物等含量比較高，而且容易腐爛變質，氣味難聞；與此同時，還十分容易滋生病原微生物、寄生蟲等對人體有害的物質。在利益的驅使下，餐桌上剩下的油脂經常被一些不良商家進一步加工提煉之后又回到餐桌上。因為餐桌上遺留的油脂含有大量的苯、黃曲霉素等對人體有害的物質，長期食用這種油脂會引起慢性疾病，甚至可能患上癌癥；餐廚垃圾也常常被商家回收之后，未經任何處理直接當成飼料喂養家禽，這種不合理的做法很容易引發禽感染，在食物鏈的作用下進入人體，導致人體患上疾病。截止目前，由“垃圾豬”、“地溝油”等餐廚垃圾所引起食品安全問題越來越受到人們重視，已經危害到了我國食品安全和公民的健康。所以，社會各界人士越來越重視如何將餐廚垃圾進行無害處理，實現資源合理利用視，有利于進一步提高我國公民的生活水平和生活環境。

2 我國餐廚垃圾的處理狀況

隨著中國人民生活水平的日益提高，我國一年內制造的餐廚垃圾總量將達1 億t。到現在為止，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際處理過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物質，是可以循環、再生作為有機農業化肥的，能夠實現資源再次利用，減少資源的浪費；為了保持土壤的肥沃程度，我國在有機化肥地投入總量上將達到5000 萬t。因此，將餐廚垃圾進行合理地處理之后回收利用，不僅可以合理處理餐廚垃圾，還可以實現資源的二次利用，增加土壤的有機物質。并且，隨著生物技術地不斷發展，實際堆肥過程中的成本進一步降低，慢慢地變成餐廚垃圾的主要處理手段。

然而，用堆肥的方式來處理餐廚垃圾的過程中，仍然存在著許多問題，比如，效益比較低、時間比較長等，造成將城市餐廚垃圾實現資源再生的進程變慢。在國內外相關研究報告顯示，通過好氧堆肥的方式能大大縮短餐廚垃圾的處理時間，同時，還可以減少處理過程中有物質或有害氣體地產生，截止目前，關于堆肥技術的研究報告十分少見。另外，在中國傳統蔬菜生產過程中都有利用有機化肥的習慣，由于農家肥利用率低、有機肥研發相對較慢等因素的影響，造成了有機化肥施用頻率變低和過量施用氮磷化學肥料，導致了水體營養過盛，一些地區的水體水質已經遭到了嚴重影響。

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，其具體理念是根據不同分子量的多元醇聚合物，然后根據生產中工藝的各總要求來調整最初產品的類型，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環節釋放，減少了傳統方法中一次放熱可能產生的過熱現象，讓整個反應更加立體且簡易。這種方法將工藝制作中單一環節分為了兩部進行，提高了生產效果。而在本次研究中，所研究的方向為餐廚垃圾處理，現有餐廚垃圾處理最為良好的方法就是利用垃圾進行堆肥處理，使得垃圾變廢為寶，成為農業生產中的肥料。傳統堆肥方法也是一次進行的，利用一次腐熟菌劑的加入，讓垃圾發生對應的化學反應。這種方法的弊端不再贅述，而采用兩步方法，也就是將這一環節分為兩步進行，也符合生產理念，而且對于當前的生產效率將會有明顯的提升。

4 二步法的應用分析

在本次研究中，收集才用的餐廚垃圾來源為蘭州資源環境職業技術學院學生食堂，其中水分和全碳比例占據較高，而且各種比例符合基本的餐廚垃圾比例現象，同時經過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，利用堆肥倉來進行餐廚垃圾的處理。堆肥倉的具體尺寸為長度6 米、寬度2.5 米和高度2 米，配備基本的翻堆機器和熱風裝置，確保風流可以順利的進入堆肥倉，同時可以排出濾液，而且對進出材料進行有效的防腐保護。

餐廚垃圾二次堆肥處理工藝示意圖

而具體的實驗中，需要有效的控制通風情況和堆（轉下頁）肥溫度，在一步堆肥發酵時，加入腐熟菌劑A1，將水的質量控制在60%左右，溫度為52.5 設置度，一步堆肥需要持續一周就時間，而且在最開始的二十四個小時內不準通風也不控制堆肥溫度。而二步為堆肥發酵，發酵中，同樣加入腐熟菌劑A2，將工藝溫度控制在57.5 攝氏度，堆肥時間超過一周。A1 和A2 均為生產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成。

在經過二步法進行堆肥后，所產生的肥料效力更強，而且分析其內在物質，各種微生物產量都在急劇增加，而且分別在5天時間和13 天時間數值達到最大值，數值都超過了利用傳統方法進行堆肥的數值。餐廚垃圾中涉及為元素較多，各種微生物數量也十分龐大，生長條件各異，而如果盲目的進行堆肥等設置，并不能真正的讓微生物生長能夠有效的生長。在二步法中，則是引入了A1 和A2 腐熟菌劑來改善這個問題。而且就二步法進行分析，其改善了空氣對流及二次添加等工藝，讓餐廚垃圾的反應等各方面的現象都處于最佳條件下，也就促使了這種方法的先進性及有效性。

5 餐廚垃圾堆肥對施肥工藝的優化分析

餐胡垃圾堆肥后所產生的肥料，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，在實際的農業生產中，使用傳統肥料配合餐廚垃圾堆肥后的產物，將對讓氮磷兩種元素含量更高。不過這種配比需要尊重科學的方法，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量，也會造成兩種元素的流失。而合理的通過餐廚肥料的加入，將會改善土壤質量，提高土壤肥力，對于農業生產也是一個巨大的幫助。在未來的發展理念中，對于各種物品的可持續發展十分重視，這也是環保要求的重要環節，餐廚垃圾將現有的垃圾變廢為寶，也符合環保理念和可持續發展理念。

6 結論

目前，餐廚垃圾處置是一項沉重的社會負擔，為了有效的解決這個問題，我國已經開始采用將餐廚垃圾轉換為農業生產肥料來處理。但是，傳統堆肥技術的堆體占地面積較大、堆肥過程的工藝參數難以控制，因而時間長、成本高、容易產生二次污染。而為了改善傳統方法中的不足，誕生了本次研究中所用的二步法，二步法最為簡單的過程就是將傳統堆肥中的重要環節進行分步處理，而這種方法也更加科學，同時對于肥料的生產也有所保證。二步法堆肥工藝創新設計了堆肥倉、布料機、控溫儀等設施，通過觀察二步法生產的具體結果，無論是肥料的質量，或者是基本的生產效率，這種方法都要比傳統的堆肥方法具有更大的優勢。也就是說在未來的餐廚垃圾處理中，二步法堆肥基本實現了工業化堆肥，避免了二次污染，使得餐廚垃圾能夠可持續有效處置。