一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术的制作方法

    技术2025-08-03  10


    本发明涉及堆肥,具体涉及一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术。


    背景技术:

    1、有机固体废弃物的分解效率低下,导致有机固体废物的成熟期较长,在很大程度上限制了好氧堆肥的广泛应用。因此,要使好氧堆肥大规模应用,重要的是在堆肥过程中注意提高有机质的转化效率,以便开发更有效的有机固废处理和利用技术。在过去的几十年里,各种改良的堆肥技术已经被广泛研究,以提高堆肥的效率。学者们广泛研究了各种改良的堆肥技术,以提高有机固体废物的堆肥效率以及污染物的去除率,如超高温堆肥、蚯蚓堆肥、外援电场辅助堆肥和添加剂堆肥(heetal.,2019;tangetal.,2019;yuetal.,2019)。

    2、添加剂堆肥已被证明是提高堆肥效率的有效途径,氧化铁纳米颗粒(包括fe2o3和fe3o4)增加了有机质的降解,减少了堆肥过程中的总氮损失(zhangetal.,2016)。有研究表明,铁及其化合物可以调节微生物群落的代谢过程和酶活性,从而影响堆肥的质量(niuetal.,2021)。在含有丰富铁及其化合物的环境中,通过haber-weiss、fenton和fenton-like反应自发产生羟基自由基(·oh)的报道越来越多,·oh的产生在全球营养循环和环境污染物的转化中起着重要作用。

    3、堆肥的主要特点是腐殖过程将可生物降解的有机物转化为稳定和顽固的腐殖质物质。传统堆肥过程碳素损失严重,且腐殖化效率较低,关于堆肥过程影响腐殖酸的形成途径尚存在不确定性。堆肥腐熟是一个由微生物主导的生理生化过程,通过微生物发酵使堆料矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟的肥料。将堆肥后收获的副产品应用于土地有助于促进植物生长,增加土壤生物多样性和有机物含量,从而提高农业生产力。然而,目前堆肥生产的瓶颈是生产周期长、堆肥产品质量差,急需开发一种新的优化方法来提高堆肥品质,缩短堆肥周期,促进有机废弃物资源化的利用效率、堆肥中腐殖化程度。

    4、现有快速堆肥的专利集中在对堆肥条件的控制,如选配不同有机物料调节碳氮比或是控制堆肥过程中的温度、水分、氧气、酸碱度等环境指标,促进堆肥发酵进程,提高堆肥内微生物活性间接促进腐殖质的形成,但是仍存在腐熟周期长的问题。

    5、因此,为了解决上述问题,本发明公开了一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,填补目前技术的空白。

    2、本发明的目的通过以下技术方案来实现:

    3、一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,具体包括如下步骤:

    4、(1)选用餐厨废弃物,经去除硬质骨头类物质后破碎,混合锯末,将餐厨废弃物与锯末按比例充分混合均匀,调整含水率;

    5、(2)将混合好的堆肥原料放置于堆肥反应器或泡沫箱进行好氧发酵,通过加热装置设定进行跟随堆体辅热,到数显温度计测定温度;

    6、(3)设置堆肥反应器加热装置的温差跟随堆体辅热;

    7、(4)向堆肥反应器中添加过一硫酸氢钾,在堆肥反应器内混合均匀;

    8、(5)通过控制连续曝气鼓风机的参数调整曝气量;

    9、(6)进行堆肥,堆肥过程中进行搅拌。

    10、优选地,所述堆肥反应器通过加热装置(11)进行跟随堆体辅热,可在<1min的时间内到数显温度计(5)测定温度并外接通风设备连续曝气鼓风机(9)从反应器底部多孔板(3)处进行强制曝气,通过控制中心(7)和流量计(10)分别设定加热方式与通风方式,反应器外部包裹隔热材料保温层(2)和吸水材料(6)以减少热量损耗,侧面设有取样口(8),顶部留有取气瓶(1)用于测定气体浓度,并在底部设有收集渗滤液装置(4)。

    11、优选地,步骤(1)中,所述锯末为1~2mm,所述餐厨废弃物与锯末按3~4:1~2的质量百分比充分混合均匀,所述含水率调整至58~68%。

    12、优选地,步骤(2)中,所述堆肥反应器主体结构采用pvc材质,所述加热装置(11)功率为360w。

    13、优选地,步骤(3)中,设置所述堆肥反应器加热装置的温差为1℃跟随堆体辅热。

    14、优选地,步骤(4)中,添加所述过一硫酸氢钾为堆肥原料体积的0.2~0.5%,所述过一硫酸氢钾(khso5)cp,>98%。

    15、优选地,步骤(5)中,所述连续曝气鼓风机的参数为45~55ml/min。

    16、优选地,步骤(6)中,所述进行堆肥周期为14~18天,所述搅拌频率为2~3天/次。

    17、上文中,所述设置堆肥反应器加热装置的温差跟随堆体辅热;即加热装置加热温度比堆体内温度始终小1℃,这个操作是尽可能的对于热损耗进行控制,该控制可通过软件平台实现(软著登记号:2022sr0224236)。

    18、本发明工作机理:

    19、过硫酸盐(pms)在高级氧化领域广泛用于难去除的有机污染物,当环境温度>50℃会导致结构中o-o键断裂,形成so4-·,其可以在高温期稳定释放羟基自由基(·oh)。·oh在堆肥中被证实具有强氧化还原能力,能够降解难降解的木质纤维素,在微生物的胞外作用下促进腐殖质的形成,提高堆肥腐熟效率。但是·oh也能对细胞dna造成损伤,降低堆肥微生物的活性。所以,一定程度促进·oh的产生能够激发微生物氧化应激,加速电子传递效率,缩短堆肥周期。

    20、由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有如下有益效果:

    21、1、本发明激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术经研究发现在堆肥中添加0.2~0.5%pms能够提高腐殖质含量8.5~23.5%;

    22、2、本发明激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术经研究发现在堆肥中添加0.2~0.5%pms能够提升腐熟度9.2~23.4%;

    23、3、本发明激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术经研究发现在堆肥中添加0.2~0.5%pms能够缩短堆肥周期14.2%~33.3%;

    24、4、本发明激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术能够促进有机废弃物资源化的利用效率。



    技术特征:

    1.一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,具体包括如下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,所述堆肥反应器通过加热装置(11)进行跟随堆体辅热,可在<1min的时间内到数显温度计(5)测定温度并外接通风设备连续曝气鼓风机(9)从反应器底部多孔板(3)处进行强制曝气,通过控制中心(7)和流量计(10)分别设定加热方式与通风方式,反应器外部包裹隔热材料保温层(2)和吸水材料(6)以减少热量损耗,侧面设有取样口(8),顶部留有取气瓶(1)用于测定气体浓度,并在底部设有收集渗滤液装置(4)。

    3.如权利要求1所述的一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,步骤(1)中,所述锯末为1~2mm,所述餐厨废弃物与锯末按3~4:1~2的质量百分比充分混合均匀,所述含水率调整至58~68%。

    4.如权利要求1所述的一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,步骤(2)中,所述堆肥反应器主体结构采用pvc材质,所述加热装置(11)功率为360w。

    5.如权利要求1所述的一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,步骤(3)中,设置所述堆肥反应器加热装置的温差为1℃跟随堆体辅热。

    6.如权利要求1所述的一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,步骤(4)中,添加所述过一硫酸氢钾为堆肥原料体积的0.2~0.5%,所述过一硫酸氢钾cp,>98%。

    7.如权利要求1所述的一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,步骤(5)中,所述连续曝气鼓风机的参数为45~55ml/min。

    8.如权利要求1所述的一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,其特征在于,步骤(6)中,所述进行堆肥周期为14~18天,所述搅拌频率为2~3天/次。


    技术总结
    本发明提供了一种激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术,包括:选用餐厨废弃物,经去除硬质骨头类物质后破碎,混合锯末,将餐厨废弃物与锯末按比例充分混合均匀,调整含水率;将混合好的堆肥原料放置于堆肥反应器或泡沫箱进行好氧发酵,通过加热装置设定进行跟随堆体辅热,到数显温度计测定温度;设置堆肥反应器加热装置的温差跟随堆体辅热;向堆肥反应器中添加过一硫酸氢钾,在堆肥反应器内混合均匀;通过控制连续曝气鼓风机的参数调整曝气量;进行堆肥,堆肥过程中进行搅拌;本发明激发堆肥活性氧产生的快速腐熟技术在堆肥中添加PMS能够提高腐殖质含量;提升腐熟度;缩短堆肥周期;促进有机废弃物资源化的利用效率。

    技术研发人员:李季,陈彦廷,丁国春,刘宝驹,刘英杰,许艇,丁晓艳,王宁
    受保护的技术使用者:中农新科(苏州)有机循环研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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