技术领域
[0001] 本
发明涉及有机废弃物无害化资源化利用技术，属于环保领域，具体为一种餐厨垃圾、人畜禽
粪便和城市
污泥无害化资源化利用方法。
背景技术
[0002] 有机废弃物主要包括餐厨垃圾、人畜禽粪便和城市污泥。随着规模化禽畜养殖业的快速发展，禽畜粪便集中排放导致的环境污染问题日趋严重。大量未经处理的禽畜粪便直接排放，会对大气、
土壤、
水体造成严重污染，甚至危及人类健康。对禽畜粪便等有机废弃物进行合理有效处理及资源化利用，是保证禽畜养殖业可持续发展的重要途径。目前，对禽畜粪便等有机废弃物一般进行堆肥处理，即将禽畜粪便等有机废弃物首先进行固液分离，分离后的液体COD含量高，处理难度大，直接排放，会对大气、土壤、水体造成严重污染。分离后的固体直接运送到
有机肥厂进行集中的堆肥处理，经过堆肥处理后，有机废弃物就可以转变为有机肥加以利用。但传统的堆肥技术，由于占用场区面积大及
基础设施投资大、蝇虫滋生严重、堆制周期长、养分损失严重、无害化程度低等缺点，限制了其应用与推广。并且堆肥处理成本高而且臭味大产生大气污染，影响有机肥厂的工作环境以及周围居民的正常生活。此外，有机废弃物含有大量的虫卵、大肠杆菌、金黄色葡萄球杆菌及抗生素等有害物质，在将其运输至有机肥厂的过程中，容易造成环境污染。餐厨垃圾和城市污泥进入城市垃圾处理系统中，多采用掩埋焚烧等方式处理，不但污染环境，而且还得不到
回收利用。
[0003] 对于有机废弃物的处理“无害化、减量化、稳定化、资源化”是我国的标准。因此将人畜禽粪便、餐厨垃圾和城市污泥等有机废弃物进行无害化资源化利用，既能使有机废弃物能够变废为宝，减少环境污染，又能达到农业部提出的农用面源污染治理“一控两减三基本”的目标，具有较高的社会效益和一定的经济效益，是创造节约型社会、促进农业可持续发展的必然要求。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的不足，本发明提供了一种餐厨垃圾、人畜禽粪便和城市污泥无害化资源化利用方法，它具有广谱性，病原微生物去除率99％以上，抗生素去除率达到96％以上，
发酵周期控制在4-6天，不仅发酵周期显著减少，而且腐熟后的微生物有机营养液具有很好的肥效。
[0005] 因此，本发明提供了一种微生物有机营养液，所述微生物有机营养液由有机废弃物、有机辅料及微生物制备得到，所述微生物有机营养液中的
腐殖酸质量浓度≥10％。微生物有机营养液的活性微生物含量达到1000万个/g以上。
[0006] 有机废弃物是指人们在生产活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的有机类物质。例如人畜禽粪便、餐厨垃圾、市政污泥。
[0007] 有机辅料是指用于好
氧发酵所需
碳源物质。例如农业秸秆、中药药渣和林业枝条。
[0008] 根据一些实施方式，本发明所述的有机废弃物选自餐厨垃圾、人畜禽粪便或市政污泥及其任意组合，且有机废弃物的含水率小于85％。
[0009] 根据一些实施方式，本发明所述的有机辅料选自秸秆粉、
酒糟或中药药渣及其任意组合，其粒径可小于10mm。
[0010] 根据一些实施方式，有机废弃物质量占比为60％-75％，有机辅料的质量占比为25％-40％。
[0011] 根据一些实施方式，本发明所述的微生物选自乳酸菌、
醋酸菌、双歧杆菌、光合细菌、芽孢杆菌、放线菌、丝状
真菌、
酵母菌或胞外酶及其任意组合。
[0012] 根据一些实施方式，步骤5)所添加的微生物是微生物菌剂。微生物菌剂是指，微生物(例如好氧微生物)经过工业化生产扩繁后，利用多孔的物质作为
吸附剂(如草炭、蛭石)，吸附菌体的发酵液加工制成的活菌制剂。例如，一些可商购得到的生物有机肥发酵菌剂。所添加的微生物菌剂中活性微生物含量可达到1000万个/g以上。
[0013] 根据一些实施方式，微生物菌剂中有效活菌数≥2亿/g(即所需微生物的活菌数)。
[0014]
水溶性腐殖酸质量浓度本发明还提供了餐厨垃圾、人畜禽粪便和城市污泥无害化资源化利用的方法，亦即制备本发明的微生物有机营养液的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0015] 1)将有机废弃物与有机辅料混合、
粉碎；
[0016] 2)加入
离子液体催化剂进行氧化降解；
[0017] 3)分离除去步骤2)所得物料中的离子液体催化剂，然后将物料进行
热解；
[0018] 4)调节步骤3)所得物料的碳氮比，使之为23-28(重量比)；
[0019] 5)向步骤4)所得物料添加微生物，使物料发酵，从而获得微生物有机营养液。
[0020] 根据一些实施方式，步骤2)中的离子液体催化剂为1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐。
[0021] 根据一些实施方式，步骤2)的反应
温度为25-60℃，反应时间为15min-100min，pH值为4.0-7.0。
[0022] 根据一些实施方式，步骤2)的反应温度为30-40℃。
[0023] 根据一些实施方式，步骤2)的反应时间为20-40min。
[0024] 根据一些实施方式，步骤2)的pH值为6.0-6.8。
[0025] 根据一些实施方式，步骤3)的热解温度为100-180℃。
[0026] 根据一些实施方式，步骤3)的热解时间为20-100min。
[0027] 根据一些实施方式，步骤3)的热解温度为120-140℃。
[0028] 根据一些实施方式，步骤3)的热解时间为30-60min。
[0029] 根据一些实施方式，热解过程中产生的不凝气体可通过UV紫外光解氧化除臭。
[0030] 根据一些实施方式，步骤5)中添加微生物菌剂，其添加量为2‰-2％质量百分比，
发酵罐内温度为40-80℃，发酵罐内的pH值5.8-8.2，溶氧量20％-60％体积百分比，发酵时间为2-10天。
[0031] 根据一些实施方式，步骤5)中微生物菌剂的添加量为4‰-8‰质量百分比。
[0032] 根据一些实施方式，步骤5)中发酵罐内温度为50-70℃。
[0033] 根据一些实施方式，步骤5)中发酵罐内pH值为6.2-7.4。
[0034] 根据一些实施方式，步骤5)中溶氧量为40％-55％体积百分比。
[0035] 根据一些实施方式，步骤5)中的发酵时间为4-6天。
[0036] 根据一些实施方式，步骤1)中，将有机废弃物与有机辅料进行混合，通过水
力碎浆机粉碎均匀；然后进入氧化降解反应釜，加入离子液体催化剂来活化分子氧，进行步骤2)，来实现有机废弃物的高效氧化降解，反应温度为25-60℃，优选30-40℃，反应时间为15min-100min，优选20-40min，pH值为4.0-7.0，优选6.0-6.8；氧化后的物料经过分离除去离子液体催化剂后进入横管联蒸器，蒸煮温度为100-180℃，优选120-140℃，蒸煮时间为20-
100min，优选30-60min，进行步骤3)，蒸煮过程中的产生的不凝气体通过UV紫外光解氧化除臭；蒸煮后的物料进入调节釜，调节C/N比为23-28，进行步骤4)；调节后的物料进入快速发酵罐进行腐熟，微生物菌剂加入量为2‰-2％，优选4‰—8‰，控制发酵罐的温度40-80℃，优选温度50-70℃，控制发酵罐的pH值5.8-8.2，优选6.2-7.4，控制发酵罐的溶氧量20％-
60％，优选40％-55％，发酵时间为2-10天，优选4-6天，发酵获得微生物有机营养液，从而完成步骤5)。
[0037] 本发明所述方法的步骤2)中使用的离子液体催化剂为疏水性离子液体催化剂1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐。由于离子液体的良好疏水性能和
稳定性能，可以通过简单的液液分离实现有机废弃物水溶液和催化剂的成功分离，催化剂可以循环使用，运行成本低，是一种清洁、高效、经济的氧化降解途径。
[0038] 所述的快速发酵罐由电器控制装置、转动
电机、发酵罐主体、带众多气孔的搅拌装置、高压循环装置、微生物菌添加装置，内螺旋高温装置，上料装置、下料装置组成。工作流程为首先打开电机使搅拌装置启动，然后，高压气体装置打开，高压气体由引入气道进入搅拌叶的内腔，搅拌叶中间是空型结构，搅拌叶有很多小的气孔组成，高压气体通过搅拌
叶片的孔道进入发酵罐主体内，同时，上料装置送到螺旋高温器把液体生物菌和人畜禽粪便等有机废弃物高温装置充分高温加热，然后，生物菌在高温高氧下快速活化，快速发酵腐熟。
[0039] 所述微生物有机营养液无害化指标包括如下：蛔虫卵死亡率≥95％，大肠菌群数≤100个/g，抗生素(包括
四环素类、氟喹诺
酮类、磺胺类、大环内酯类)残留量≤1mg/kg。
[0040] 所述微生物有机营养液完全
腐蚀指标包括如下：富里酸(FA)＜6g/kg，腐殖化指数(HI)＞0.6，
黄腐酸≥100g/kg。
[0041] 本发明的方法避免了传统堆肥发酵过程中水分含量高，发酵条件不可控等问题，材料的选择具有广谱性，适用于餐厨垃圾、人畜禽粪便和城市污泥。病原微生物去除率99％以上，抗生素去除率达到96％以上，发酵周期控制在4-6天，不仅发酵周期显著减少，而且腐熟后的微生物有机营养液具有很好的肥效。
附图说明
[0042] 图1是本发明方法的一个实施方式的工艺
流程图具体实施方式
[0043] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合
实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并非用于限定本发明。
[0044] 实施例1
[0045] 将餐厨垃圾与有机辅料(中药药渣)按照8:2的比例粉碎、混合，
含水量为75％，进入氧化降解反应釜，加入1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐作为催化剂，进行高效氧化降解反应，1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐催化剂用量为混合物料总质量的10％；反应温度为30℃，反应时间为25min，pH值为6.5。氧化后的物料分离离子液体催化剂后进入横管联蒸器，蒸煮温度为120℃，蒸煮时间为40min。蒸煮过程中产生的不凝气体通过UV紫外光解氧化除臭。蒸煮后的物料进入调节罐，C/N比为25，调节好的物料进入快速发酵罐进行腐熟，微生物菌剂加入量为4‰，发酵罐的温度55℃，pH值6.2，发酵罐的溶氧量55％，发酵时间为5天，发酵好的物料即为微生物有机营养液。经检测微生物有机营养液蛔虫卵死亡率≥99％，大肠菌群数5个/g(ml)，抗生素残留未检测到，富里酸(FA)含量为5.1g/kg，腐殖化指数(HI为)0.74，水溶性腐殖酸质量浓度102g/kg，活性微生物含量3200万个/g。
[0046] 本发明各实施例中使用的微生物菌剂都是：菌禾生物有机肥发酵菌剂，产品参数：100亿/ml(％)，生产厂家：寿光菌禾生物科技有限公司。
[0047] 实施例2
[0048] 将畜禽粪便(猪粪)与有机辅料(玉米秸秆粉)按照8:2的比例混合，含水量为82％，进入氧化降解反应釜加入1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐催化剂来活化分子氧，进行高效氧化降解反应，1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐催化剂用量为混合物料总质量的8％，反应温度为35℃，反应时间为30min，pH值为6.6。氧化后的物料分离离子液体催化剂后进入横管联蒸器，蒸煮温度为130℃，蒸煮时间为30min。蒸煮过程中的产生的不凝气体通过UV紫外光解氧化除臭。蒸煮后的物料进入调节罐，C/N比为26，调节好的物料进入快速发酵罐进行腐熟，微生物菌剂加入量为5‰，发酵罐的温度50℃，pH值6.5，发酵罐的溶氧量50％，发酵时间为4天。发酵好的物料进行
包装，获得微生物有机营养液。经检测微生物有机营养液蛔虫卵死亡率≥99.5％，大肠菌群数4个/g(ml)，抗生素残留未检测，富里酸(FA)含量为3.8g/kg，腐殖化指数(HI为)0.81，水溶性腐殖酸质量浓度108g/kg，活性微生物含量2600万个/g。
[0049] 实施例3
[0050] 将城市生活污泥与有机辅料(酒糟)按照7:3的比例粉碎、混合，含水量为78％，进入氧化降解反应釜加入1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐催化剂活化分子氧，进行高效氧化降解反应，1-正丁基-3甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐催化剂用量为混合物料总质量的12％反应温度为38℃，反应时间为40min，pH值为6.6。氧化后的物料分离离子液体催化剂后进入横管联蒸器，蒸煮温度为120℃，蒸煮时间为45min。蒸煮过程中的产生的不凝气体通过UV紫外光解氧化除臭。蒸煮后的物料进入调节罐，C/N比为24，调节好的蒸煮后的物料进入快速发酵罐进行腐熟，微生物菌剂加入量为8‰，发酵罐的温度50℃，pH值6.7，发酵罐的溶氧量52％，发酵时间为6天。发酵好的物料进行包装，获得微生物有机营养液。经检测微生物有机营养液蛔虫卵死亡率≥99.2％，大肠菌群数6个/g(ml)，抗生素残留未检测到，富里酸(FA)含量为4.2g/kg，腐殖化指数(HI为)0.72，水溶性腐殖酸质量浓度
107g/kg，活性微生物含量2900万个/g。
[0051] 实施例4
[0052] 微生物有机营养液种植苹果肥效试验
[0053] 本实施例使用的微生物有机营养液为实施例3所制得，水溶性腐殖酸质量浓度107g/kg，对照处理为施用商品有机肥，试验处理为每株全年施用微生物有机营养液1.5kg，对照处理为每株全年施用商品有机肥15kg。本发明各实施例中使用的商品有机肥全部都是果蔬丰(生物有机菌肥)，产品参数：有效活性菌≥2亿个/克，有机质≥45％，生产企业：河北智道生物科技有限公司。
[0054] 试验结果表明施用微生物有机营养液对比对照处理百叶重提高45％，说明叶片厚度和叶片面积同时增加；苹果果实产量提高30.82％，果实品质得到显著改善，果实硬度增加40％，含糖量提高28％，实现高产与优质相统一；
[0055] 实施例5
[0056] 微生物有机营养液种植桃子肥效试验
[0057] 本实施例使用的微生物有机营养液为发明实施例2所制得，水溶性腐殖酸质量浓度108g/kg，对照处理为施用商品有机肥，试验处理为每株全年施用微生物有机营养液2kg，对照处理为每株全年施用商品有机肥20kg。试验结果表明施用微生物有机营养液对比对照处理单果重提高30.29％，差异极显著，果实硬度增加14.9％，VC含量提高44％，显著提高糖度，降低酸度。
[0058] 实施例6
[0059] 微生物有机营养液种植辣椒肥效试验
[0060] 本实施例使用的微生物有机营养液为发明实施例1所制得，水溶性腐殖酸质量浓度102g/kg，对照处理为施用商品有机肥，试验处理为每亩全年施用微生物有机营养液50kg，对照处理为每亩全年施用商品有机肥500kg。试验结果表明施用微生物有机营养液具有提高利用率，减少化肥用量，促进营养在植株体内的运输，改善植株生长的作用，提高辣椒的座果率，提高辣椒单果重，增加产量，增产率为11.4％，且有提高辣椒的商品率的作用，从而达到增产增收的目的。
[0061] 实施例7
[0063] 本实施例使用的微生物有机营养液为发明实施例2所制得，水溶性腐殖酸质量浓度108g/kg，对照处理为施用商品有机肥，试验处理为每亩全年施用微生物有机营养液30kg，对照处理为每亩全年施用商品有机肥300kg。试验结果表明施用微生物有机营养液马铃薯产量提高45％，马铃薯鲜薯镁、
铁、锌含量分别增加了14.7％、12.5％和50.2％。
