一种添加磷石膏的堆肥的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种添加磷石膏的堆肥的制备方法。该制备方法包括如下步骤：将厨余垃圾、玉米秸秆和磷石膏混合，得到质量含水率为50～60％的堆肥物料；堆肥物料经好氧发酵，即得堆肥；其中，厨余垃圾与玉米秸秆的湿基质量比为17∶3～9∶1，磷石膏的添加量为厨余垃圾和玉米秸秆的混合物的干基质量的5～15％。与现有技术相比，本法明具有以下优点：(1)磷石膏加入堆肥后，SO42-、PO43-和游离的磷酸对CH4和NH3的产生和排放有一定的抑制和固定作用，可显著降低堆肥过程中CH4和NH3的排放量。(2)本发明具有成本低、操作简单等优点，对厨余垃圾堆肥过程中污染气体减排调控具有非常重要的实用价值，并在一定程度上缓解了工业废弃物磷石膏的处理问题。
【专利说明】一种添加磷石膏的堆肥的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种添加磷石膏的堆肥的制备方法，属于环境污染控制领域。
【背景技术】
[0002] 厨余垃圾是一种产生于家庭和餐饮业厨房的有机垃圾，占城市生活垃圾的40%以 上，在中国的一些大城市，这一比例可能超过60 %。近年来，随着人口的增长和城市化的 加剧，厨余垃圾的产生量和在生活垃圾中所占比例还在逐渐增加。堆肥化是目前世界范围 内公认的能够有效处理厨余垃圾的方法，其在实现厨余垃圾减量化、无害化的同时，生产出 安全、稳定和有营养价值的肥料作为土壤修复剂，即实现厨余垃圾的资源化。然而，由于厨 余垃圾具有高含水率和高有机质含量的特性，厨余垃圾堆肥过程很容易发生局部厌氧的情 况，从而产生污染气体。有研究表明，堆肥中〇. 1?12. 6%的初始总碳和20?60%初始 总氮分别是以CH4和NH3的形式流失。堆肥中NH 3的挥发不仅对大气造成污染，而且加剧了 堆肥氮流失，降低肥效；而〇14是一种重要的温室气体，据政府间气候变化专门委员会报告， CH4的100年温室效应为CO2的25倍（IPCC，2007)。这两种污染气体的排放造成了堆肥过 程中的二次污染。
[0003] 已有的针对厨余垃圾堆肥过程甲烷和氨气减排方面的研究较少。为此，从减少厨 余垃圾资源化过程中的环境污染出发，寻求一种实现污染气体减排的厨余垃圾堆肥技术， 对优化有机垃圾的资源化技术具有重大实际意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种添加磷石膏的堆肥的制备方法，该制备方法具有成本 低、操作简单等优点，对厨余垃圾堆肥过程中污染气体减排调控具有非常重要的实用价值， 并在一定程度上缓解了工业废弃物磷石膏的处理问题。
[0005] 本发明提供的添加磷石膏的堆肥的制备方法，包括如下步骤：将厨余垃圾、玉米秸 杆和磷石膏混合，得到堆肥物料；所述堆肥物料经好氧发酵，即得所述堆肥。
[0006] 上述的堆肥的制备方法，所述厨余垃圾的质量含水率为50?70% ;
[0007] 所述玉米秸杆的质量含水率为4?7% ;
[0008] 所述堆肥物料的质量含水率可为50?60%。
[0009] 上述的堆肥的制备方法，所述厨余垃圾的粒径可为2?8cm ;所述玉米秸杆的粒径 可为1?5cm。
[0010] 上述的堆肥的制备方法，所述堆肥物料中，所述厨余垃圾与所述玉米秸杆的湿基 质量比可为17:3?9:1 ;
[0011] 所述磷石膏的添加量可为所述厨余垃圾和所述玉米秸杆的混合物的干基质量的 5 ?15%。
[0012] 本发明中所述磷石膏指的是磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，主要 成分为CaSO 4 · 2H20,此外还含有硫酸盐、磷酸盐、游离磷酸等杂质。
[0013] 上述的堆肥的制备方法，所述好氧发酵在强制通风的条件下进行；
[0014] 所述好氧发酵的时间可为28?35天，其中于55°C以上的所述好氧发酵的时间不 小于3天，或者于50°C以上的所述好氧发酵的时间不小于7天。
[0015] 上述的堆肥的制备方法，所述好氧发酵在间歇式通风方式下进行，每周翻堆一次， 每60min启动通风，且保持通风30min，通风率为0. 4L · kg4DM · mirf1。
[0016] 与现有技术相比，本法明具有以下优点：
[0017] (1)磷石膏加入堆肥后，SO42' Ρ〇Λ和游离的磷酸对CH4和NH3的产生和排放有一 定的抑制和固定作用，可显著降低堆肥过程中CH 4和NH3的排放量。
[0018] (2)本发明具有成本低、操作简单等优点，对厨余垃圾堆肥过程中污染气体减排调 控具有非常重要的实用价值，并在一定程度上缓解了工业废弃物磷石膏的处理问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施例1中采用的试验装置结构示意图。
[0020] 图2为本发明实施例1中添加磷石膏的处理和未添加磷石膏的处理在堆肥过程中 温度的变化。
[0021] 图3为本发明实施例1中添加磷石膏的处理和未添加磷石膏的处理在堆肥过程中 甲烷排放速率的变化。
[0022] 图4为本发明实施例1中添加磷石膏的处理和未添加磷石膏的处理在堆肥过程中 氨气排放速率的变化。
【具体实施方式】
[0023] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0024] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0025] 本实施例所用的磷石膏取自中国山东某磷肥厂。
[0026] 下述实施例中，堆肥固体样本含水率采用烘箱干燥法测定；pH值、电导率（EC)、总 有机碳、总氮等采用NY525有机肥料标准方法测定；
[0027] 发芽率指数（GI):将样品按lg: IOmL水浸提过滤（即浸泡后取滤液），取5mL浸提 液加入直径为9cm且铺有滤纸的培养皿内，点播20粒饱满的水萝卜种子，放置20°C培养箱 中培养，第48小时测种子发芽率指数GI，每个处理组重复3次，对照为蒸馏水。GI(%)= (处理浸提液培养种子发芽率X根长）八对照种子发芽率\根长）\1〇〇%。
[0028] 实施例1、添加磷石膏的堆肥和未添加磷石膏的堆肥的制备
[0029] 以下试验中采用的厨余垃圾经前处理人工破碎至粒径为2?8cm，玉米秸杆经前 处理风干并机械粉碎至1?5cm。
[0030] 设计了两个不同的堆肥处理：
[0031] 添加磷石膏的堆肥处理的物料由厨余垃圾25. 5kg、玉米秸杆4. 5kg和磷石膏 0. 6kg混合即得，即厨余垃圾和玉米秸杆的湿基配比为17:3,磷石膏的添加量为厨余垃圾 和玉米秸杆的混合物的总干重的5% ;
[0032] 未添加磷石膏的堆肥的物料由厨余垃圾25. 5kg和玉米秸杆4. 5kg混合作为对照， 即厨余垃圾和玉米秸杆的湿基配比为17:3混合。
[0033] 添加磷石膏的堆肥处理和未添加磷石膏的堆肥（对照处理）对比试验按照下述步 骤进行：
[0034] 试验在60L强制通风发酵装置中进行，该发酵装置的结构如图1所示，图中的标记 如下：1空气泵，2筛板，3绝热层，4堆肥原料，5温度传感器，6气体样采集口，7自动化控制 系统，8固体样采集口，9渗滤液收集口。堆肥发酵周期为35天，采用间歇式通风方式，每 60min启动1次风机，每次鼓风30min，通风率为0. 4L · kg<DM · mirT1，每周人工翻堆一次。
[0035] 堆肥的原料厨余垃圾和玉米秸杆初始性状，如表1所示。
[0036] 表1堆肥原料基本性状
【权利要求】
1. 一种添加磷石膏的堆肥的制备方法，包括如下步骤：将厨余垃圾、玉米秸杆和磷石 膏混合，得到堆肥物料；所述堆肥物料经好氧发酵，即得所述堆肥。
2. 根据权利要求1所述的堆肥的制备方法，其特征在于：所述厨余垃圾的质量含水率 为50?70% ; 所述玉米結杆的质量含水率为4?7% ; 所述堆肥物料的质量含水率为50?60%。
3. 根据权利要求1或2所述的堆肥的制备方法，其特征在于：所述厨余垃圾的粒径为 2 ?8cm ; 所述玉米結杆的粒径为1?5cm。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的堆肥的制备方法，其特征在于：所述堆肥物料中， 所述厨余垃圾与所述玉米秸杆的湿基质量比为17:3?9:1 ; 所述磷石膏的添加量为所述厨余垃圾和所述玉米秸杆的混合物的干基质量的5? 15%。
5. 根据权利要求4所述的堆肥的制备方法，其特征在于：所述好氧发酵在强制通风的 条件下进行； 所述好氧发酵的时间为28?35天，其中于55°C以上的所述好氧发酵的时间不小于3 天，或者于50°C以上的所述好氧发酵的时间不小于7天。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的堆肥的制备方法，其特征在于：所述好氧发酵在 间歇式通风方式下进行，每周翻堆一次，每60min启动通风，且保持通风30min，通风率为 0? 4L ? kg-lM ? min-1。
【文档编号】C05F17/00GK104446716SQ201410640177
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】李国学, 杨帆, 袁京, 罗渊 申请人:中国农业大学