一种餐厨垃圾饲料化的处理方法与流程

本发明实施例涉及垃圾处理技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾饲料化的处理方法。

背景技术：

餐厨垃圾，其成分相当复杂，是米面废渣、蔬菜果皮废渣、肉骨鱼刺、动植物油等有机物以及餐筷、吸管、纸巾等杂质的混合物。其成分特性造成它极易腐烂发臭，滋生致病菌，对环境和机体造成危害。根据国家统计局统计，2016年全国餐饮业经营单位为365.5万个，每天平均产生的餐厨垃圾达9700万吨之多。其数量显得极其巨大，故各个城市纷纷对其进行集中资源化处理。现阶段我国处理餐厨垃圾的主要方式如下：

1.填埋法

填埋法是将收集的城市垃圾填入大的坑地或洼地之中，垃圾和地面接触部位设置防渗材料，底部铺设排水管道，垃圾内部设导气系统，利用微生物厌氧发酵原理，使垃圾中的有机物慢慢转化为无机物，从而达到无害化的目的。填埋法也有其自身的缺点，比如占地面积大、浸出液容易污染地下水、对垃圾的资源回收利用率基本为零等。

2.焚烧法

焚烧法是将餐厨垃极放在特制的焚烧炉中，用1000℃以上的高温将垃圾中的有机成分彻底氧化分解的处置过程。餐厨垃圾的焚烧是在特制的焚烧炉中进行的，产生的热能可以转换成蒸气或者电能，实现能源的回收利用。但焚烧产生的大量有害气体及粉尘，破坏生态环境，危害人类健康。

3.好氧堆肥法

餐厨垃圾的好氧堆肥处理是一个有机质稳定的过程指在有氧条件下，利用好氧微生物对堆积于地面或者专门发酵装置中的餐厨垃级进行生物降解，最终形成稳定的高肥力腐殖质。但同时餐厨垃级的高油脂以及高盐分会抑制微生物的生长，延长发酵周期，因而堆肥的产品质量难以保证，此外，过高盐分也会使长期使用土地产生过度盐碱化的情况。

4.厌氧发酵法

餐厨垃圾的厌氧消化是指在无氧条件下，利用兼性厌氧微生物的代谢作用将复杂有机物分解为小分子有机物及无机物的过程，在此过程中实现对餐厨垃圾的减容减量及资源化利用。但厌氧消化往往受餐厨本身成分以及自然环境温度等条件影响，使工艺往往无法连续化进行，发酵质量以及处理速率不稳定。

5.现有餐厨垃圾制饲料法

餐厨垃圾中含有大量的营养元素和有机物质，通过粉碎、分离后，将餐厨垃圾作为原料进行固态发酵生产菌体蛋白饲料，脱水、发酵可以提高氨基酸、蛋白质和维生素的含量，代替大豆、鱼粉等蛋白饲料，既廉价又环保。但现阶段我国餐厨垃圾饲料化发酵往往采用最简单的发酵处理，产品存在非常高的霉菌毒素、同源病毒等风险问题。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种餐厨垃圾饲料化的处理方法，以解决通过现有餐厨垃圾饲料化方法得到的饲料存在的霉菌毒素、同源病毒等的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种餐厨垃圾饲料化的处理方法，所述方法包括以下步骤：

(1)餐厨垃圾经机械分拣、固液分离、油水分离、油固分离处理得到废弃杂物、油脂、液体物质和固体物质；

(2)所述油脂、液体物质和固体物质分别进行高温灭菌处理，然后分别添加菌种进行毒性成分的去毒发酵处理得到油脂去毒产物、液体物质去毒产物和固体物质去毒产物；

(3)所述油脂去毒产物、液体物质去毒产物和固体物质去毒产物分别添加菌种进行蛋白发酵，混合发酵产物，干燥，即得高蛋白饲料原材料。

进一步地，所述方法还包括步骤(4)向所述高蛋白饲料原材料中添加油脂去毒产物，即得高蛋白高脂饲料添加剂。

进一步地，步骤(1)中，所述餐厨垃圾经机械分拣处理得到废弃杂物和可降解的餐厨垃圾，所述废弃杂物经高温灭菌后进行生活垃圾方式处理，所述可降解的餐厨垃圾经固液分离设备处理得到液相组分和固相组分，所述液相组分经油水分离设备处理得到油脂和液体物质，所述固体组分经油固分离设备处理得到携油蒸汽和固体物质。

进一步地，所述携油蒸汽被输送至与所述液相组分混合。

进一步地，步骤(2)中，所述高温灭菌处理的温度为115-150℃，灭菌时间为30-180min。

进一步地，步骤(2)中，所述菌种包括bacillusfirmus、bacillusflexus、bacilluspseudofirmus、bacilluspseudofirmus、candidaethanolica、candidaethanolica、candidahumilis、candidakrusei、candidarugosa、candidautilis、galactrichumcandidum、scizosaccharomycespombe、yarrowialipolytica、bifidobacteriumbreve、bifidobacteriumanimalis、ochrobactrumanthropi中的一种或多种。

进一步地，所述去毒发酵处理的时间为18-72h。

进一步地，步骤(3)中，所述油脂去毒产物进行发酵时，添加的菌种包括candidautilis、geotrichumcandidum、geotrichumsilvicola、candidalipolytica中的一种或多种。

进一步地，步骤(3)中，所述液体物质去毒产物进行发酵时，包括以下步骤：

(1)进行蛋白发酵，添加的菌种包括geotrichumcandidum、saccharomycescerevisiae、candidatropicalis、candidautilis、aspergilluspenicilloides、bacillussubtilis中的一种或多种；

(2)对单细胞蛋白进行脱离；

(3)培养液体培养光合可食用微生物，培养菌种采用spirulinaplatensis、chlorellavulgaris中的一种或两种；

(4)对单细胞蛋白进行二次脱离，脱离后的液体一部分返回继续进行培养光合可食用微生物，另一部分可以进行厂区的绿化用水。

进一步地，步骤(3)中，所述固体物质去毒产物进行发酵时，添加的菌种包括bacillussubtilis、bacillussubtilis、bacillussubtilissubsp.subtilis、ganodermalucidum(leysser:fries)karsten、ganodermasinense、ganodermagibbosum(blumiietnees)patouillard、ganodermaamboinense、ophiocordycepssinensis(berk.)g.h.sungj.m.sunghywel-jones、poriacocos(fr.)wolf、trametesversicolor、grifolaumbellata、hericiumerinaceus(bulliard)persoon中的一种或多种。

本发明实施例具有如下优点：

本发明采用初步分离+去毒发酵+单独发酵的联合步骤对餐厨垃圾进行处理，该方法不但能够将餐厨垃圾彻底处理干净，使餐厨垃圾的处理真正达到无害化，避免饮食风险和环境污染，并且能够产生具有中药保健品功效的饲料或饲料添加剂。此外，该方法通过对餐厨垃圾的彻底发酵，从源头上杜绝了“同源蛋白危害”，能够生产出达标并且满足需求生产需求的高蛋白饲料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种餐厨垃圾饲料化的处理方法的流程图。

图2为本发明实施例2提供的将餐厨垃圾分离处理成废弃杂物、油脂、液体物质和固体物质的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1，本实施例的餐厨垃圾饲料化的处理方法包括以下步骤：

(1)餐厨垃圾经分离单元处理得到废弃杂物、油脂、液体物质和固体物质，分离单元包括机械分拣、固液分离、油水分离、油固分离。

(2)经机械分拣得到的废弃杂物包括塑料、纸张等，通过高温灭菌后，可按照生活垃圾处理方式进行处理。作为优选，废弃杂物在121℃的罐体设备中处理20min后，排出送入生活垃圾集中处理装置。

由于餐厨垃圾含水率极高，易发生霉变，并且餐厨垃圾中常混有洗洁精成分(以十二烷基苯磺酸钠为主)。因此，在进行蛋白发酵处理前需要进行霉菌毒素代谢和十二烷基苯磺酸钠代谢。

油脂、液体物质、固体物质分别进行高温灭菌处理，可以有效杀灭油脂、液体物质及固体物质内存在的有害病原菌。作为优选，在115-150℃的温度下灭菌30-180min，可根据集中收集餐厨垃圾的霉变、病变程度做适当调整。

高温灭菌处理完成后，然后分别向油脂、液体物质和固体物质中添加菌种进行毒性成分的去毒发酵处理，可自行选育菌种，也可以在国家菌种库(cgmcc、accc、cicc等国家菌种机构)中购买以下15种菌种进行配合使用，也可根据实际情况在这15种群落构成的基础上进行适当的加减。该15种菌种群落名称如下：bacillusfirmus、bacillusflexus、bacilluspseudofirmus、bacilluspseudofirmus、candidaethanolica、candidaethanolica、candidahumilis、candidakrusei、candidarugosa、candidautilis、galactrichumcandidum、scizosaccharomycespombe、yarrowialipolytica、bifidobacteriumbreve、bifidobacteriumanimalis、ochrobactrumanthropi。

值得注意的是油脂在去毒发酵处理前需要对上述菌种进行耐油性筛选，具体按照微生物学常规方法进行即可。

由于霉菌毒素、十二烷基苯磺酸钠等有毒物质均属于高分子有机物，其降解较慢，需要适当延长其降解时间，降毒发酵时间为18-72h。

(3)根据油脂、液体物质、固体物质不同成分含量选择不同菌种进行蛋白发酵。

油脂经去毒性发酵后，可以全部用作蛋白发酵，也可以分出部分作为养殖业油脂添加剂直接使用。

油脂去毒产物进行蛋白发酵时，添加的菌种包括candidautilis、geotrichumcandidum、geotrichumsilvicola、candidalipolytica中的一种或多种。可以将上述4种菌种进行配合使用，也可根据实际情况在这4种菌种构成的基础上进行适当的加减。

液体物质去毒产物绝大部分为可溶性糖、可溶性淀粉、氨基酸、微生物菌体等。发酵方法包括以下四步，第一步采用常见单细胞蛋白菌体进行发酵，主要是消耗液体物质去毒产物中容易代谢的可溶性糖、可溶性淀粉、氨基酸等物质，常用菌种有geotrichumcandidum、saccharomycescerevisiae、candidatropicalis、candidautilis、aspergilluspenicilloides、bacillussubtilis等；第二步通过离心或板块压滤等方式将产生的单细胞蛋白进行脱离；第三步利用液体培养光合可食用微生物，培养容器通常为光照器皿(例如玻璃器皿、有机玻璃器皿或封盖培养池等)，培养菌种采用spirulinaplatensis、chlorellavulgaris等。通过光合可食用微生物培养一方面降低液体中有机物、可溶性盐、氨、硫化物等物质的消耗，另一方面增加了可溶性蛋白的产量；第四步通过离心或板块压滤等方式对单细胞蛋白进行脱离，脱离后的液体一部分返回继续进行培养光合可食用微生物，另一部分可以进行厂区的绿化用水。

固体物质去毒产物主要包括三大营养物质，即糖类、蛋白质和固体脂肪。向其中加入相应菌种进行三大营养物质的代谢，必须含有动物蛋白代谢菌种，因为只有将动物蛋白进行代谢，重新生长出菌体蛋白才能从根本上避免同源性蛋白危害、也即在最终蛋白质组分中不可检测出相关动物同源性蛋白。也是这样才能从根本上对“疯牛病”等疑似同源性蛋白饲料问题导致的患病问题得到彻底解决。

同样地，可自行选育菌种；也可以在国家菌种库(cgmcc、accc、cicc等国家菌种机构)中购买以下12种菌种进行配合使用，也可根据实际情况在这12种群落构成的基础上进行适当的加减。12种菌种群落名称为bacillussubtilis、bacillusnatto、bacillussubtilissubsp.subtilis、ganodermalucidum(leysser:fries)karsten、ganodermasinense、ganodermagibbosum(blumiietnees)patouillard、ganodermaamboinense、ophiocordycepssinensis(berk.)g.h.sungj.m.sunghywel-jones、poriacocos(fr.)wolf、trametesversicolor、grifolaumbellata、hericiumerinaceus(bulliard)persoon。

以上12种菌种包含纳豆、灵芝类(红芝、紫芝、白芝、云芝等)、冬虫夏草、茯苓、猪苓以及猴头菇等相关菌种，利用这些菌种进行菌丝体发酵，不但可以将固体物质中的成分消耗完全，并且能够使发酵产物具有中药保健品饲料(或饲料添加剂)的功效，在拒绝同源性蛋白的危险的同时，补益于动物，增强动物体本身的抗病性，使产品达到保健饲料(饲料添加剂)的功效。

收集各部分所得单细胞蛋白，混合干燥后得到高蛋白饲料原材料。

(4)根据需求，向高蛋白饲料原材料中添加油脂去毒产物即可得到高蛋白高脂饲料添加剂。

实施例2

本实施例对实施例1的步骤(1)进行详细说明，参照图2。

餐厨垃圾经机械分拣处理而去除塑料、纸张等废弃废物，得到的可降解的餐厨垃圾此时处于高粘流动体状态，即固液混合态，可降解的餐厨垃圾由螺旋推进器送入螺杆机或板式压滤机等的固液分离设备进行固液分离得到液体组分和固体组分。

固体组分中仍然含有部分油脂，因为多数固体发酵蛋白菌种不耐油，如果不除去固体组分中的油脂会影响固体发酵的质量，油固分离采用蒸汽除油装置，该装置能产生高、中温(105～130℃)蒸汽，使固体组分中所含的油脂成分随蒸汽被携带出。固相组分经油固分离设备处理得到固体物质和携油蒸汽。固体物质进入发酵工艺进行处理，携油蒸汽进一步被输送至与液相组分混合，进入油水分离设备进行处理。

利用现有的油水分离设备即可完成液相组分的分离，液相组分经分离得到油脂和液体物质两种尾物，两种尾物分别进入发酵工艺进行处理。由于接下来采用发酵工艺，所以不论油相还是水相均不用绝对纯净。

效果例

某城市餐厨垃圾集中处理项目，处理规模为50t/d，其中含水量为70.61％，油脂含量5.03％。按照本发明实施例1的方法进行处理，其中，

采用的固液分离设备为螺杆挤压机，其滤网为楔形304不锈钢条形滤网，间隙为0.25mm，滤网直径为28cm。油固分离设备(即蒸汽除油装置)采用固定床反应器，通入温度为110℃的蒸汽，持续时间为40min。油水分离设备选用气浮式油水分离器。

油脂、液体物质及固体物质均分别采用包括以下bacillusfirmus、bacillusflexus、bacilluspseudofirmus、bacilluspseudofirmus、candidaethanolica、candidaethanolica、candidahumilis、candidakrusei、candidarugosa、candidautilis、galactrichumcandidum、scizosaccharomycespombe、yarrowialipolytica、bifidobacteriumbreve、bifidobacteriumanimalis、ochrobactrumanthropi的15种菌种的混合菌剂进行毒性成分的去毒发酵处理。

油脂去毒产物的50％用来作为最终产品的油脂添加剂，另外50％进行蛋白发酵。采用的菌种包括candidautilis、geotrichumcandidum、geotrichumsilvicola、candidalipolytica4种菌种的混合菌剂，发酵温度为36℃，发酵周期为72小时。

液体物质去毒产物接入包括geotrichumcandidum、saccharomycescerevisiae、candidatropicalis、candidautilis、aspergilluspenicilloides和bacillussubtilis的混合菌种，发酵温度为36℃，发酵周期为36小时。利用酵母细胞离心机对单细胞蛋白进行分离。对液体进行121℃灭菌30min，接入可食用性光合微生物spirulinaplatensis，在光照条件下培养72小时。通过离心分离得到单细胞蛋白。

固体物质去毒产物在121℃的温度下灭菌30min，然后接入由bacillussubtilis、bacillusnatto、bacillussubtilissubsp.subtilis、ganodermalucidum(leysser:fries)karsten、ganodermasinense、ganodermagibbosum(blumiietnees)patouillard、ganodermaamboinense、ophiocordycepssinensis(berk.)g.h.sungj.m.sunghywel-jones、poriacocos(fr.)wolf、trametesversicolor、grifolaumbellata、hericiumerinaceus(bulliard)persoon12种菌种组成的混合菌种，30℃发酵96小时。

油脂去毒产物、液体物质去毒产物、固体物质去毒产物经发酵得到的单细胞蛋白进行收集，干燥后得到高蛋白饲料原材料，进一步地，向高蛋白饲料原材料中添加油脂去毒产物即可得到高蛋白高脂饲料添加剂。

经检测，蛋白质含量63.51％，脂肪含量8.34％，水分含量11.15％，蛋白同源性证明与鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊等动物无同源性关系。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。