本发明属于环保技术领域，具体涉及一种二价铁供给液体的应用及处理有机类废弃物用组合物。
背景技术：
有机类废弃物是指在生产、生活或其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的有机类物品和物质。目前全国有机类废弃物数量巨大，如无法及时、安全、有效处理，将对社会造成极大危害，形成二次循环连带污染。传统的处理有机类废弃物主要是通过微生物完全发酵法。该微生物完全发酵法主要包括三种：第一、自然完全发酵，需要花费1～2年左右时间；第二、降低水分完全发酵，需要48天左右时间；第三、加热一次性发酵，需要7～10天时间。但无论哪一种微生物完全发酵法，均有如下技术缺点：1、大部分的有机废弃物无法充分分解；2、按照以往的发酵方法，无法在短时间内有效地处理废弃物进而得到堆肥，处理大规模农业、食品加工业和污泥这样的大规模工业制造过程中产生的有机废弃物是非常困难的；3、有机类废弃物中或多或少会含有一些镉、汞、砷等重金属成分，如果发酵后的堆肥中含有这些成分，实际上就不能用于农作物中了；4、使用的菌体的种类和组合都不充分，导致有机类废弃物不能有效回收再利用，产生新的废弃物；5、有机类废弃物的异味无法消除；6、通过焚烧或填埋进行处理产生大量二氧化碳。
技术实现要素：
因此，本发明针对现有技术中微生物完全发酵法时间较长至少需要7天以上的时间的技术问题，目的之一在于提供一种二价铁供给液体在促进有机类废弃物处理用菌群发酵方面的应用。
在本发明中所述机类废弃物处理用菌群包括如下菌属：纤维质分解菌、链霉菌属、假单胞菌属、曲霉菌属、青霉属、红假单胞菌属、乳酸菌属、芽孢杆菌属和酵母菌。所述二价铁供给液体是一种含有二价铁离子的混合液，所述混合液包含柠檬酸亚铁钠、硫酸亚铁、柠檬酸亚铁，混合液中柠檬酸亚铁钠、硫酸亚铁、柠檬酸亚铁的摩尔质量比为1:0.28～0.38:0.17～0.23，该二价铁供给液体的ph为4.5～5.5优选5.0。所述混合液还包含杂质：柠檬酸、柠檬酸钠和硫酸钠。
本发明的二价铁供给液体可以制备成亚铁离子的总浓度为0.09mol/l～0.1mol/l的成品。在处理有机类废弃物时进行稀释成二价铁液。
二价铁供给液体于处理有机类废弃物时进行稀释成二价铁液，二价铁液中二价铁离子浓度为0.1×10-3mol/l～0.02×10-3mol/l。
其中，所述纤维质分解菌选自噬纤维菌属和根霉属。所述噬纤维菌属选自生孢噬纤维菌sporocytophaga，所述根霉属选自黑根霉菌rhizopusnigricans。
所述链霉属streptomyces选自链霉菌streptomycetaceac，所述假单胞菌属pseudomonadaceae选自假单胞杆菌pseudomonas，所述曲霉属选自米曲霉菌aspergillusoryzae，所述青霉属penicillium选自青霉菌penicilliumglaucum，所述红假单胞菌属rhodopseudomonasczurdaandmaresch选自光合菌沼泽红假单胞菌rhodopseudomonaspalustris，所述芽孢杆菌属bacillaceae选自枯草芽孢杆菌bacillussubtilis，所述乳酸菌属lactobacillus选自乳酸菌种，所述酵母菌选自念珠酵母菌candidaalbicans。
较佳地是，特征在于所述二价铁供给液体于应用时稀释成二价铁液进行使用，二价铁液中二价铁离子的浓度为0.1×10-3mol/l～0.02×10-3mol/l，优选0.02×10-3mol/l；该二价铁供给液体的ph为5.0。
本发明还包含一种处理有机类废弃物用组合物。本发明的处理有机类废弃物用组合物包括母材；占母材质量15～25％的二价铁液，二价铁液中二价铁离子浓度为0.1×10-3mol/l～0.02×10-3mol/l；占母材质量20～30％的所述的有机类废弃物处理用菌群。
在本发明一较佳实施例中，包括母材；占母材质量25％的二价铁液，二价铁液中二价铁离子浓度为0.02×10-3mol/l；占母材质量20～30％的所述的有机类废弃物处理用菌群。
所述母材选自小木块、木屑、锯末、木炭粉、咖啡渣、稻壳、米糠和沸石。
本发明的纤维质分解菌参与含有纤维质的有机物的全面分解，如噬纤维菌属和根霉属；本发明的链霉属参与有机物全面分解、抑制病原菌、分解臭气物质；本发明的假单胞菌属参与纤维质、石油类合成物质、壳聚糖的分解；本发明的曲霉属参与蛋白质、琼脂、尿素类农药的分解；本发明的青霉属参与脂肪、糖类的分解，抑制病原菌；本发明的红假单胞菌属参与氨分解和氮气体化、硫化氢分解；本发明的乳酸菌属用于溶解难分解的有机物，具有很好的降解有机磷的功效，并具有解钾功能，能释放出可溶磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素。本发明的芽孢杆菌属参与有机氯类、有机磷类的分解；本发明的酵母菌参与生理活性物质的分泌。
本发明使用原料水(根据2013年日本厚生劳动厅告示第261号，自来水试验方法(2001)及“食品、添加物等规格标准”1959年厚生劳动省告示第370号(1959.12.28)测得)，参数如表1所示。
表1配置处理有机类废弃物用组合物的原料水的指标
本发明的积极进步效果在于：二价铁可加速菌群对有机废弃物的分解发酵，极大缩短发酵周期，提高减容率。
本发明的二价铁供给液体非常稳定，可在空气中长时间保持稳定，而不被空气氧化成三价铁。为了验证本发明的二价铁供给液体的稳定性。用ph＝7的蒸馏水将本发明的二价铁供给液体进行稀释，分别配制亚铁浓度为0.001mol/l、0.0002mol/l、0.0001mol/l、0.00002mol/l的溶液，及0.001mol/l、0.0002mol/l、0.0001mol/l、0.00002mol/l的硫酸亚铁溶液，配制好的二价铁液体各300ml放入500mm的烧杯中，敞开放置于20℃的室温中。经过6hr、12hr、24hr、48hr、72hr后，分别测量各二价铁供给液体中二价铁离子的浓度。各二价铁供给液体中亚铁离子浓度变化如表2所示。
表2本发明的二价铁供给液中二价铁的变化
从表2中可以发现，本发明二价铁供给液体可以在空气中保持较长时间的稳定性，即能稳定的提供亚铁离子。在亚铁离子浓度为0.001mol/l、0.0002mol/l、0.0001mol/l的情况下，即便暴露于空气中72小时，其中的亚铁离子也在60％以上，而作为对照组的硫酸亚铁溶液在放置6小时后，亚铁离子即被大部分氧化，放置12小时后基本全部被氧化，已经起不到供给二价铁离子的作用。即说明本发明的二价铁供给液体可以在常规的环境下长时间保持稳定，可以作为较为稳定的二价铁供给试剂。
具体实施方式
实施例1二价铁供给液体的制备
将纯度为≥99％一水柠檬酸粉末(2.5mol)投入到有10l水的反应釜中，升温至60℃，于搅拌下分10批次缓慢加入总量为3mol的纯度为≥97％碳酸钠，每批加完后搅拌6分钟升温至80℃，用氮气隔绝空气，一次性投入1mol的纯度为≥95％七水合硫酸亚铁，最后升温至92℃，并保持92℃边搅拌边反应2小时。在隔绝空气下降温至室温。最后制得二价铁供给液体。
经过检验，本实施例的二价铁供给液体中，混合液中亚铁离子(二价铁)的总浓度为0.095mol/l，柠檬酸亚铁钠、硫酸亚铁、柠檬酸亚铁的摩尔质量比为1:0.28:0.23。
实施例2二价铁供给液体的制备
将纯度为≥99％一水柠檬酸粉末(2.5mol)投入到有10l水的反应釜中，升温至50℃，于搅拌下分8批次缓慢加入总量为3mol的纯度为≥97％碳酸钠，每批加完后搅拌8分钟升温至70℃，用氮气隔绝空气，一次性投入1mol的纯度为≥95％七水合硫酸亚铁，最后升温至88，并保持88℃边搅拌边反应5小时。在隔绝空气下降温至室温。最后制得二价铁供给液体。
经过检验，本实施例的二价铁供给液体中，混合液中亚铁离子(二价铁)的总浓度为0.095mol/l，柠檬酸亚铁钠、硫酸亚铁、柠檬酸亚铁的摩尔质量比为1:0.38:0.17。
实施例3二价铁供给液体的制备
将纯度为≥99％一水柠檬酸粉末(2.5mol)投入到有10l水的反应釜中，升温55℃，于搅拌下分12批次缓慢加入总量为3mol的纯度为≥97％碳酸钠，每批加完后搅拌4分钟升温至75℃，用氮气隔绝空气，一次性投入1mol的纯度为≥95％七水合硫酸亚铁，最后升温至90℃，并保持90℃边搅拌边反应2小时。在隔绝空气下降温至室温。最后制得二价铁供给液体。
经过检验，本实施例的二价铁供给液体中，混合液中亚铁离子(二价铁)的总浓度为0.095mol/l，柠檬酸亚铁钠、硫酸亚铁、柠檬酸亚铁的摩尔质量比为：1:0.35:0.2。
实施例4二价铁供给液体的制备
将纯度为≥99％一水柠檬酸粉末(2.5mol)投入到有10l水的反应釜中，升温至60℃，于搅拌下分10批次缓慢加入总量为2.5mol的纯度为≥97％碳酸钠，每批加完后搅拌6分钟升温至80℃，用氮气隔绝空气，一次性投入1mol的纯度为≥95％七水合硫酸亚铁，最后升温至90℃，并保持90℃边搅拌边反应4小时。在隔绝空气下降温至室温。最后制得二价铁供给液体。
经过检验，本实施例的二价铁供给液体中，混合液中亚铁离子(二价铁)的总浓度为0.095mol/l，柠檬酸亚铁钠、硫酸亚铁、柠檬酸亚铁的摩尔质量比为：1:0.30:0.19。
实施例5二价铁供给液体的制备
将纯度为≥99％一水柠檬酸粉末(2.5mol)投入到有10l水的反应釜中，升温至50℃，于搅拌下分10批次缓慢加入总量为3.5mol的纯度为≥97％碳酸钠，每批加完后搅拌6分钟升温至80℃，用氮气隔绝空气，一次性投入1mol的纯度为≥95％七水合硫酸亚铁，最后升温至90℃，并保持90℃边搅拌边反应4小时。在隔绝空气下降温至室温。最后制得二价铁供给液体。
经过检验，本实施例的二价铁供给液体中，混合液中亚铁离子(二价铁)的总浓度为0.095mol/l，柠檬酸亚铁钠、硫酸亚铁、柠檬酸亚铁的摩尔质量比为1:0.36:0.22。
效果实施例1a～1f
用小木块和稻壳按照1:0.5的质量比一起混合得到用作菌床的母材，共15.06kg，为每日处理容量的30倍。然后添加二价铁液(二价铁液是实施例3的二价铁供给液体稀释后的二价铁液，二价铁液中二价铁离子浓度和用量如表3所示)并混匀。再投入菌群体(生孢噬纤维菌sporocytophaga，黑根霉菌rhizopusnigricans，链霉菌streptomycetaceac，假单胞杆菌pseudomonas，米曲霉菌aspergillusoryzae，青霉菌penicilliumglaucum，光合菌沼泽红假单胞菌rhodopseudomonaspalustris，枯草芽孢杆菌bacillussubtilis，乳酸菌，念珠酵母菌candidaalbicans)，搅拌混匀。向上述含有二价铁液和菌群体的母材中投入污水厂的污泥500g，污泥的含水率为60％。母材的湿度在20～30％之间，温度10～25度左右，10小时后检查母材，可以发现母材有大量热气上升，母材温度上升至65度。肉眼和手感就可以确认该方案能高速消解污泥。再向母材中投入500g污泥，进行同样的操作，10小时后再次肉眼确认，这样重复30天反复投入污泥，确认可以减容。实施前菌床的总重量是15.06kg，实施后菌床总重量是18.96kg，实施期间共投入污泥22.14kg。
表3实施例1a～1f中二价铁和菌体用量
实验结果，投入母材的二价铁液的质量可以是占母材质量的15～25％，优选25％，二价铁浓度可以是0.1×10-3mol/l～0.02×10-3mol/l优选是0.02×10-3mol/l，投入母材中的菌群体占母材质量的20～30％，优选30％。
效果实施例2
用小木块和稻壳按照1:0.5的质量比一起混合得到用作菌床的母材，共15.06kg，为每日处理容量的30倍。然后添加占母材质量20％的二价铁液(二价铁液是实施例1的二价铁供给液体稀释后的二价铁离子浓度0.02×10-3mol/l的二价铁液)，并混匀。再投入菌群体(生孢噬纤维菌sporocytophaga，黑根霉菌rhizopusnigricans，链霉菌streptomycetaceac，假单胞杆菌pseudomonas，米曲霉菌aspergillusoryzae，青霉菌penicilliumglaucum，光合菌沼泽红假单胞菌rhodopseudomonaspalustris，枯草芽孢杆菌bacillussubtilis，乳酸菌，念珠酵母菌candidaalbicans)，菌体占母材质量的20％，搅拌混匀。向上述含有二价铁液和菌群体的母材中投入污水厂的污泥500g，污泥的含水率为60％。母材的湿度在20～30％之间，温度10～25度左右，10小时后检查母材，可以发现母材有大量热气上升，母材温度上升至65度。肉眼和手感就可以确认该方案能高速消解污泥。再向母材中投入500g污泥，进行同样的操作，10小时后再次肉眼确认，这样重复30天反复投入污泥，确认可以减容。实施前菌床的总重量是15.06kg，实施后菌床总重量是18.96kg，实施期间共投入污泥22.14kg。
效果实施例3
将木屑和锯末按照质量比定为1：1混合得到母材15.06kg，为每日处理容量的30倍。然后添加占母材质量30％的二价铁液(二价铁液是实施例5的二价铁供给液体稀释后的二价铁离子浓度0.02×10-3mol/l的二价铁液)，并混匀。再投入菌群体(生孢噬纤维菌sporocytophaga，黑根霉菌rhizopusnigricans，链霉菌streptomycetaceac，假单胞杆菌pseudomonas，米曲霉菌aspergillusoryzae，青霉菌penicilliumglaucum，光合菌沼泽红假单胞菌rhodopseudomonaspalustris，枯草芽孢杆菌bacillussubtilis，乳酸菌，念珠酵母菌candidaalbicans)，菌体占母材质量的25％，搅拌混匀。向上述含有二价铁液和菌群体的母材中投入污水厂的污泥500g，污泥的含水率为60％。母材的湿度在20～30％之间，温度10-25度左右。10小时后检查母材，发现母材有大量热气上升，母材温度上升至65度，肉眼和手感可以确认该方案可高速消解污泥。再向母材中投入500g污泥，进行同样的操作，10小时后再次肉眼确认，这样重复30天反复投入污泥，确认可以减容。堆肥的指标检测结果如表4所示和表5所示。
表4堆肥中的物质含量检测结果
表5堆肥中重金属的溶出范围
结果显示：堆肥检测结果确认污泥中溶于水的氧化镉、氯化镉、硫酸镉、溴化镉变成了不易溶于水的硫化镉、碳酸镉、氢氧化镉或者金属络合物等(备注：此处非水溶性是指通过试剂测定重金属元素时，重金属成分不能溶于水。也就是说溶解在水中并能够测定的重金属成分之外的物质，无法以重金属离子的形态进行测定)。这种形式下，虽然重金属含量有，已经成为非水溶性重金属，不会对环境产生危害。
效果实施例4
将质量比1：2的木屑和稻壳混合得到母材80立方，为每日处理容量的30倍。然后添加占母材质量30％的二价铁液(二价铁液是实施例4的二价铁供给液体稀释后的二价铁离子浓度0.02×10-3mol/l的二价铁液)并混匀。再投入菌群体(生孢噬纤维菌sporocytophaga，黑根霉菌rhizopusnigricans，链霉菌streptomycetaceac，假单胞杆菌pseudomonas，米曲霉菌aspergillusoryzae，青霉菌penicilliumglaucum，光合菌沼泽红假单胞菌rhodopseudomonaspalustris，枯草芽孢杆菌bacillussubtilis，乳酸菌，念珠酵母菌candidaalbicans)菌体占母材质量的25％，搅拌混匀。向上述含有二价铁液和菌群体的的母材中投入猪粪和鸡粪500kg，粪的含水率为80％。母材的湿度在20～30％之间，温度10～25度左右。10小时后检查母材，母材有大量热气上升，母材温度上升至65度。再向母材中投入1吨粪，进行同样的操作，10小时后再次肉眼确认，通过30天反复投入粪便，确认可以减容，無重金属毒害，无臭味。处理后的堆肥检测报告结果为有机肥，检测结果如表6所示。
表6有机肥指标检测结果
效果实施例5
将木屑、稻壳和沸石按照质量比1：2：1混合得到母材80立方，为每日处理容量的30倍，然后添加占母材质量30％的二价铁液(二价铁液是实施例1的二价铁供给液体稀释后的二价铁离子浓度0.02×10-3mol/l的二价铁液)并混匀。再投入菌群体(生孢噬纤维菌sporocytophaga，黑根霉菌rhizopusnigricans，链霉菌streptomycetaceac，假单胞杆菌pseudomonas，米曲霉菌aspergillusoryzae，青霉菌penicilliumglaucum，光合菌沼泽红假单胞菌rhodopseudomonaspalustris，枯草芽孢杆菌bacillussubtilis，乳酸菌，念珠酵母菌candidaalbicans)，菌体占母材质量的25％，搅拌混匀。向上述含有二价铁液和菌群体的的母材中投入海鲜食品加工厂的残渣0.5吨)，残渣的含水率为80％。母材的湿度在20～30％之间，温度10-25度左右。6小时后检查母材，发现母材有大量热气上升，母材温度上升至65度。再向母材中投入残渣1吨，进行同样的操作，6小时后再次肉眼确认，重复30天反复投入残渣，确认可以减容。堆肥无重金属毒害、无臭味。处理后的堆肥是有机肥。
结论：本发明的含二价铁液的处理有机类废弃物用组合物对任何有机废气物都能高效处理，而且处理过程中无异味或少异味。以微量二价铁为主体的处理有机类废弃物用组合物，起到触媒的机能，是一种非结晶铁水和氧化物，易安定化，吸附阴阳离子，加速有机物分解，还可以有效去除有机废弃物本身的腐臭味。
二价铁可以加速微生物对有机废弃物的分解发酵，可以迅速、完全地处理以往系统难以处理的污水厂的污泥等，而且有害的重金属成分也可以减少，可以进行高效且安全性高的有机废弃物处理。被投入的有机废弃物基本完全消解(这里说的消解，是指会残留极少的残渣，其余的被分解成水、碳酸气体、氮气)。
传统需要24小时才会完全分解。而本发明根据投入的有机废弃物的不同，处理时间也会不同。蔬菜类等一般家庭残渣需要6小时，水产加工场产生的鱼贝类残渣需要8～10小时，肉类污泥等也需要8～10小时。10小时之内消解的情况下，也需要预留出14小时左右的时间，使母材的状态、特别是湿度整备好，为下次废弃物投入做准备。也就是说，在上述的分解过程中，由于会产生很多水分，必须将湿度调整至上述最佳值之内。
通过本发明的处理有机类废弃物用组合物，投入的废弃物的大部分都会被分解消解。具体来说，就是能够减容至投入废弃物体积的1％以下，更好的话在0.2％以下，甚至能减容至0.1％以下。而且除去一部分的残渣，由于大部分废弃物被分解成水、碳酸气体、氮气，这对于环境来说也有好处，同时也可以减少化石燃料的浪费。而且也没有因发酵产生的腐臭味、恶心的味道，处理设施的构造、布局条件的自由度也较高。
通过本发明的处理有机类废弃物用组合物，含有镉、汞、砷中的2种以上的水溶性重金属成分中至少会有一部分变成非水溶性或不溶性，实现无害化。具体来说，就是可以减少处理后母材、残渣中含有的水溶性重金属成分，而不是让其积累，会减少至三分之一以下。这一作用虽然没有被明确地弄清原理，有可能是在分解菌的作用下，比较容易溶于水的氧化镉、氯化镉、硫酸镉、溴化镉变成了不易溶于水的硫化镉、碳酸镉、氢氧化镉或者金属络合物等。虽然原理并未完全研究清楚，但是本发明的系统能够去除重金属离子的实验结果却是明确的。
废弃物中的有机物，贝壳、牡蛎壳、蟹壳、海胆壳等钙质、甲壳质等无机物，硬质废弃物或者塑料袋、聚乙烯等树脂制品也可以粉碎成规定的大小，然后通过微生物进行的分解也可以很容易地实现。