一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣的方法技术

本发明专利技术属于环保领域，涉及一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣、并生产饲料或饲料添加剂和有机肥的方法。包括以下步骤：(1)餐厨垃圾厌氧消化(即沼气工程)沼渣的收集；(2)将步骤(1)中所述的沼渣投喂蜚蠊；(3)捕捉、灭杀蜚蠊和收集死亡的蜚蠊虫体，并进行灭菌和/或病毒灭活处理，获得畜禽饲料或饲料添加剂；(4)收集步骤(2)中产生的蜚蠊粪便进行堆肥化后获得高品质有机肥。本发明专利技术利用蜚蠊强大的消化和繁殖能力，既能解决餐厨垃圾沼气工程沼渣处理难题，又能生产畜禽饲料或饲料添加剂和有机肥。同时，本发明专利技术利用蜚蠊生物转化餐厨垃圾沼气工程沼渣技术不但能实现生物热原位利用，而且消纳过程没有废水、废气、废渣等二次污染物产生。

【技术实现步骤摘要】
一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣的方法
本专利技术属于环保领域，具体的涉及一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣、并生产饲料或饲料添加剂和有机肥的方法。
技术介绍
国家《餐厨垃圾处理技术规范》界定的餐厨垃圾为餐饮垃圾和厨余垃圾的总称，指餐馆、饭店、单位食堂、家庭日常生活等饮食剩余物以及食物下脚料、剩菜剩饭、肉食、油脂、蔬菜瓜果等，是城市生活垃圾的主要组成成分，具有含水率高、有机质占比高、含盐量高、易生化降解等特点。随着城市化的加快和人民生活水平稳步提高，我国餐厨垃圾每年产生量约为9.8×107吨，餐厨垃圾的处理已成为关系民生的重大社会问题。目前世界各国常利用厌氧消化技术处理餐厨垃圾以回收沼气，但在这个过程中会产生大量的沼液和沼渣。每吨餐厨垃圾经厌氧消化会产生200～300kg沼渣(含水率70～90％)、以及600～750kg沼液。沼液可直接进入污水处理设施；但沼渣因含水率较高，沼渣的干化、填埋和堆肥等处置技术易造成二次污染和侵占大量土地的弊端。因此，餐厨垃圾沼气工程的沼渣高效处置与资源化利用已成为世界各国急需解决的共性问题。沼渣具有营养成分丰富、养分全面等优点，富含有机质、腐殖酸、蛋白质、纤维素、氮、磷、钾、B族维生素和微量元素等。因技术所限，国内对餐厨垃圾沼气工程沼渣的无害化、减量化与资源化处理主要有两种模式：(1)通过特殊的消毒工艺，将餐厨垃圾厌氧消化后产生的沼渣生产富含蛋白质的畜禽饲料或饲料添加剂。利用餐厨垃圾厌氧消化产生的沼渣(约含5.0％～10.0％油脂)生产饲料或饲料添加剂，一般采用分选、蒸煮、压榨、脱油工序进行处理，但因为餐厨垃圾沼渣的特殊性质，仍然存在一定的安全隐患：一是由于菌体蛋白质结构复杂，高温无法保证杀灭所有病毒；二是高温加热灭菌后，餐厨垃圾沼渣中的各种油脂中酸价、过氧化值无法清除；三是餐厨垃圾沼渣含有动物源性成分，采用同源性动物蛋白质饲养同种动物，导致病原体进入生物链从而增加传播疾病的风险。(2)通过好氧堆肥化技术，将餐厨垃圾沼渣好氧发酵(堆肥化)处理生产有机肥。然而，这种沼渣处理技术还存在诸多瓶颈或缺陷：一是好氧堆肥化中的除臭难题。堆肥过程中，局部会形成厌氧环境易产生硫化氢和氨气等恶臭气体。因此，解决恶臭难题仍需要技术突破或攻关。二是餐厨垃圾沼渣中含有少量的盐分、油脂对堆肥品质产生不利影响。堆肥品质在一定程度上受制于餐厨垃圾沼渣中油脂含量和盐分的高低；高盐分的堆肥产品将抑制植物生长，如长期使用还会导致土壤盐碱化。因此，采用高效、低成本的减盐技术是利用餐厨垃圾沼渣生产高品质有机肥的关键步骤。然而，目前餐厨垃圾沼渣堆肥化的减盐技术仍不成熟。此外，常规餐厨垃圾沼渣处理方法还有填埋和焚烧技术。因沼渣含水率较高(70％-90％)，不符合直接进入卫生填埋场的要求(填埋物的含水率必须不超过60％)。即使餐厨垃圾沼渣经过简单干化达后满足卫生填埋要求，但该种处置措施不但侵占土地，而且还会产生渗滤液和臭气等二次污染。另外，经机械脱水后的沼渣含水率为70％-90％，热值较低，无法满足焚烧发电的基本要求(要求热值最低为5000kJ/kg)。如果沼渣经过干化工段减水后，满足焚烧的热值条件进行焚烧处理，但仍会带来设备腐蚀和大气污染等问题。蜚蠊，俗称蟑螂，泛指节肢动物门昆虫纲蜚蠊目，是地球上最古老昆虫之一，是世界上最具适应性昆虫类群之一，生命力非常强，食性广泛。利用餐厨垃圾厌氧消化(沼气工程)产生的沼渣经过蜚蠊生物过腹转化或消纳，产生的粪便作为有机肥或有机肥掺合料技术，避免了餐厨垃圾沼气工程沼渣直接作为有机肥的难题。此外，蜚蠊粪便具有腐熟快(4～8天)、盐分低、养分高等优点。然而，沼渣常规好氧堆肥化需要30～50天的时间才能达到腐熟。利用蚯蚓、黑水虻及黄粉虫等消纳餐厨垃圾沼渣过程中，很难实现虫粪和沼渣的有效分离，从而影响肥效。蜚蠊虫体含有18种氨基酸，属于完全蛋白体，氨基酸总量(TAA)很高，约55％，还含有8种必须的氨基酸(EAA)，其含量约21％，EAA/TAA约为38％，基于联合国粮农组织/世界卫生组织的理想模式，较好的蛋白质其氨基酸组成EAA/TAA约40％，说明蜚蠊虫体是一种优质的昆虫蛋白质饲料。这种昆虫饲料可以弥补我国蛋白饲料的需求缺口。因此，在蜚蠊消纳沼渣过程中，完成了蜚蠊新陈代谢，并产生富含蛋白质的原料，这种原料可以替代进口鱼粉生产饲料或饲料添加剂。这种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼渣技术不但解决了餐厨垃圾沼渣直接作为禽畜饲料带来的同源污染等问题，而且还降低了饲料生产成本。CN108147848A公开了一种有机垃圾发酵剩余物生态处理和转化利用的方法。该方法中，作为蜚蠊饲料的有机垃圾发酵剩余物是指有机垃圾经乳酸菌发酵后的剩余物，其pH为3.0～6.5，水分含量不超过95％。利用乳酸菌发酵处理餐厨垃圾方法尚未得到普及、且技术不够成熟。此外，有机垃圾发酵产乳酸需要筛选乳酸菌，发酵前必须对有机垃圾进行高温灭菌处理，导致发酵生产乳酸需要较高的成本。然而，采用厌氧消化处理餐厨垃圾方法具有工艺成熟性和普遍推广性，这种技术产生的沼渣pH值范围为6.5～7.5、水分含量为70％～90％；同时，沼渣具有产生量大、常规处置成本高和易产生二次污染等问题。CN103222541A公开了一种以蜚蠊为原料的饲料制备方法及其应用，CN108147848A公开了一种以蜚蠊粪便为原料的有机肥料及其制备方法。这两种专利都采用以餐厨垃圾为饲料，对蜚蠊进行投喂技术。然而，这两种技术对餐厨垃圾工程化处理效率远低于沼气化工程处理效率。如果要达到相同的餐厨垃圾处理效率，就必须保证相当大的蜚蠊饲养规模。因此，这两种技术增加了管理难度和占地成本，很难满足餐厨垃圾规模化处理的要求。目前，国内外以厌氧消化处理餐厨垃圾为主流技术，但是沼渣产生量较大，而且难以有效处理。以每天处理餐厨垃圾100吨的餐厨废弃物处理厂为例，因采用的沼渣脱水设备差异，每天沼渣产生量约为6.5～20吨(沼渣含水率70％～90％)。本专利采用蜚蠊消纳处理餐厨垃圾沼气工程的沼渣技术，大幅度降低了所需要的蜚蠊饲养规模，便于高效运营管理。同时，蜚蠊消纳每吨沼渣产生的经济效益和社会效益远高于蜚蠊处理每吨餐厨垃圾产生的效益。因此，本专利具有显著的经济效益和社会效益。因此，需要针对上述方法的缺陷，本专利技术专利高效实现了餐厨垃圾沼渣的无害化、减量化和资源化利用；解决了餐厨垃圾沼气化工程的瓶颈，即沼渣流向、二次污染与处置问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种实现沼渣全量资源化利用的蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣的方法。本专利技术是一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣的方法，该方法主要是利用蜚蠊生物过腹转化沼渣，并利用该过程增殖的蜚蠊虫体和/或卵鞘及其粪便作为原料分别生产饲料和有机肥。一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)餐厨垃圾厌氧消化(即沼气工程)沼渣的收集；(2)将步骤(1)中所述的沼渣投喂蜚蠊；(3)捕捉、灭杀蜚蠊和收集死亡的蜚蠊虫体，并进行灭菌和/或病毒灭活处理，获得畜禽饲料或饲料添加剂；(4)收集步骤(2)中产生的蜚蠊粪便经堆肥化后获得有机肥。上述的餐厨垃圾沼渣的性质如下：pH为6.5～7.5；以质量百分数计算，所述沼渣水分含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)餐厨垃圾厌氧消化(即沼气工程)沼渣的收集；(2)将步骤(1)中所述的沼渣投喂蜚蠊；(3)捕捉、灭杀蜚蠊和收集死亡的蜚蠊虫体，并进行灭菌和/或病毒灭活处理，获得畜禽饲料或饲料添加剂；(4)收集步骤(2)中产生的蜚蠊粪便，经堆肥化后获得有机肥。

【技术特征摘要】
1.一种利用蜚蠊消纳餐厨垃圾沼气工程沼渣的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)餐厨垃圾厌氧消化(即沼气工程)沼渣的收集；(2)将步骤(1)中所述的沼渣投喂蜚蠊；(3)捕捉、灭杀蜚蠊和收集死亡的蜚蠊虫体，并进行灭菌和/或病毒灭活处理，获得畜禽饲料或饲料添加剂；(4)收集步骤(2)中产生的蜚蠊粪便，经堆肥化后获得有机肥。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述的餐厨垃圾沼渣的性质如下：pH为6.5～7.5；以质量百分数计算，所述沼渣水分含量≤90.0％。优选的，经初步脱水的沼渣，其水分含量为70％～80％。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以质量百分数计算，不计水分，所述沼渣(干基)含有蛋白质15～50％、纤维素4％～24％、脂肪0.3％～10％、灰分15％～25％以及无氮浸出物25％～45％。优选的，所述沼渣(干基)的蛋白质含量为20％～40％、纤维素10％～24％、脂肪5％～10％、灰分15％～20％、无氮浸出物30％～45.0％。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，利用蜚蠊生物过腹消纳或转化沼渣，其生物过腹转化过程为：利用餐厨垃圾沼气工程的沼渣为原料饲养蜚蠊；按照生物转化室面积，蜚蠊饲养密度为2.5×104只/m2～3.5×106只/m2，更优选的，蜚蠊饲养密度为4.5×104只/m2～6×10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张记市，臧立华，赵文谦，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37