一、 概述
果蔬废弃物是指蔬菜、水果在生产、采收、加工、运输和销售过程中为提高其商品性而剥离的伤、病、残叶或次果,其产生量占蔬菜水果产量的30%以上。根据国家统计局数据显示,截止到2019年我国蔬菜播种面积为20862.74千公顷,蔬菜总产量为72102.56万吨,水果种植面积超过1200万公顷,总产量接近2.8亿吨,果蔬废弃物超过3亿吨。果蔬废弃物富含大量营养成分,但含水率高,易腐烂变质,滋生有害菌、病毒。填埋处理会产生大量高COD、高氨氮渗滤液,危及地下水及周围环境,并产生甲烷、氮氧化物等温室气体。由于果蔬废弃物含水高,热值低,使其焚烧成本巨大。厌氧产沼气由于产量过低,且产气量不稳定,不能实现产业化。本项目通过微生物发酵技术对其进行无害化、资源化利用的同时减少了碳足迹。
二、 本公司工艺路线
本项目通过微生物发酵分解植物蜡质层及细胞壁,使细胞内部水分得到释放,再通过螺旋挤压实现固液分离。分离后果蔬渣配合干草等辅料进行堆肥生产有机肥或生物有机肥。如果果蔬来源干净,则固液分离后果蔬渣配合干草、玉米芯等辅料制作青贮饲料。固液分离后果蔬废水则通过植物酵素菌剂发酵生产植物酵素。整个工艺实现果蔬废弃物的全部资源化利用。
三、 技术特点
特点1:微生物发酵破壁
技术特点:选育出分解蜡质层、果胶、纤维素等的菌种,构建成复合菌剂。在破壁发酵罐中接入适量本公司破壁菌剂,控制适合的温度,发酵1d~2d,即可释放细胞内水分。
特点2:资源化——有机肥(生物有机肥)
技术特点:选育出高温有机腐熟菌剂,使堆体温度快速升高至70℃以上,使物料快速腐熟。脱水后果蔬渣与部分畜禽粪便及干草混合,添加适量本公司高温有机腐熟菌剂,进行好氧堆肥。该有机腐熟剂腐熟速度快,且堆肥产品种子发芽率及发芽指数高。
特点3:资源化——青贮饲料
技术特点:来源比较新鲜的果蔬废弃物产生的果蔬渣,与玉米芯、干草等物料混合,接种适量本公司青贮发酵剂,厌氧裹包青贮。青贮后会产生乳酸、小分子活性肽等成分,并且富含益生菌,鲜美多汁,是牛羊的优良饲料。
特点4:资源化——植物酵素(复合微生物肥料)
技术特点:采用“厌氧水解+乳酸发酵”工艺,果蔬废水在厌氧阶段进行水解,将多糖、蛋白等物质水解为单糖、多肽、氨基酸等物质,为乳酸发酵做基础。在乳酸发酵阶段,接入乳酸菌,使水解的单糖等小分子物质转变成乳酸。该产品可作为土壤改良剂,针对营养匮乏或者偏盐碱化土壤;也可在作物种植期间随灌溉水共同施用,改善土壤微生物结构,产生植物生长促进因子,提高植物对营养物质的吸收效率,并且可以直接为植物提供速效及缓释营养成分,减少化肥用量。
特点5:低碳型发酵罐
该发酵罐为果蔬生化破壁主要设备,单罐有效容积达400m³,发酵罐有效容积需满足物料≥24h发酵时间,根据果蔬量进行组合。罐体具备进料,料位报警,排液,自动排料等附属构件。另外系统中还包含菌剂的喷洒装置,发酵液的循环运用装置等设备,减少菌剂消耗,降低了运维成本。发酵罐无搅拌及供风装置,能耗低,无论是其制造还是运行过程,都属于低碳型产品。
特点6:本工艺减少碳足迹
本工艺处理果蔬废弃物实现几乎全部废弃物资源化的同时,处理过程与填埋焚烧相比大量减少温室气体排放。其中废水资源化环节相比污水处理碳足迹减少明显。
以年处理27万吨果蔬废弃物计,三种果蔬废弃物处理方式的温室气体年排放量(以tCO2当量计)及本工艺相比其它两种处理方式减少的温室气体排放量对比如下表所示:
处理方式 温室 气体排放 当量(tCO2) | 填埋 | 焚烧 | 本工艺 | 本工艺相比填埋减少的排放量 | 本工艺相比焚烧减少的排放量 |
废弃物理 | 1586250 | 317255.4 | / | / | / |
污水处理 | 20229.912 | 20229.912 | / | / | / |
脱水阶段 | / | / | 29700 | / | / |
酵素液肥 | / | / | 738.18 | / | / |
青贮饲料 | / | / | 20.79 | / | / |
堆肥发酵 | / | / | 12363.3 | ||
合计 | 1606479.912 | 337485.312 | 42822.27 | 97.33% | 87.31% |