王澤鋪利用黑水虻處理餐廚垃圾實現資源化利用

2020-12-20 王澤鋪昆蟲小鎮

利用黑水虻取食餐廚垃圾,最終將餐廚垃圾轉化為高質量的動物蛋白和有機肥料,實現垃圾的減量化,無害化和資源化。我國餐廚垃圾具有含水量、含油量、含鹽量高,易腐敗的特點,不適宜直接作為黑水虻的飼料。整個黑水虻處理餐廚垃圾流程包括三個重要環節:餐廚垃圾的預處理,黑水虻處理餐廚垃圾,蟲料分離與加工。通過這些過程,對餐廚垃圾進行多級高效化的處理,將其中的資源成分得到充分回收與利用,實現經濟效益實現最大化,以及對環境的影響降到最小。

餐廚垃圾的預處理

餐廚垃圾的預處理一般通過預處理機器來實現。預處理機要求能實現剔除雜物、固液分離、粉碎攪拌,油水分離等工作,將餐廚垃圾加工成可以直接供水虻取食的飼料,而餐廚垃圾中的地溝油等資源成分得到回收。餐廚垃圾預處理機,可以放置在餐廚垃圾的生產產所,比如學校食堂,大型酒店中,也可以集成安裝在餐廚垃圾收集車中,從源頭上實現餐廚垃圾的減量和資源回收。

餐廚垃圾

剔除雜質,餐廚垃圾中常含有多種非食物雜質,如粘在菜根上的泥土、一次性筷子,破碎的碗杯,各種各樣的包裝物,易拉罐、玻璃瓶、軟硬塑料包裝製品等。雖然黑水虻在取食過程中能夠很好的避開這些不能取食的垃圾,但由於某些較硬的雜質容易對機器造成損壞,還是有必要在預處理前挑揀出餐廚垃圾中較大塊的金屬物品以及玻璃雜質,如易拉罐、玻璃瓶等。對於那些體積較小或者易粉碎的雜物則不用揀出。

餐廚垃圾自動分離製漿機

粉碎攪拌

在我國,餐廚垃圾主要包括兩部分的垃圾,從食物加工過程中產生的垃圾稱為「廚餘」,食物消費過程中產生的食物殘餘稱為「泔腳」。前者以菜葉,果皮等為主,而後者包括各種熟食,骨頭等。不同類型的餐廚垃圾營養成分不同,而且黑水虻對不同餐廚垃圾的取食能力也不相同。比如,黑水虻幼蟲刺吸式的口器無法咀嚼新鮮的菜葉,硬瓜皮等,只能待其腐爛才能取食。利用粉碎機或者攪拌機,將餐廚垃圾進行粉碎攪拌,使餐廚垃圾成為混合均勻的0.2~2cm直徑的顆粒,可以加速水虻幼蟲的處理速度,也為後期的蟲料分離提供方便。

固液分離

固液分離可以採用過濾網或者壓縮機的原理來製造。我國的餐廚垃圾含水量高達80~95%,而適宜黑水虻取食的飼料含水量為75%左右。利用壓縮、過濾等方法進行固液分離,將餐廚垃圾含水量由90%左右調整到75%左右,可以減少近2/3的垃圾堆積量,從源頭上實現對餐廚垃圾的減量化。以普通餐廚垃圾收集車來計算,經過固液分離後的垃圾收集車可以多收集3倍的垃圾,從而有效提高垃圾的收集效率。固液分離後的液體成分包括油脂和水分,需要進一步進行油水分離。

油水分離設備

油水分離

將固液分離後得到的油脂和水分收集後,利用油水分離機收集地溝油,剩餘的汙水經過過濾,將水中的有機雜質進一步分離後,達到汙水排放標準即可直接排入下水道。

黑水虻處理餐廚垃圾

處理車間

黑水虻處理餐廚垃圾需要建造專門的餐廚垃圾處理車間。車間內為多層立體架,養殖架的設計和擺放沒有固定的標準,實際操作時考慮人工或機械操作、空間利用、通風效果等多方面的因素。利用方形的塑料盒作為幼蟲轉化容器,塑料盒容積以70x40x15cm為佳,便於人工搬運。也可以利用更大的轉化容器,由機器搬運和配料。養殖車間內應安裝人工溫度和溼度調節系統,其中溫度按制在25~30度之間,溼度75%左右。因為水虻處理過程中可能散發出一些刺激性氣味,車間內還應安裝除臭裝置,如臭氧發生器等。

世界環保衛士黑水虻

處理用蟲選擇6日齡的黑水虻幼蟲,不同規格的幼蟲養殖盒中添加的幼蟲量不一樣,70x40x15cm的塑料盒可添加約2萬隻幼蟲。每一批的幼蟲按統一的標準分盒飼養。水虻個體較小,數量眾多,計數起來不太方便,我們分盒時選擇某些容積一致的小型容器如量杯、茶杯等盛裝幼蟲來進行量化,可以保證每一盒中的蟲量大概一致。

經過預處理後的餐廚垃圾,粒徑0.2~2cm,含水量為75%左右,可以直接作為黑水虻幼蟲飼料。每隻幼蟲每天可以吃掉自己體重1~2倍的餐廚垃圾。為減少浪費,人工飼養時每次餵食時養蟲盒中不再有前一次殘餘食物為準。養殖盒中的飼料厚度不超過5cm,厚度過大容易引起飼料過熱。如果飼料過熱,可以分盒飼養或者通風降溫。

黑水虻幼蟲
黑水虻卵

當大規模養殖時,每一批次的蟲按每盒統一的標準添加飼料。將水虻養殖過程中的一些參數定量化,對於實現水虻養殖的流水線作業和機械化操作意義重大。通過對溫度、空氣溼度、幼蟲取食量、養殖盒規格等的研究,我們設計可以調整飼料添加量的機械臂和輔助管理系統,來替代人工添加飼料,從而實現水虻養殖的機械化。

蟲料分離與加工

黑水虻幼蟲分離器

當觀察到同一批的幼蟲中有預蛹出現,這時大部分的幼蟲長到5齡,即停止餵食。約一天後,幼蟲將食料取食乾淨,食料殘渣變得乾燥,這時就可以進行分蟲。

黑水虻養殖分離實現自動劃

採用孔徑為4mm的振動分選篩,能夠將90%以上的黑水虻幼蟲與食物殘渣分開。對於比黑水虻蟲體大的垃圾,可以選用8mm左右的篩網分離,也可以待幼蟲通過自身的蠕動將不動的顆粒集中到一處後拿鏟子剷出,最後得到乾淨的幼蟲。

家用餐廚垃圾轉化器。

美國人製作了適合於擺放在家庭庭院中的黑水虻餐廚垃圾生物轉化器,目前已經設計出了多種型號。這種類型的轉化器利用自然水虻種群提供卵塊,操作極為簡單方便,只需要將每日餐飲垃圾、瓜菜果皮等倒進桶內,幼蟲在桶內取食,變成預蛹後,從桶壁的斜道爬出。每隔十天左右收集一次預蛹即可,可以作為寵物飼料或者飼養魚、龜、蛙等。

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