CN101624300A

CN101624300A - 去除固体有机废弃物堆肥中重金属的方法

Info

Publication number: CN101624300A
Application number: CN200910144361A
Authority: CN
Inventors: 伍永钢; 王德生; 张从军
Original assignee: ANHUI LAIMUJIA FERTILIZER INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Anhui Huiliang Biotechnology Co ltd
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2029-08-03
Also published as: CN101624300B

Abstract

本发明涉及一种去除固体有机废弃物堆肥中重金属的方法，包括以下步骤：(1)向固体有机废弃物堆肥中添加硫粉，10－150g硫粉/kg堆肥；(2)加入七水合硫酸亚铁溶液，(3)接种微生物复合菌，主要含有：氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、白腐真菌、酵母菌、青霉菌，接种量为：1g复合菌剂/kg堆肥；(4)将接种过的堆肥置于堆床上进行喷淋淋滤，维持堆床内部含水率不低于65％；(5)淋滤时间为4－14天，期间实时监测淋滤液重金属浓度，达到国家标准时淋滤停止；(6)淋滤完成后，堆肥中投加熟石灰调节pH为中性。本发明有益效果：重金属淋滤去除率可以达到90％以上，N、P等营养元素的流失率低于5％，该方法操作简单，运行成本低。

Description

去除固体有机废弃物堆肥中重金属的方法

技术领域

本发明涉及一种去除固体堆肥产品中重金属的方法，特别涉及采用生物淋滤技术去除城市垃圾堆肥中重金属的方法。

背景技术

随着国民物质文化生活水平的日益提高，城市废弃物的产量与成份在迅速增加变化。目前，我国每年产1.14亿吨垃圾，城市垃圾造成水体、土壤、大气的污染和疾病的传播，已成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。解决方法之一就是制造垃圾堆肥，它是一项资源综合利用技术，投资小，运行成本低，经济效益高，是目前国内、外受到广泛重视的处理技术，具有很好的环境友好性和巨大的潜在经济价值，符合我国的固体废弃物处理方针“减量化、无害化、资源化”，并且实现生活垃圾无害化、资源化处理也已成为世界各国拉动国民经济增长的重要举措之一。

目前制造垃圾堆肥存在的主要问题是，堆肥产品含有有害物质超标(主要是重金属)，极大地影响了产品的使用范围(如不能使用于农田)，也限制了产品的价格，使用者易于产生心理抵触，给堆肥生产厂家造成极大的困难并威胁到企业的生存，并且造成了整个行业的停滞甚至萎缩。这一问题正逐渐引起重视，有限的研究主要集中在改变堆肥产品中重金属的形态，使其降低生物有效性(王玉军，窦森，李业东，et al.鸡粪堆肥处理对重金属形态的影响[J].环境科学.2009(03).)，但堆肥产品长期施用，随着环境条件的改变，重金属离子还可能改变形态，重新造成危害。综上所述，影响城市垃圾堆肥产品生存及发展的一个关键问题是重金属超标的问题，人们进行了一些有益的探索，但尚未发现有效解决这一问题的技术手段。

发明内容

本发明的目的就是为了去除固体有机废弃物垃圾堆肥中的重金属，提供的一种生物淋滤方法，该方法利用微生物直接将堆肥产品中的重金属进行分离，得到合格的堆肥产品。

本发明采用的技术方案是：

一种去除固体有机废弃物堆肥中重金属的方法，包括以下步骤：

(1)、根据固体有机废弃物堆肥的重金属浓度和重量，推算出能源物质硫粉的投加量，其范围视重金属种类和浓度的不同，为10-150g硫粉/kg堆肥；重金属离子主要为Zn、Cu时硫粉投加量采用下限，重金属离子主要为Cr、Cd、Pb时采用上限；

(2)根据(1)中的结果将硫粉加入堆肥产品中并混匀，搅拌过程中，加入FeSO₄·7H₂O(七水合硫酸亚铁)溶液，其投加量与硫粉的投加量的质量比范围为0.5-2∶1，堆肥中含铁量高时采用下限，堆肥中含铁量低采用上限；

(3)接种微生物复合菌，其中主要含有的微生物种类有氧化亚铁硫杆菌，氧化硫硫杆菌，白腐真菌，酵母菌，青霉菌等，这些都应是公知的菌种，接种量为1g复合菌剂/kg堆肥，接种完成后调节堆肥产品含水率不小于60％；

(4)淋滤开始，将(3)中的堆肥产品置于堆床上，堆床底部有通风管，储液槽；堆床中有搅拌器，水喷淋头。水喷淋头自动对堆床进行淋滤补水，在整个淋滤过程中，维持堆床内部含水率不低于65％；对堆床维持空气供应，保证整个堆床处于好氧状态；

(5)淋滤大约进行4-14d，其时间长短视堆肥中重金属浓度和种类而定，重金属离子主要为Zn、Cu时硫粉投加量采用下限，重金属离子主要为Cd、Pb时采用上限；重金属浓度高采用上限，重金属浓度低采用下限。具体实施过程中应实时监测堆床滤液的重金属浓度，当浓度达到国家标准要求时淋滤停止。

(6)调理剂投加，淋滤完成后，堆肥产品中投加熟石灰进行pH调节，将堆肥产品的pH调节为中性，至此，淋滤过程完成，得到重金属含量符合国家标准的堆肥产品。

3、有益效果

经过4-14d的淋滤处理，重金属Cr、Cd、Pb、Zn、Cu含量小于70g/kg堆肥成品，重金属淋滤去除率可以达到90％以上，改善堆肥产品品质，并且，在淋滤过程中，由于加入的是混合菌剂，N、P等营养元素的流失率低于5％，淋滤没有改变堆肥的营养元素成分，因此，经过生物淋滤处理，堆肥产品的重金属浓度可以极大下降，同时营养元素流失很少，在改善了堆肥产品的质量的同时没有降低产品的肥效。该方法操作简单，管理方便，易于实现产业化。

该方法运行成本低，反应条件温和，去除效果好，能有效改善堆肥产品的品质。固体废弃物堆肥产品中重金属浓度超标的问题极大的限制了行业的发展。

附图说明：

图1是本发明提供的去除固体有机废弃物堆肥中重金属的堆床及其淋滤装置。

以下通过具体实施方式进一步对本发明作出说明。

实施例1

如图1所示，本实施例采用农业固体废弃物堆肥产品2，取堆肥产品10kg，其重金属为人工添加，重金属种类为Zn和Cu，加入量分别为5g/kg堆肥成品和7.5g/kg堆肥成品2，添加完成后置于实验室堆床1上，所述的堆床1上端设有淋滤管4以及排气装置3，堆床下部设有滤液槽8以及滤网7，滤液槽8两端分别设有进气管9和排液管6，堆床中设有搅拌器5。

按本发明技术方案所陈述的步骤进行生物淋滤，经过7d的淋滤，Zn和Cu的去除率分别为95％和89％，极大的降低了堆肥产品中重金属的浓度，N、P的损失(以总氮、总磷计)＜5％，对于堆肥的肥效影响不大。

实施例2

本实施例采用农业固体废弃物堆肥产品，取堆肥产品10kg，其重金属为人工添加，重金属种类为Cr、Cd、Pb，加入量分别为1.0g/kg堆肥成品、0.55g/kg堆肥成品、0.75g/kg堆肥成品。添加重金属后堆肥产品置于实验室堆床上，按本发明的技术方案步骤进行生物淋滤，经过14d的淋滤，Cr、Cd、Pb的去除率分别为97％、98％、95％，处理效果良好，重金属浓度达标，N、P的损失＜10％，对于产品的肥效有轻微影响，但是重金属含量大幅降低以后，能极大拓展该堆肥产品的使用范围，对于改善产品品质还是具有重大的意义。

实施例3

本实施例采用城市有机垃圾堆肥产品，取堆肥产品10kg，其重金属为本身含有，进过初步检测，重金属种类为Zn、Cu、Cr、Cd和Pb，其含量分别为1、0.8、0.55、0.1、0.03g/kg堆肥成品，将该堆肥产品置于堆床上，按本发明技术方案进行生物淋滤操作，各阶段去除率如下表所示：

表1各时间段重金属去除率一览表

	Zn	Cu	Cr	Cd	Pb
	Zn	Cu	Cr	Cd	Pb	7d	85	80	43	47	37
14d	97	95	91	92	87	7d	85	80	43	47	37

如表1所示，淋滤7d以后，各种重金属均有一定的去除率，Zn、Cu的去除率明显高于其他三种重金属，结果符合前面两个实施例的结论，Zn、Cu相比Cr、Cd和Pb来说，生物淋滤的反应时间要短，但同时观察到，在第7d，Zn、Cu的去除率比堆肥产品中Zn、Cu单独存在时(实施例1)要低，这说明，与其他重金属离子共存时，生物淋滤的速度会下降。

淋滤14d后，所有种类重金属去除率均上升为＞90％，生物淋滤效果良好。对本产品经过14d淋滤以后的N、P含量进行检测，分别下降了12％和15％，这说明，多种重金属离子共存时进行生物淋滤，N、P的损失要高于单种重金属离子存在的情形

实施例4

本实施例为工业化堆肥产品生物淋滤实验，采用城市有机垃圾堆肥产品，取堆肥产品1000kg，其重金属为本身含有，进过初步检测，重金属种类为Zn、Cu、Cr、Cd和Pb，其含量分别为1.1、0.92、0.65、0.15、0.07g/kg堆肥成品，将该堆肥产品置于工业化堆床上，按本发明技术方案进行生物淋滤操作，各阶段去除率如下表所示：

表2各时间段重金属去除率一览表

	Zn	Cu	Cr	Cd	Pb
	Zn	Cu	Cr	Cd	Pb	7d	80	77	39	42	32
14d	90	91	89	87	85	7d	80	77	39	42	32

如表2所示，淋滤7d以后，各种重金属均有一定的去除率，但去除率比实施例3中的实验堆床稍低，这说明工业化堆床对于生物淋滤效果比试验堆床有轻微下降；同时可以看到，Zn、Cu的去除率明显高于其他三种重金属，结果符合前面实施例的结论，Zn、Cu相比Cr、Cd和Pb来说，生物淋滤的反应时间要短。淋滤14d后，所有种类重金属去除率均上升，其中Zn、Cu的去除率＞90％，其余三种＞85％，生物淋滤效果良好。对本产品经过14d淋滤以后的N、P含量进行检测，分别下降了10％和13％，这说明，多种重金属离子共存时进行生物淋滤，N、P的损失量较少，对于产品的肥效无明显影响，但是重金属浓度大幅下降，使产品的品质得到显著改善，使该堆肥产品质量符合《城镇垃圾农用控制标准》，拓展了该产品的市场。

Claims

1、一种去除固体有机废弃物堆肥中重金属的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、向固体有机废弃物堆肥中添加硫粉，剂量为：10-150g硫粉/kg堆肥；

(2)、加入七水合硫酸亚铁FeSO₄·7H₂O溶液，其投加量与硫粉的投加量的质量比为0.5-2∶1；

(3)、接种微生物复合菌，其中主要含有微生物种类有：氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、白腐真菌、酵母菌、青霉菌，接种量为：1g复合菌剂/kg堆肥，接种完成后调节堆肥产品含水率不小于60％；

(4)、将接种过的堆肥产品置于堆床上，对堆床进行喷淋淋滤，在整个淋滤过程中，维持堆床内部含水率不低于65％；对堆床维持空气供应，保证整个堆床处于好氧状态；

(5)、淋滤时间为4-14天，淋滤过程中实时监测堆床淋滤液的重金属浓度，当浓度达到国家标准要求时淋滤停止；

(6)、淋滤完成后，堆肥产品中投加熟石灰进行pH调节，将堆肥产品的pH调节为中性。