CN101905994A

CN101905994A - 一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法

Info

Publication number: CN101905994A
Application number: CN2010102055176A
Authority: CN
Inventors: 朱英; 王兆光; 李静; 刘秀玉; 刘丰
Original assignee: New Material Institute of Shandong Academy of Sciences
Current assignee: New Material Institute of Shandong Academy of Sciences
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: CN101905994B

Abstract

本发明公开了一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法。它包括以下步骤：(1)在污泥中加入硝酸，搅拌3小时后离心，收集提取液E1；(2)将步骤(1)剩余沉淀物中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后离心，收集提取液记为E2；(3)将步骤(2)剩余沉淀物中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后进行高压机械脱水，收集提取液记为E3；(4)将步骤(1)所得E1和步骤(2)所得E2混合，混合液经浓缩即为腐殖酸液态肥。该方法不仅完成了污泥进一步的脱水干化过程，将污泥含水率从80％左右降到40％以下，而且可有效的提取污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的营养成分。

Description

一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法

技术领域

本发明涉及污水厂污泥处理处置技术，属于固体废物处理技术领域。

背景技术

随着我国城市污水处理率的提高，污泥产量逐渐增多，伴生而来的污泥无害化问题日益严重，许多污泥未经处理或者经过简单减量处理后随意堆放，远远达不到卫生填埋标准；这样就严重得削弱了污水处理得净化作用，给环境造成了严重得二次污染。因为污水中很多污染物会进入污泥，如果一个城镇污水处理厂污泥的处理处置不当，不仅不能充分发挥消除污染、保护环境的作用，反而会大大弱化污水净化的功能，污泥不处理就等于污水厂一半的功能被浪费了。因污泥引发的二次污染及生态环境矛盾频频暴发，建立和完善城镇污泥处理政策规章体系及配套机制，加快推进城镇污水、污泥同步治理刻不容缓。污泥的主要处理处置方法有填埋、堆肥、焚烧等，但成本往往很高，主要原因是污泥内的水分含量通常较高，污泥的这种高含水率使得通过机械的方式大幅降低水分变得非常艰难，目前比较好的方法就是采用热处理。然而，尽管这种方法效果不错，但是往往非常耗能，在当前能源价格大幅上涨的情况，费用已成了污泥处理企业不得不面对的一个大问题，在当前情况下，许多企业都不堪重负。

腐殖酸是污泥颗粒结构的重要组成部分。腐殖酸目前主要从泥炭、褐煤、风化煤等中提取。相对于商品腐殖酸，污泥腐殖酸含有的有机物种类更多，脂肪类物质和氮化合物含量更高，氧化度更低，但两者对植物的生长促进作用没有明显差异。污泥好氧堆肥具有操作较简单，处理成本较低，便于土地利用等特点；但是，堆肥二次发酵时间长，产品肥效低，长期施用引起土壤重金属污染，因此要提升污泥肥料品质。污泥中含有大量的有机质，从污泥中提取腐殖酸，用于生产液态肥，不仅可以节约煤炭等不可再生资源，而且可以提高污泥肥料品质，扩大污泥资源化产品市场。污泥中含有大量的氮、磷、钾及多种微量元素等，都有利于植物的生长。

发明内容

本发明的目的是克服现有的污泥处理方式的不足，提供一种部分改变污泥内部结构，有利于污泥脱水干化，从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下工艺：

(1)在污泥(含水率为75～85％(wt/wt)，有机质含量大于50％(wt/wt))中加入硝酸，搅拌3小时后离心，收集提取液E1，所述硝酸的浓度0.4～0.6mol/L，加入量为0.1～0.3L/kg污泥，优选为硝酸的浓度为0.5mol/L，加入量为0.2L/kg污泥；

(2)将步骤(1)剩余沉淀物中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后离心，收集提取液记为E2，所述氢氧化钠的浓度0.1～0.3mol/L，加入量0.8～1.2L/kg污泥，优选为所述氢氧化钠的浓度0.1mol/L，加入量1L/kg污泥；

(3)将步骤(2)剩余沉淀物中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后进行高压机械脱水，收集提取液记为E3，所述氢氧化钠的浓度0.1～0.3mol/L，加入量0.8～1.2L/kg污泥，优选为所述氢氧化钠的浓度0.1mol/L，加入量1L/kg污泥；

(4)将步骤(1)所得E1和步骤(2)所得E2混合，混合液经浓缩即为腐殖酸液态肥。

本发明所述离心机转速优选为4000转/分钟；所述高压机械脱水的压力优选为2MPa。本发明提取液E3可以回用作为下一批污泥的氢氧化钠提取剂。该方法不仅完成了污泥进一步的脱水干化过程，将污泥含水率从80％左右降到40％以下，而且可有效的提取污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的营养成分。

本发明的主要原理为：通过在污泥中添加硝酸，氧化污泥中部分物质，氢氧化钠用于提取污泥中的腐殖类物质。同时硝酸和氢氧化钠能够改变污泥的结构，内部水和间隙水容易释放，从而有利于污泥进一步脱水干化。

本发明取得的有益效果是：

(1)该方法可有效的提取污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的营养成分(直接提取物中腐殖酸含量大于2％、微量元素的含量大于1.5％)。腐殖酸是高分子复合有机胶体，在其各单元结构上带有一个或多个活性基团，其主要的活性基团是羧基、酚羟基和醌基。它们被植物吸收后，可促进植物体内多酚氧化酶的活性，从而促进作物的新陈代谢和醣类及干物质的积累。对谷物和薯类作物喷洒腐殖酸钠后，能显著降低空壳率，提高作物的产量。腐殖酸活性基团还有改善土壤物理性质的作用。

(2)能够明显降低污泥的含水率，将污泥的含水率从80％左右降到40％以下，减量化效果显著，且与其它脱水干化技术相比，成本较低。

(3)所提取的腐殖酸液态肥含有植物所必需的微量元素，病原菌被灭活，施用后能提高作物的抗逆性、促进作物植株生长旺盛，同时具有改良土壤、培肥地力、肥效长短结合、速缓效结合、施用方便省时省力(可结合农药喷洒施肥、可结合灌溉施肥、可叶面喷施根部冲施、可作基肥亦可作追肥)之明显特效。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

某污水处理厂污泥主要指标如表1所示。

表1某污水处理厂污泥主要指标

指标	含水量	pH值	有机质含量
				含量	82％	8.1	53％

将污泥放置于搅拌罐中，向其中加入0.5mol/L的硝酸(加入量为0.2L/kg污泥)，以5转/每分钟的转速搅拌3小时后以4000转/每分钟的速度离心，收集提取液E1。沉淀加入0.1mol/L氢氧化钠(加入量为1L/kg污泥)，以5转/每分钟的转速搅拌提取6小时后以4000转/每分钟的速度离心，收集提取液记为E2，沉淀再加入0.1mol/L氢氧化钠(加入量为1L/kg污泥)调节，以5转/每分钟的转速搅拌提取6小时后进行高压机械脱水，收集提取液记为E3，脱水泥饼含水率为38％。将E1与E2混合，测得混合液腐殖酸含量2.1％，微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B)含量1.7％，将此混合液浓缩即可制得有机腐殖酸叶面肥。

实施例2

某造纸厂污泥主要指标如表2所示。

表2某造纸厂污泥主要指标

指标	含水量	pH值	有机质含量
				含量	78％	8.3	64％

将污泥放置于搅拌罐中，向其中加入0.55mol/L的硝酸(加入量为0.3L/kg污泥)，以5转/每分钟的转速搅拌3小时后以4000转/每分钟的速度离心，收集提取液E1。沉淀加入0.1mol/L氢氧化钠(加入量为1.1L/kg污泥)，以5转/每分钟的转速搅拌提取6小时后以4000转/每分钟的速度离心，收集提取液记为E2，沉淀再加入0.1mol/L氢氧化钠(加入量为1L/kg污泥)调节，以5转/每分钟的转速搅拌提取6小时后进行高压机械脱水，收集提取液记为E3，脱水泥饼含水率为35％。将E1与E2混合，测得混合液腐殖酸含量2.9％，微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B)含量1.9％，将此混合液浓缩即可制得有机腐殖酸叶面肥。

实施例3

某污水处理厂污泥主要指标如表3所示。

表3某污水处理厂污泥主要指标

指标	含水量	pH值	有机质含量
				含量	84％	8.0	51％

将污泥放置于搅拌罐中，向其中加入0.6mol/L的硝酸(加入量为0.15L/kg污泥)，以5转/每分钟的转速搅拌3小时后以4000转/每分钟的速度离心，收集提取液E1。沉淀加入0.15mol/L氢氧化钠(加入量为0.8L/kg污泥)，以5转/每分钟的转速搅拌提取6小时后以4000转/每分钟的速度离心，收集提取液记为E2，沉淀再加入0.15mol/L氢氧化钠(加入量为0.8L/kg污泥)调节，以5转/每分钟的转速搅拌提取6小时后进行高压机械脱水，收集提取液记为E3，脱水泥饼含水率为37％。将E1与E2混合，测得混合液腐殖酸含量2.0％，微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B)含量1.5％，将此混合液浓缩即可制得有机腐殖酸叶面肥。

Claims

1.一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)在污泥中加入硝酸，搅拌3小时后离心，收集提取液E1；所述污泥的含水率重量百分含量为75～85％，有机质重量百分含量大于50％；

(2)将步骤(1)剩余沉淀物中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后离心，收集提取液记为E2；

(3)将步骤(2)剩余沉淀物中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后进行高压机械脱水，收集提取液记为E3；

2.如权利要求1所述的一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，所述步骤(1)硝酸的浓度0.4～0.6mol/L，加入量为0.1～0.3L/kg污泥，所述步骤(2)和(3)氢氧化钠的浓度0.1～0.3mol/L，加入量为0.8～1.2L/kg污泥。

3.如权利要求2所述的一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，所述步骤(1)硝酸的浓度为0.5mol/L，加入量为0.2L/kg污泥。

4.如权利要求2所述的一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，所述步骤(2)氢氧化钠的浓度0.1mol/L，加入量为1L/kg污泥。

5.如权利要求2-4中任意一项所述的一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，所述步骤(3)氢氧化钠的浓度0.1mol/L，加入量为1L/kg污泥。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，所述步骤(1)、(2)离心机转速为4000转/分钟。

7.如权利要求1-4中任意一项所述的一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，所述步骤(3)高压机械脱水的压力为2Mpa。

8.如权利要求1-4中任意一项所述的一种从污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液态肥的方法，其特征是，所述提取液E3回用作为下一批污泥的氢氧化钠提取剂。