CN102459131A - 生产有机矿物肥料混合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业，特别涉及基于废水污泥用来生产矿物有机肥料混合物的方法。所述方法包括将废水污泥与脱毒剂混合，所述脱毒剂为颗粒不大于100μm并且量不小于污泥质量的10％的高度分散的腐植酸钠。本发明由于减少污泥中所含重金属的量而允许改善作为肥料的废水污泥的施用功效。

Description

生产有机矿物肥料混合物的方法
本发明涉及农业，特别涉及基于废水污泥用来生产肥料的方法。
由废水污泥生产并且用于农牧(farming)的肥料可与其它农用肥料形成竞争。废水污泥含有30-40％粪便有机物质(按干基计)，无机元素(N总-0,6-4,3％，P2O5-1,2-4,5％等)并且具有高的施肥能力。
使用废水污泥作为有机肥料有助于恢复土壤的无机(mineral)和有机平衡。当复垦扰动土地时污泥的使用使得解决肥沃土壤层的问题并且使它们返回到经济性循环。
然而，废水污泥由重金属和其它有毒物质所致的污染限制它们的利用并且使它们成为国民经济中最具有问题的废物之一。
存在基于废水污泥用来生产肥料的已知方法，所述方法通过使用活性污泥生物质和部分可溶性含钙矿物减少其中所含的重金属。使用净化方法从混合和相分离得到的水介质除去重金属。将约10-25kg/m3含钙物质加入到污泥中，和在1-4小时中借助于曝气进行混合(RF专利No.2209237CO2F11/14)。然而，作者并没有给出任何关于重金属去除效率和从水介质分离的重金属的利用率的对比数据。
相应地，还存在另一种生产肥料的已知方法，该方法包括将按干基计具有0,5-5,0％生物质浓度的活性污泥悬浮液与泥煤以1∶1-1∶8的“活性污泥-泥煤”比率进行混合。活性污泥培养5-15小时并且其灰分含量为15-45％(作者的证书N 1532551，CO 5F7/00，CO 5F11/12)。
然而，当废水污泥添加到土壤中时不稳定的重金属可迁移到植物中。在上述证书中不存在关于泥煤吸附重金属的结合强度如何高的信息。
提及的矿物有机肥料混合物生产方法的原型(prototype)包括将市政废水污泥与粒度级为至多2mm的用作脱毒剂的含丝光沸石的凝灰岩混合。相应地，将粒度级为至多5mm的废水污泥与凝灰岩以1∶1-2比率混合(RP专利No.2197452C05F7/00)。市政废水污泥脱毒的进行归因于含丝光沸石的凝灰岩的高吸附性能。此外，在该情形中，当将污泥肥料施用到农用土地时，重金属的解吸附是相当有可能的，这可导致超过可容许的浓度极限。作者没有提供任何关于未处理的污泥中和在含丝光沸石的凝灰岩使用后重金属的存在的数据。还不具有关于植物中重金属的存在的数据。
本发明的目的是通过使重金属与脱毒剂的结合强度较高并同时使肥料混合物的品质较高来提高废水污泥的脱毒效率。
在涉及将废水污泥与脱毒剂混合的方法中，技术效果通过使用颗粒不大于100μm并且量不小于污泥质量的10％的高度分散腐植酸钠来实现。
使用腐植酸钠的功效是基于具有很多其反应性官能团的腐植酸参与和重金属离子的反应形成其不溶性稳定化合物这样的事实。
腐植酸的可溶性盐(腐植酸盐)与重金属阳离子相互作用形成水溶性腐植酸盐，其按如下所示：
n Yum-COONa+nMen+Xn-→[Yum-COOMe]n↓+nNaX
所述相互作用是强烈的并且导致形成不溶性稳定化合物。这样的关系对于大部分被认为是最危险的环境污染物的如下重金属而言是通用的：锌、镍、铜、铅、铬等。除离子交换相互作用外，腐植酸还参与和重金属的络合反应形成矿物有机配体，所述矿物有机配体将重金属紧紧固定在它们的组合物中。实验证实了所得重金属和腐植酸的化合物的高的时间稳定性。
将腐植酸盐添加到肥料混合物中还使得改善后者的品质，这是因为腐植酸盐是促成矿物肥料的较高吸收强度的植物生长和发育调节剂。
所述方法由下面实验性实施例证实：
实施例N 1
使用来自Dzerzhinsk(莫斯科地区)中的曝气段(aeration station)的废水污泥作为原料。为了将其脱毒，将100μm颗粒的腐植酸钠以不小于污泥质量的10％的量加入并且在任何混合器中混合以获得充分均化的混合物。当混合时，腐植酸钠与来自污泥的重金属相互作用，所述重金属变成不能移动的形式。
实施例N 2
按照与实施例N 1中描述的相同工序，不同之处在于所用腐植酸钠的量为污泥质量的20％。
为证实腐植酸钠对重金属的固定作用所进行的实验的结果显示于下表中：
Figure BDA0000133562860000031
如从上表所可看出的，这类重金属如铅、镉、铜、锌、锰、镍和铬的含量得到降低。

Claims (1)

1.一种用于生产矿物有机肥料混合物的方法，该方法包括将市政废水污泥与脱毒剂混合，其特征在于使用颗粒不大于100μm并且量不小于污泥质量的10％的高度分散的腐植酸钠作为脱毒剂。
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