CN108479352B - 一种生活垃圾除臭抑菌剂及其制备方法和处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生活垃圾除臭抑菌剂及其制备方法和修复方法，涉及环境污染治理领域，本发明制备方法包括如下步骤：1)将植物原料干燥粉碎过筛，得植物原料颗粒；2)厌氧慢速热解法制备木醋原液；3)淋溶柱过滤法精制木醋液；4)将木醋液中加入香精和/或抑菌辅助剂即得抑菌除臭剂。本发明抑菌剂在使用后能够明显中和氨气、硫化氢等腐败气体，同时具有抑菌除臭效果。

Description

一种生活垃圾除臭抑菌剂及其制备方法和处理方法
技术领域
本发明涉及环境污染治理领域，具体涉及一种生活垃圾除臭抑菌剂及其制备方法和处理方法。
背景技术
随着我国城市化进程的高速发展，日常所产生的生活垃圾越来越多。在生活垃圾收集过程中，最常用的就是到处可见的垃圾桶。垃圾桶为生活垃圾收集及运输提供极大的便利。但是，垃圾桶中的生活垃圾在等待处理的时候，常常会产生一些难闻的异味(氨气、硫化氢等腐败气体)及渗滤液，对周围的环境造成严重的影响。目前现有的生活垃圾除臭方法主要是通过动物除臭、微生物除臭等方法，上述方法在生活垃圾臭味去除方面效果不错，但是却不能有效抑制生活垃圾中有害微生物的活性与繁殖。
木醋液是在生物质材料制备生物炭过程中产生的烟气经冷凝回流和再分离得到的有机混合物。该木醋液能够中和生活垃圾产生的氨气、硫化氢等酸性气体。因此,木醋液的研究与应用对环境保护等方面具有重要意义。然而，单纯冷却回收后得到的是粗木醋液，是棕黑色的液体。其含有大量焦油及有害物质，无法直接用于垃圾处理。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术中生活垃圾异味渗液等问题，本发明的目的在于提供了一种生活垃圾除臭抑菌剂的制备方法以及该方法制得的抑菌剂，采用生物炭以及木醋液为主要原料，通过精制复合进行改性。在使用后能够明显中和氨气、硫化氢等腐败气体，同时具有抑菌除臭效果，并且可以减少垃圾渗滤液的排放。
本发明提供一种生活垃圾除臭抑菌剂的制备方法，包括如下步骤：
1)植物原料处理：将植物原料(60-70)℃下干燥至恒重，粉碎过筛，使其粒径为(0.5～5)mm，得植物原料颗粒；
2)厌氧慢速热解法制备木醋原液：取(100-500)g植物原料颗粒，置于管式炉中，氮气气氛下升温并恒温热解，热解过程中将烟气焦油水凝冷却回收；热解完成后，在氮气保护下自然冷却至室温，得固体产物为生物炭，回收的液体产物为木醋原液；
3)淋溶柱过滤法精制木醋液：
①取粒径(1-5)mm的生物炭均匀装入淋溶柱中，加水淋洗生物炭过滤材料至pH恒定，晾干；
②以流速为(5-15)ml/min的速率加入木醋原液，使其通过过滤柱；
③收集滤液，即得木醋液，并避光低温保存；
4)将木醋液中加入香精和/或抑菌辅助剂即得抑菌除臭剂。
优选的，所述植物原料为花生壳、稻壳、水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、锯末、苹果树枝、枣树枝和葡萄树枝中的至少一种。
优选地，在步骤2)中，所述氮气气氛为：置入植物原料颗粒后，以(50-100)ml/min速率通入氮气(20-40)min，直至排出炉中空气。其能保证完全的氮气充盈氛围，避免原料受热氧化。
优选地，在步骤2)中，所述热解过程为：以(1-10)℃/min的升温速率升至(300-700)℃，并于最高温恒温热解(1-6)h。
优选的，所述香精为香草醛、乙基香草醛及薄荷油中的一种或几种，所述抑菌辅助剂为吡咯酮、甲壳素、蓖麻油和2,5-二酮哌嗪中的至少一种。
本发明还提供一种上述制备方法制得的生活垃圾除臭抑菌剂。
本发明同时提供一种应用上述除臭抑菌剂的生活垃圾除臭抑菌处理方法，应用方法包括：
a、将垃圾桶底部加入淋溶柱淋溶处理后的生物炭过滤材料(3～10)cm/层厚；
b、垃圾倒入后，顶部撒入(1～3)cm/层厚的上述生物炭过滤材料；
c、将抑菌除臭剂水稀释(100～1000)倍喷洒于垃圾桶内。
本发明所带来的综合效果包括：
所用木醋液中含有大量酚类和有机酸类化合物，能够抑制微生物繁殖与活性；添加高浓度木醋液时，酚类和有机酸类化合物数量多，对微生物的毒害抑制强，抑制微生物的繁殖和生物活性。同时，木醋液是对生物炭制备过程中产生废气及液体副产物的回收再利用。本发明方法能够有效中和氨气、硫化氢等腐败气体，且具有抑制有害菌的效果；添加溶淋后的生物炭，生物炭吸附木醋液除臭抑菌剂，不仅避免环境有害物质释放，并且能够通过固定的高黏组分重新作为反应位点，有效提高木醋液的除臭功效，具有缓释和增强好氧菌活性的功能。同时，生物炭可以增强保水率，具有较强的水分持留能力，能够减少渗滤液的排放。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步解释说明，但应理解，本发明的范围不限于此。
木醋液组成成分极为复杂，主要成分是水、有机酸、醇类、酮类和脂类等，并含K、Mg、Zn、Mn等多种矿物元素，在除臭的同时，能将生活垃圾转化为有机肥料用于土壤改良。然而，热解制备生物炭时获得的木醋原液也还含有大量焦油、联苯、苯并芘等有害物质，直接用于垃圾处理会带来诸多弊端。
本发明抑菌除臭剂采用生物炭溶淋精制工艺，通过生物炭多孔隙结构，以及内部所含有的相亲官能团，将木醋原液中的焦油等高黏组分原位固定，从而获得精制后的木醋液。将淋溶柱中生物炭分别作为生活垃圾上层和衬底，并于上层喷洒与香精和辅助抑菌剂复配的木醋液，生物炭能够吸附本发明抑菌除臭剂中反应成分，能够持续抑制有害菌繁殖，并去除生活垃圾中的腐败气体，且方便进一步将该生活垃圾用于土壤改良和追肥。
实施例1
一种生活垃圾除臭抑菌剂的制备方法，包括如下步骤：
1)植物原料处理：将植物原料60℃下干燥至恒重，粉碎过筛，使其粒径为3mm，得植物原料颗粒；
2)厌氧慢速热解法制备木醋原液：取200g植物原料颗粒，置于管式炉中，置入植物原料颗粒后，以80ml/min速率通入氮气30min，直至排出炉中空气，保证完全的氮气充盈氛围，避免原料受热氧化；以3℃/min的升温速率升至500℃，并于最高温恒温热解3h；热解过程中将烟气焦油水凝冷却回收；热解完成后，在氮气保护下自然冷却至室温，得固体产物为生物炭，回收的液体产物为木醋原液；
3)淋溶柱过滤法精制木醋液：
①取粒径2mm的生物炭均匀装入淋溶柱中，加水淋洗生物炭过滤材料至pH恒定，晾干；
②以流速为10ml/min的速率加入木醋原液，使其通过过滤柱；
③收集滤液，即得木醋液，并避光低温保存；
4)将木醋液中加入香精和抑菌辅助剂即得抑菌除臭剂。
所述植物原料为花生壳、玉米秸秆、棉花秸秆、锯末、苹果树枝和小麦秸秆的混合植物原料。
所述香精为香草醛、乙基香草醛和薄荷油，所述抑菌辅助剂为吡咯酮和2,5-二酮哌嗪。
实施例2
本实施例采用实施例1所述制备方法，制备所述除臭抑菌剂，不同之处在于：
在步骤1)中，植物原料干燥温度为70℃，粉碎粒径为5mm。
在步骤2)中，植物原料颗粒为100g，氮气通入速率100ml/min，通入时间20min。热解升温速率1℃/min，升至700℃，热解1h。
在步骤3)中，生物炭粒径5mm，木醋原液流速15ml/min。
所述香精为薄荷油，所述抑菌辅助剂为2,5-二酮哌嗪。
实施例3
本实施例采用实施例1所述制备方法，制备所述除臭抑菌剂，不同之处在于：
在步骤1)中，植物原料干燥温度为60℃，粉碎粒径为0.5mm。
在步骤2)中，植物原料颗粒为500g，氮气通入速率50ml/min，通入时间40min。热解升温速率10℃/min，升至300℃，热解6h。
在步骤3)中，生物炭粒径1mm，木醋原液流速5ml/min。
所述香精为乙基香草醛，所述抑菌辅助剂为吡咯酮。
实施例4
本实施例采用实施例1所述制备方法，制备所述除臭抑菌剂，并将所得除臭抑菌剂应用于生活垃圾除臭抑菌处理，应用方法包括：
a、将垃圾桶底部加入淋溶柱淋溶处理后的生物炭过滤材料5cm/层厚；
b、垃圾倒入后，顶部撒入2cm/层厚的上述生物炭过滤材料；
c、将抑菌除臭剂水稀释500倍喷洒于垃圾桶内。
实施例5
本实施例采用实施例2所述制备方法，制备所述生物炭抑菌剂，并将所得除臭抑菌剂应用于生活垃圾除臭抑菌处理，应用方法包括：
a、将垃圾桶底部加入淋溶柱淋溶处理后的生物炭过滤材料10cm/层厚；
b、垃圾倒入后，顶部撒入1cm/层厚的上述生物炭过滤材料；
c、将抑菌除臭剂水稀释100倍喷洒于垃圾桶内。
实施例6
本实施例采用实施例3所述制备方法，制备所述生物炭抑菌剂，并将所得除臭抑菌剂应用于生活垃圾除臭抑菌处理，应用方法包括：
a、将垃圾桶底部加入淋溶柱淋溶处理后的生物炭过滤材料3cm/层厚；
b、垃圾倒入后，顶部撒入3cm/层厚的上述生物炭过滤材料；
c、将抑菌除臭剂水稀释1000倍喷洒于垃圾桶内。
虽然本发明已作了详细描述，但对本领域技术人员来说，在本发明精神和范围内的修改将是显而易见的。此外，应当理解的是，本发明记载的各方面、不同具体实施方式的各部分、和列举的各种特征可被组合或全部或部分互换。在上述的各个具体实施方式中，那些参考另一个具体实施方式的实施方式可适当地与其它实施方式组合，这是将由本领域技术人员所能理解的。此外，本领域技术人员将会理解，前面的描述仅是示例的方式，并不旨在限制本发明。

Claims (4)

1.一种生活垃圾除臭抑菌处理方法，其特征在于，
抑菌除臭剂制备方法包括如下步骤：
1)植物原料处理：将植物原料60-70℃下干燥至恒重，粉碎过筛，使其粒径为0.5～5mm，得植物原料颗粒；
2)厌氧慢速热解法制备木醋原液：取100-500g植物原料颗粒，置于管式炉中，氮气气氛下升温并恒温热解，热解过程中将烟气焦油水凝冷却回收；热解完成后，在氮气保护下自然冷却至室温，得固体产物为生物炭，回收的液体产物为木醋原液；
3)淋溶柱过滤法精制木醋液：
①取粒径1-5mm的生物炭均匀装入淋溶柱中，加水淋洗生物炭过滤材料至pH恒定，晾干；
②以流速为5-15ml/min的速率加入木醋原液，使其通过过滤柱；
③收集滤液，即得木醋液，并避光低温保存；
4)将木醋液中加入香精和/或抑菌辅助剂即得抑菌除臭剂；
应用通过上述制备方法制得的抑菌除臭剂，应用方法包括：
a、将垃圾桶底部加入淋溶柱淋溶处理后的生物炭过滤材料3～10cm/层厚；
b、垃圾倒入后，顶部撒入1～3cm/层厚的上述生物炭过滤材料；
c、将抑菌除臭剂水稀释100～1000倍喷洒于垃圾桶内。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述植物原料为花生壳、稻壳、水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、锯末、苹果树枝、枣树枝和葡萄树枝中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤2)中，所述热解过程为：以1-10℃/min的升温速率升至300-700℃，并于最高温恒温热解1-6h。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述香精为香草醛、乙基香草醛及薄荷油中的一种或几种，所述抑菌辅助剂为吡咯酮、甲壳素、蓖麻油和2,5-二酮哌嗪中的至少一种。
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