CN108794104A - 一种钾污水的生态利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钾污水的生态利用方法，本方法是将含有钾离子的污水过滤得到滤液，然后将滤液通过离子交换树脂对钾离子进行吸附，洗脱离子交换树脂得到钾离子浓缩液，将钾离子浓缩液与工农业副产物混合，经微生物发酵、干燥和制粒得到生态钾肥。本发明同时解决水污染问题和补充植物体微量元素难题，具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。

Description

一种钾污水的生态利用方法
技术领域
本发明属于肥料制备领域，具体涉及一种钾污水的生态利用方法。
背景技术
水污染成为一个严重危害人类健康的环境问题，近年来，含污染物的工业废水和城市生活污水日益增多，选择合理净化废水的方法是极为重要的。
离子交换树脂法是一种处理含金属元素废水的重要方法，树脂中含有的氨基、轻基等活性基团，可以与金属离子进行鳌合、交换反应，从而去除废水中金属离子，同时还可以用于浓缩和回收溶液中痕量的金属，常见的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、鳌合树脂和腐殖酸树脂等。离子交换树脂法设备简单，操作易于控制，工艺条件成熟、流程短，而且树脂可以再生，目前在废水处理方面得到了大量应用。
但是很多经处理回收的金属元素并没有得到再次利用，这一定程度上造成了金属资源的浪费。
促进酶的活化对酶的活化作用是钾在植物生长过程中最重要的功能之一，现已发现钾是60多种酶的活化剂。因此。钾同植物体内的许多代谢过程密切相关，如:光合作用、呼吸作用和碳水化合物、脂肪、蛋白质的合成等。促进光合作用和光合产物的运输①提高光合效率;②调节气孔的开闭，控制CO2和水的进出；③促进碳水化合物的合成，加速光合产物的流动。促进蛋白质合成①促进蛋白质合成的关键成份NO3的摄取和运转；②与蛋白质的合成过程密切相关。增强植物的抗逆性钾能使作物体内可溶性氨基酸和单糖减少，纤维素增多，细胞壁加厚；钾在作物根系累积产生渗透压梯度能增强水分吸收；钾在干旱缺水时能使作物叶片气孔关闭以防水分损失。因此钾能增强作物的抗病、抗寒、抗旱、抗倒伏及抗盐能力。
综上所述，开发一种将污水中钾元素回收利用制作成生态钾肥，同时解决水污染问题和补充农作物微量元素难题，具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供钾污水的生态利用方法，本发明将含有钾离子的污水过滤得到滤液，然后将滤液通过离子交换树脂，洗脱离子交换树脂得到钾离子浓缩液，将钾离子浓缩液与工农业副产物混合，经微生物发酵、干燥和粉碎得到生态钾肥。
本发明是通过如下方式实现的：
一种钾污水的生态利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含有钾离子的污水过滤，调节pH=6-8，得钾离子滤液；
（2）将钾离子滤液通过离子交换树脂，钾离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为15-20:1，上样流速为0.1-0.5 BV/h；
（3）上样完成后用洗脱液对离子交换树脂进行梯度洗脱，得到钾离子浓缩液，洗脱液与离子交换树脂重量比2-10:1，洗脱流速为0.1-0.3 BV/h；
（4）将钾离子浓缩液、工农业副产物和微生物菌剂按重量比10-50:200-800:1混合均匀，在室温下发酵14-21天，每天翻堆一次；
（5）发酵结束后将发酵产物干燥；
（6）将干燥后的发酵产物粉碎，得到生态钾肥。
优选的，所述钾离子滤液的钾离子含量为0.005-0.015 mol/L。
优选的，所述离子交换树脂为D751螯合离子交换树脂、D401螯合离子交换树脂、IRC-718螯合离子交换树脂中的任一种。
优选的，所述洗脱液为NaCl溶液。
优选的，所述梯度洗脱为质量分数分别为2%、5%、8%和15%的NaCl溶液依次等体积洗脱。
优选的，所述工农业副产物包括酒糟、秸秆粉、植物粪便、植物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰中的两种以上。
优选的，所述微生物菌剂为酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌复合菌剂。
优选的，所述酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的重量比为3-8:1-2:5-10:1。
优选的，所述干燥后的发酵产物其含水量为3-5%。
本发明的优点和积极效果：
1、本发明同时解决水污染问题和补充植物体微量元素难题，具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。
2、本发明将污水中的金属元素回收利用，节约了资源，避免了资源浪费。
3、本发明的生态钾肥可以显著提高农作物的产量和质量。
4、本发明原料来源广泛、成本低廉、操作简便、能耗低，适合大规模生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，以使本发明的优点和特征更易于被理解，但是本发明的保护范围不局限于这些实施例。
实施例1
一种钾污水的生态利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含有钾离子的污水过滤，调节pH=7，得钾离子滤液，其中钾离子含量为0.012mol/L；
（2）将钾离子滤液通过IRC-718螯合离子交换树脂，钾离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为18:1，上样流速为0.3 BV/h；
（3）上样完成后用NaCl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱，梯度洗脱为质量分数分别为2%、5%、8%和15%的NaCl溶液依次等体积洗脱，得到钾离子浓缩液，洗脱液与离子交换树脂重量比6:1，洗脱流速为0.2 BV/h；
（4）将钾离子浓缩液、酒糟、秸秆粉、植物粪便、植物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比35:700:1混合均匀，微生物菌剂为重量比为4:1:6:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵21天，每天翻堆一次；
（5）发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为5%；
（6）将干燥后的发酵产物粉碎，得到生态钾肥。
实施例2
（1）将含有钾离子的污水过滤，调节pH=6，得钾离子滤液，其中钾离子含量为0.015mol/L；
（2）将钾离子滤液通过D751螯合离子交换树脂，钾离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为15:1，上样流速为0.5 BV/h；
（3）上样完成后用NaCl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱，梯度洗脱为质量分数分别为2%、5%、8%和15%的NaCl溶液依次等体积洗脱，得到钾离子浓缩液，洗脱液与离子交换树脂重量比2:1，洗脱流速为0.3 BV/h；
（4）将钾离子浓缩液、秸秆粉、植物粪便、植物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比10: 800:1混合均匀，微生物菌剂为重量比为3: 2:5:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵141天，每天翻堆一次；
（5）发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为3%；
（6）将干燥后的发酵产物粉碎，得到生态钾肥。
实施例3
（1）将含有钾离子的污水过滤，调节pH=8，得钾离子滤液，其中钾离子含量为0.005mol/L；
（2）将钾离子滤液通过D401螯合离子交换树脂，钾离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为20:1，上样流速为0.1 BV/h；
（3）上样完成后用NaCl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱，梯度洗脱为质量分数分别为2%、5%、8%和15%的NaCl溶液依次等体积洗脱，得到钾离子浓缩液，洗脱液与离子交换树脂重量比10:1，洗脱流速为0.1 BV/h；
（4）将钾离子浓缩液、酒糟、秸秆粉、植物粪便、植物尿液、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比50:200:1混合均匀，微生物菌剂为重量比为8:1: 10:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵18天，每天翻堆一次；
（5）发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为4%；
（6）将干燥后的发酵产物粉碎，得到生态钾肥。
实施例4
（1）将含有钾离子的污水过滤，调节pH=6，得钾离子滤液，其中钾离子含量为0.010mol/L；
（2）将钾离子滤液通过D751螯合离子交换树脂，钾离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为16:1，上样流速为0.2 BV/h；
（3）上样完成后用NaCl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱，梯度洗脱为质量分数分别为2%、5%、8%和15%的NaCl溶液依次等体积洗脱，得到钾离子浓缩液，洗脱液与离子交换树脂重量比8:1，洗脱流速为0.1 BV/h；
（4）将钾离子浓缩液、酒糟、秸秆粉、植物粪便、植物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比25:600:1混合均匀，微生物菌剂为重量比为6: 2:6:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵151天，每天翻堆一次；
（5）发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为5%；
（6）将干燥后的发酵产物粉碎，得到生态钾肥。

Claims (9)

1.一种钾污水的生态利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含有钾离子的污水过滤，调节pH=6-8，得钾离子滤液；
（2）将钾离子滤液通过离子交换树脂，钾离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为15-20:1，上样流速为0.1-0.5 BV/h；
（3）上样完成后用洗脱液对离子交换树脂进行梯度洗脱，得到钾离子浓缩液，洗脱液与离子交换树脂重量比2-10:1，洗脱流速为0.1-0.3 BV/h；
（4）将钾离子浓缩液、工农业副产物和微生物菌剂按重量比10-50:200-800:1混合均匀，在室温下发酵14-21天，每天翻堆一次；
（5）发酵结束后将发酵产物干燥；
（6）将干燥后的发酵产物粉碎，得到生态钾肥。
2.根据权利要求1所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述钾离子滤液的钾离子含量为0.005-0.015 mol/L。
3.根据权利要求1所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述离子交换树脂为D751螯合离子交换树脂、D401螯合离子交换树脂、IRC-718螯合离子交换树脂中的任一种。
4.根据权利要求1所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述洗脱液为NaCl溶液。
5.根据权利要求4所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述梯度洗脱为质量分数分别为2%、5%、8%和15%的NaCl溶液依次等体积洗脱。
6.根据权利要求1所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述工农业副产物包括酒糟、秸秆粉、植物粪便、植物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰中的两种以上。
7.根据权利要求1所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述微生物菌剂为酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌复合菌剂。
8.根据权利要求7所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的重量比为3-8:1-2:5-10:1。
9.根据权利要求7所述的钾污水的生态利用方法，其特征在于：所述干燥后的发酵产物其含水量为3-5%。
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