CN116637926A - 使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法 - Google Patents
使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116637926A CN116637926A CN202310035346.4A CN202310035346A CN116637926A CN 116637926 A CN116637926 A CN 116637926A CN 202310035346 A CN202310035346 A CN 202310035346A CN 116637926 A CN116637926 A CN 116637926A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- landfill
- soybean
- humus soil
- urease
- humus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003864 humus Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 title claims abstract description 51
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 title claims abstract description 51
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 108010046334 Urease Proteins 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 14
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 abstract 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 abstract 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000287 crude extract Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法。将大豆和去离子水按照一定比例浓度配置大豆粗提纯脲酶溶液，将大豆粗提纯脲酶溶液与填埋场腐殖土以及适量尿素拌合，对腐殖土进行去除重金属处理；填埋场腐殖土来自生活垃圾卫生填埋场或者城市固体废物填埋场，为含细粒土砂；步骤S1中，取洁净的去离子水和大豆混合放入破壁机中处理制备获得。本发明利用大豆粗提纯的脲酶既可以修复填埋场腐殖土，降低其中的重金属含量，又可替换纯脲酶以降低成本，是一个一石二鸟的技术方法。
Description
技术领域
本发明属于工程建设产生的污染废弃物无害化领域的一种腐殖土无害化处理方法，具体涉及一种使用大豆脲酶诱导重金属沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法。
背景技术
填埋垃圾经开挖筛选等处理后，主要成分包括建筑组分、可燃组分和细粒组分。其中，细粒组分主要成分是腐殖土，其含量大，占总开挖垃圾的50％以上。因此，腐殖土的无害化和资源化再利用程度直接决定着简易填埋场治理的可行性及经济效益。对腐殖土中重金属进行检测，发现Cu、Zn、Cd和Pb等含量超过我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，故首先应对腐殖土进行无害化处理。
填埋场腐殖土的重金属含量较高，未达到地表水环境质量三类标准，经雨水冲刷后浸出液会对环境造成污染。
目前国内外对填埋场腐殖土无害化处理技术的研究较少，如果用普通的重金属污染土修复技术，如固化/稳定技术，能够固化重金属并提高土体强度，但降低了土体的持水能力，抑制了植物的生长，处理后的腐殖土并不适用于城镇丘陵坡地、废弃矿山和固体废弃物填埋场等恢复植被的覆盖层。
发明内容
针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种使用大豆脲酶诱导重金属沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法，大豆粗提纯的脲酶既可以修复重金属污染的填埋场腐殖土，降低其中的重金属含量，又可替换现有细菌处理以降低处理成本。
本发明利用大豆粗提纯的脲酶既可以修复填埋场腐殖土，降低其中的重金属含量，又比细菌脲酶稳定性更好，且能代替现有细菌处理以降低成本，是一种一石二鸟的技术方法，取得了双重的效果优势。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
S1、将大豆和去离子水按照一定比例浓度配置大豆粗提纯脲酶溶液；
S2、将大豆粗提纯脲酶溶液与填埋场腐殖土拌合并加入尿素，对腐殖土进行去除重金属处理。
所述的填埋场腐殖土来自生活垃圾卫生填埋场或者城市固体废物填埋场，为含细粒土砂。
所述的填埋场腐殖土的粒径分布包括质量含量5.1-13％和粒径<0.075mm的颗粒部分、质量含量40.9-44.1％和粒径0.075-2mm的颗粒部分、质量含量42.9-53.9％和粒径2-15mm的颗粒部分，无粒径大于15mm的颗粒部分。
如图1所示，所述的填埋场腐殖土按照以下方式取土样：
S21、取1kg的填埋场腐殖土过5mm筛，再堆积成圆锥形并拍扁成圆饼，沿着直径方向切成四等份，去掉两个互为对角的部分，将剩下互为对角的两部分均匀混合；
S22、不断重复上述步骤S21，直到得到所需要的土量。
所述步骤S1中，取洁净的去离子水和大豆混合放入破壁机中处理制备混合溶液作为大豆粗提纯脲酶溶液，大豆和去离子水的比例为5g：1L。
具体实施中，所用大豆产自山东潍坊，所采用的破壁机为亚力西破壁料理机。
所述步骤S2中，大豆粗提纯脲酶溶液、填埋场腐殖土与尿素之间的配比关系为：100mL大豆脲酶溶液：1425g填埋场腐殖土：9.25g尿素。
这样使得混合后的溶液中，腐殖土含水量达到最优含水率为22％。
本发明的填埋场腐殖土中可交换态重金属溶于水中，与大豆脲酶水解尿素产生的碳酸根形成碳酸盐保存在土壤中。
具体实施中按照以下过程进行实施、测试和优化：
S1、取填埋场腐殖土制备腐殖土浸出液；
S2、测量腐殖土浸出液中重金属离子的浓度；
S3、将大豆和去离子水按照比例为5g/L的浓度配置大豆粗提纯脲酶溶液；
S4、按照溶度积原理确定尿素用量及大豆粗提纯脲酶溶液用量，将两者与腐殖土拌合；
S5、制备处理后腐殖土浸出液并测量浸出液重金属浓度。
本发明利用大豆脲酶诱导重金属沉淀的方法是一种利用大豆脲酶诱导重金属沉淀去除填埋场腐殖土中重金属的方法。大豆脲酶是由大豆加去离子水破壁制成的粗提物，脲酶催化活性较高，代替了传统的价格高昂的纯脲酶。
本发明的有益效果在于：
本发明很好的解决了城市卫生填埋场腐殖土的重金属污染问题，只需要在腐殖土浸出液中加入大豆粗提纯脲酶溶液，即可达到三个优点：
一、解决了城市卫生填埋场腐殖土量大且难以运输和处置的问题；
二、浸出液重金属含量超标的腐殖土经过改性成为一种低污染甚至无污染的土；
三、利用常见的大豆制备粗提纯脲酶代替了传统细菌有效降低了成本。
附图说明
图1为制备方法中的提取腐殖土过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如无特殊说明，本发明中所有百分配比含量，均以质量分数计。
实施例1
S1、温州市卧旗山卫生填埋场的腐殖土，根据其颗粒级配曲线可知为含细粒土砂。
该填埋场腐殖土经国标测试属于含细粒土砂。其成分物理性质指标的测定按照国家标准《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999)进行测定。液塑限采用数显液塑限测定仪进行测定。
最终选用的腐殖土基本物理性质如表1所示，颗粒级配如表2所示。
表1腐殖土A的基本物理性质指标
表2腐殖土A的粒径分布
| 粒径 | <0.075mm | 0.075-2mm | 2-15mm |
| 含量 | 5.1-13％ | 40.9-44.1％ | 42.9-53.9％ |
将该种腐殖土按照四分法取114.2g腐殖土制备1000ml腐殖土浸出液。按照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557—2010)，设置振荡频率为110±10次/min、振幅为40mm，在室温下振荡8h后静置16h。将瓶中液体过0.45um滤膜后得到浸出液。
S2、利用《水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ700-2-14)测得浸出液的重金属浓度，其中Fe、Pb和Cd超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的三类标准，其浓度分别为0.4mg/L、0.0687mg/L和0.0096mg/L。
S3、将大豆和去离子水放入破壁机，大豆和腐殖土浸出液的比例为5g/L。将破壁后的混合溶液离心5min，设置离心机运行速度为3000r/min，取离心后的上清液过纱布，确保溶液中无颗粒沉淀，得到大豆粗提纯脲酶溶液。
S4、测量腐殖土的含水率为14％，其最优含水率为22％。
S5、取114g腐殖土，加入8mL大豆粗提纯脲酶溶液和0.74g尿素使得腐殖土达到最优含水率22％状态并充分拌合，腐殖土中可交换态重金属溶于水中，与大豆脲酶水解尿素产生的碳酸根形成碳酸盐保存在土壤中。
S6、根据规范《水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ700-2-14)分别测量反应24h后浸出液中的重金属离子浓度，得到Fe、Pb和Cd浓度如表3所示，这三种重金属浓度均均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中三类标准的要求。
表3：腐殖土反应24h后重金属离子浓度
| 重金属 | Fe | Pb | Cd |
| 浓度mg/L | 0.1 | 0.00095 | 0.00028 |
通过表3可知，本实施例去除重金属离子效果较好，短时间能大幅度降低重金属含量，适合作为去除填埋场腐殖土中重金属的方法。
Claims (6)
1.一种使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法，其特征在于方法包括如下步骤：
S1、将大豆和去离子水按照一定比例浓度配置大豆粗提纯脲酶溶液；
S2、将大豆粗提纯脲酶溶液与填埋场腐殖土拌合并加入尿素，对腐殖土进行去除重金属处理。
2.根据权利要求1所述的一种使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法，其特征在于：所述的填埋场腐殖土来自生活垃圾卫生填埋场或者城市固体废物填埋场，为含细粒土砂。
3.根据权利要求1所述的一种使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法，其特征在于：所述的填埋场腐殖土的粒径分布包括质量含量5.1-13％和粒径<0.075mm的颗粒部分、质量含量40.9-44.1％和粒径0.075-2mm的颗粒部分、质量含量42.9-53.9％和粒径2-15mm的颗粒部分，无粒径大于15mm的颗粒部分。
4.根据权利要求1所述的一种使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法，其特征在于：所述的填埋场腐殖土按照以下方式取土样：
S21、取填埋场腐殖土过5mm筛，再堆积成圆锥形并拍扁成圆饼，沿着直径方向切成四等份，去掉两个互为对角的部分，将剩下的两部分均匀混合；
S22、不断重复上述步骤S21，直到得到所需要的土量。
5.根据权利要求1所述的一种使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法，其特征在于：所述步骤S1中，取洁净的去离子水和大豆混合放入破壁机中处理制备混合溶液作为大豆粗提纯脲酶溶液，大豆和去离子水的比例为5g：1L。
6.根据权利要求1所述的一种使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法，其特征在于：所述步骤S2中，大豆粗提纯脲酶溶液、填埋场腐殖土与尿素之间的配比关系为：100mL大豆脲酶溶液：1425g填埋场腐殖土：9.25g尿素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310035346.4A CN116637926A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310035346.4A CN116637926A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116637926A true CN116637926A (zh) | 2023-08-25 |
Family
ID=87614086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310035346.4A Pending CN116637926A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116637926A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104324925A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-04 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种生活垃圾填埋场终场覆盖系统 |
| CN109985899A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 武夷学院 | 一种重金属污染的土壤治理方法 |
| CN114085795A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-25 | 浙江理工大学 | 一种垃圾填埋场腐殖土改良为绿化种植土壤所用的菌株及工艺 |
| CN114107090A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-03-01 | 广东以色列理工学院 | 一种生化复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114605046A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-06-10 | 西安建筑科技大学 | 壳聚糖增强酶诱导碳酸盐沉淀固化剂及其应用方法 |
-
2023
- 2023-01-10 CN CN202310035346.4A patent/CN116637926A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104324925A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-04 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种生活垃圾填埋场终场覆盖系统 |
| CN109985899A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 武夷学院 | 一种重金属污染的土壤治理方法 |
| CN114107090A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-03-01 | 广东以色列理工学院 | 一种生化复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114085795A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-25 | 浙江理工大学 | 一种垃圾填埋场腐殖土改良为绿化种植土壤所用的菌株及工艺 |
| CN114605046A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-06-10 | 西安建筑科技大学 | 壳聚糖增强酶诱导碳酸盐沉淀固化剂及其应用方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 张振山 等: "豆渣的处理与加工利用", 食品科学, no. 10, 15 October 2004 (2004-10-15), pages 400 - 406 * |
| 张铁军 等: "黄豆豆渣中脲酶的提取精制及其影响因素研究", 生物技术进展, 25 May 2017 (2017-05-25), pages 91 - 95 * |
| 王冉冉;朱敏;李法德;: "基于豆浆通电加热加工的豆渣饲料制备技术", 饲料工业, no. 17, 10 September 2011 (2011-09-10), pages 10 - 12 * |
| 边汉亮 等: "基于酶诱导碳酸盐沉淀的铅污染土修复", 实验室研究与探索, vol. 41, no. 12, 25 December 2022 (2022-12-25), pages 52 - 56 * |
| 边汉亮 等: "大豆脲酶对Zn2+污染土的修复试验研究", 工业建筑, 22 September 2022 (2022-09-22), pages 67 - 70 * |
| 边汉亮等: "基于酶诱导碳酸盐沉淀的铅污染土修复", 实验室研究与探索, vol. 41, no. 12, pages 52 - 56 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105013811B (zh) | 一种重金属铬污染土壤修复材料的制备及应用 | |
| CN106082646B (zh) | 利用电镀污泥与生活垃圾焚烧飞灰协同熔融制备玻璃沙的方法 | |
| CN102989427B (zh) | 一种浒苔吸附剂及其制备工艺 | |
| CN105733596A (zh) | 一种用于重金属钝化的土壤调理剂及其制备方法 | |
| CN105131960A (zh) | 一种铅污染土壤修复材料的制备方法及应用 | |
| CN107500497B (zh) | 黑臭水体污泥的处理方法及其系统 | |
| CN106967442A (zh) | 一种土壤镉钝化剂及其制备方法与应用 | |
| CN107008235A (zh) | 超支化聚合物改性磁性秸秆吸附材料及其制备方法 | |
| CN103170501B (zh) | 一种重金属铬污染土壤原位修复材料的制备方法及应用 | |
| CN102295781A (zh) | 湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法 | |
| CN110354804A (zh) | 一种湿地植物及猪粪复合生物炭的制备方法其应用 | |
| CN113477214B (zh) | 一种绿色纳米铁基生物质炭吸附材料的制备方法及其应用 | |
| CN110776222A (zh) | 一种底泥氮磷固定修复药剂的制备与应用 | |
| CN103084384A (zh) | 草酸在清除土壤镉污染中的应用 | |
| CN104785519B (zh) | 一种改性生物炭原位固定钒矿污染土壤的方法 | |
| CN109609136A (zh) | 一种以海水为分散剂的土壤固化剂的制备方法 | |
| CN111842456A (zh) | 一种新型土壤治理系统 | |
| CN107552015B (zh) | 一种改性山竹壳及利用其降低水体中钒的方法 | |
| CN105617980B (zh) | 一种生物表面活性剂改性磁性膨润土的方法及其应用 | |
| CN113171750B (zh) | 一种利用底泥和园林垃圾制备生物炭的方法及其应用 | |
| CN106732428A (zh) | 一种饮用水重金属深度去除的吸附冲泡剂 | |
| CN106830589A (zh) | 一种污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法 | |
| CN109807165A (zh) | 镉污染土壤的重金属浸提减量方法 | |
| CN106734146B (zh) | 一种土壤重金属污染修复方法 | |
| CN116637926A (zh) | 使用大豆脲酶诱导沉淀去除填埋场腐殖土重金属的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Yanbo Inventor after: Bian Yi Inventor after: Jiang Yiyao Inventor after: Ke Han Inventor after: Zhan Liangtong Inventor after: Xu Wenjie Inventor before: Chen Yanbo Inventor before: Ke Han Inventor before: Zhan Liangtong Inventor before: Jiang Yiyao Inventor before: Bian Yi Inventor before: Xu Wenjie |
|
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |