CN103980041A

CN103980041A - 一种去除农业固体有机堆肥中重金属的淋洗剂及去除方法

Info

Publication number: CN103980041A
Application number: CN201410159858.2A
Authority: CN
Inventors: 赵建荣; 秦改花; 汪建飞; 张平; 高翔; 李孝良; 周毅
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2014-08-13

Abstract

本发明公开了一种去除农业固体有机堆肥中重金属的淋洗剂及去除方法。由下述组份按重量百分比制备而成：烷基多苷2%-4%、磷脂酰乙醇胺（磷脂酰胆碱或磷脂酸）1%-2%、甘露蛋白1%、水为余量。先将腐熟好的有机堆肥置于水泥池中，将占有机堆肥体积4-6倍的淋洗剂对其从上方淋洗；淋洗后12-24小时再用淋洗剂进行淋洗一次；后用水再淋洗一次；将淋洗后的洗液进行收集，并加入过量的氢氧化钠，使滤液中重金属沉淀析出。本发明的生物化学淋洗剂配方简单，效果显著，可同时对堆肥中存在的铜、锌、砷、硒有较好的去除效果，具有成本低，修复效率高等特点。

Description

一种去除农业固体有机堆肥中重金属的淋洗剂及去除方法

技术领域

本发明属于有机肥料处理技术领域，具体涉及一种去除农业固体有机堆肥中重金属的淋洗剂及去除方法。

背景技术

我国畜禽养殖业发展迅速，我国畜禽粪便的排放量已达到45亿吨。但畜禽粪便无害化处理滞后，现已造成了严重的环境污染，并直接影响畜禽生长和人体健康。另一方面，畜禽粪便又是农业生产中的宝贵资源，而45亿吨的畜禽粪便能产生的氮、磷分别达1597万吨和363万吨，相当于我国同期化肥用量的78.9％和57.4％，所以加强对畜禽粪便无害化处理及肥料化利用是畜禽粪便处理的重要途径。然而由于畜禽类饲料中普遍加入高剂量的铜、锌、砷、硒等促进畜禽生长发育所需的微量营养元素，这些受重金属污染的畜禽饲料经畜禽食用后双将其中大量的重金属通过粪便被排出体外，如果直接将这些畜禽粪便做为农业肥料使用，则会使其中的重金属在土壤中积累且有超过土壤容量的风险，并对土壤造成严重污染。对如何降低畜禽粪便中重金属的生物有效性，在施用于土壤后，减少植物的吸收量，是畜禽粪便肥料化的关键。其中淋洗法是去除重金属污染的最直接有效的方法，而淋洗法的去除效果与其淋洗剂的组成有着密切的联系，原因在于淋洗法的基础是利用其淋洗剂的有效成分对重金属作用使其分离的结果。虽然近年来，一些研究者使用化学制剂、选择性离子交换剂、无机酸和有机酸及电化学的方法淋洗转移堆肥原料中的重金属。但这些方法具有处理不彻底、耗时长、易产生高毒中间代谢产物和应用范围有限等特点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种去除农业固体有机堆肥中重金属的淋洗剂及去除方法。

本发明通过如下技术方案实现：

一种去除农业固体有机堆肥中重金属的淋洗剂，由下述组份按重量百分比制备而成：

烷基多苷2%-4%

磷脂酰乙醇胺（磷脂酰胆碱或磷脂酸）1%-2%

甘露蛋白1%

水为余量。

所述农业固体有机堆肥中重金属为铜、锌、砷、硒。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述淋洗剂对农业固体有机堆肥中重金属去除方法，其步骤为：

（1）将腐熟好的有机堆肥置于水泥池中，将占有机堆肥体积4-6倍的淋洗剂对其从上方淋洗；

（2）淋洗后12-24小时再用淋洗剂进行淋洗一次；

（3）经（2）淋洗后用水再淋洗一次；

（4）将淋洗后的洗液进行收集，并加入过量的氢氧化钠，使滤液中重金属沉淀析出；

所述步骤（1）中水泥池的长为5-10米、宽为3米、高为1.5米，水泥池底部两边高，中间低。淋洗液流下中间，底部中间铺设有PVC管（每隔2cm钻小孔，并用80目的细沙网包裹）用来收集废液。

烷基多苷是生物表面活性剂，其具有环境相容性好、化学结构多样、成本低廉且易于回收等优点，从而可以解决淋洗法在成本高的限制。并且生物表面活性剂具有可与化学表面活性剂相媲美的增溶、乳化、润湿等性能，作为固体堆肥的淋洗法的提取剂有着广泛的应用前景。

磷脂酰乙醇胺是一种两性分子，由亲水的头部和疏水的尾部组成。既亲脂又亲水，所以有乳化功能，有利于重金属离子与淋洗剂的结合。

淋洗剂首先吸附在堆肥与重金属结合物的表面上，并与重金属络合，然后通过降低表面张力来改变堆肥和重金属结合物表面性质，从而削弱了重金属离子与堆肥之间的粘附性。促进了金属离子与堆肥的分离，随着淋洗液的不断冲洗，络合物脱离堆肥与淋洗剂中的胶束结合，金属即从堆肥中去除。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明采用的淋洗设备简单，仅需一个水泥淋洗池，成本低；

（2）使用生物表面活性淋洗剂没有改变堆肥的营养元素成分，因此，经过生物淋滤处理，堆肥产品的重金属浓度可以极大下降，同时营养元素流失很少；

（3）本发明的生物化学淋洗剂配方简单，效果显著，可同时对堆肥中存在的铜、锌、砷、硒有较好的去除效果，具有成本低，修复效率高等特点；

（4）本发明所用的生物化学淋洗剂，针对不同原料制成的堆肥所含重金属种类及含量的不同，可以对淋洗剂的浓度进行一定的调整；

（5）该方法操作简单，管理方便，易于实现产业化。

具体实施方式：

实施例1

以鸡粪、麦秸为原料的腐熟堆肥放置于淋洗池中。加入烷基多苷3%、磷脂酰乙醇胺（磷脂酰胆碱或磷脂酸）2%、甘露蛋白1%、水为余量，淋洗。淋洗液用量为堆肥体积的4-6倍。每天淋洗一次，持续2天，再用水作为淋洗剂淋洗1次，得到去除重金属的堆肥。各种重金属的累计去除率为：铜66.2％，锌64.3％，砷72.4％，硒55.9％。处理后堆肥中的各种重金属的含量达到国家标准。

实施例2

以猪粪、麦秸为原料的腐熟堆肥放置于淋洗池中。加入烷基多苷2.5%、磷脂酰乙醇胺（磷脂酰胆碱或磷脂酸）1.5%、甘露蛋白1%、水为余量，淋洗。淋洗液用量为堆肥体积的4-6倍。每天淋洗一次，持续2天，再用水作为淋洗剂淋洗1次，得到去除重金属的堆肥。各种重金属的累计去除率为：铜73.1％，锌42.9％，砷56.3％，硒46.8％。处理后堆肥中的各种重金属的含量达到国家标准。

实施例3

以牛粪、麦秸为原料的腐熟堆肥放置于淋洗池中。加入烷基多苷2%、磷脂酰乙醇胺（磷脂酰胆碱或磷脂酸）2%、甘露蛋白1%、水为余量，淋洗。淋洗液用量为堆肥体积的4-6倍。每天淋洗一次，持续2天，再用水作为淋洗剂淋洗1次，得到去除重金属的堆肥。各种重金属的累计去除率为：铜47.1％，锌72.4％，砷84.8％，硒86.2％。处理后堆肥中的各种重金属的含量达到国家标准。

Claims

1.一种去除农业固体有机堆肥中重金属的淋洗剂，其特征在于：由下述组份按重量百分比制备而成：

烷基多苷2%-4%

磷脂酰乙醇胺（磷脂酰胆碱或磷脂酸）1%-2%

甘露蛋白1%

水为余量。

2.根据权利要求1所述的淋洗剂，其特征在于：所述农业固体有机堆肥中重金属为铜、锌、砷、硒。

3.一种农业固体有机堆肥中重金属去除方法，其特征在于：包括使用如权利要求1所述的淋洗剂，其步骤为：

（2）淋洗后12-24小时再用淋洗剂进行淋洗一次；

（3）经（2）淋洗后用水再淋洗一次；

（4）将淋洗后的洗液进行收集，并加入过量的氢氧化钠，使滤液中重金属沉淀析出。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中水泥池的长为5-10米、宽为3米、高为1.5米，水泥池底部两边高，中间低，淋洗液流下中间，底部中间铺设有PVC管（每隔2cm钻小孔，并用80目的细沙网包裹）用来收集废液。