CN108580517A - 四位一体垃圾处理剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
一种四位一体垃圾处理剂及其制备方法与应用，涉及垃圾处理领域。四位一体垃圾处理剂是由按重量份数计的以下原料制备而成：100‑300份去离子水；3‑10份壳聚糖；0.5‑5份微生物菌发酵液；1‑5份植物提取液；以及1‑10份纳米孔径硅藻土，该四位一体垃圾处理剂能够同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题，且效果好、不产生二次污染。制备方法是在部分去离子水中加入壳聚糖、植物提取液混合均匀，在剩余去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀，该方法简单、成本低廉。上述四位一体垃圾处理剂的应用是喷淋于垃圾表面，能够解决垃圾产生的各种问题。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，且特别涉及一种四位一体垃圾处理剂及其制备方法与应用。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，城市化水平和居民生活消费水平的大幅提高，城市生活垃圾量与日俱增。城市生活垃圾80％以上进行卫生填埋，根据目前的经济状况和今后城市生活垃圾的发展趋势，在相当长的一段时间内，卫生填埋仍将是我国生活垃圾无害化处置的主要方式。
垃圾填埋过程产生的主要问题是恶臭污染，由于恶臭危害人类呼吸、循环、内分泌和神经***，易导致大脑皮层兴奋和抑制的调节功能失调，影响精神状态和大脑的思维活动，引发各类中毒，致癌，甚至死亡。因而，被认为世界七大环境公害之一。目前对于垃圾填埋场恶臭污染控制普遍采用的喷洒化学除臭剂、增加日覆土量和提高道路冲洗频次等手段，但均存在各种缺陷：喷洒化学除臭剂产生的二次污染严重；增加日覆土量会消耗大量土地资源；提高道路冲洗频次的除臭效果差、成本高。
垃圾填埋过程除了存在严重的恶臭污染问题亟待解决外，生活垃圾堆积带来的细菌滋生、蚊蝇滋生问题严重危害人类健康，另外垃圾堆放或填埋过程中会由于发酵和雨水的淋溶、冲刷以及地表水和地下水的浸泡而滤出垃圾渗滤液，垃圾渗滤液中的重金属含量一般会超标，会对填埋区的土壤造成污染，且危害更为持久。但是目前还没有一种垃圾处理方法能同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题。
因此，需要一种能同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题，且效果好、不产生二次污染的垃圾处理方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四位一体垃圾处理剂，能够同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题，且效果好、不产生二次污染。
本发明的另一目的在于提供一种四位一体垃圾处理剂的制备方法，方法简单、成本低廉。
本发明的另一目的在于提供一种四位一体垃圾处理剂的应用，喷淋于垃圾表面，能够解决垃圾产生的各种问题。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种四位一体垃圾处理剂，其是由以下原料制备而成，按重量份数计，原料包括：
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述微生物菌发酵液主要是由芽孢杆菌、假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、硝化细菌、球衣菌、贝日阿托氏菌、发硫菌、地霉中的至少三种发酵得到。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述植物提取液主要是由鹿蹄草、大叶钩藤、蔓荆子、佩兰、砂仁、白芷、葫芦茶、紫苏子、射干中的至少两种提取得到。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述原料还包括5-10份有机硅季铵盐。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述原料还包括0.5-5份分散剂。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述分散剂为纳米粉煤灰。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述原料还包括0.5-3份纳米铁。
一种上述的四位一体垃圾处理剂的制备方法，其包括以下步骤：
在部分去离子水中加入壳聚糖、植物提取液混合均匀，在剩余去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀。
一种上述的四位一体垃圾处理剂的应用，将四位一体垃圾处理剂喷淋在垃圾堆的表面，每吨垃圾的喷淋量为0.5-5kg。
进一步地，在本发明较佳实施例中，在垃圾堆顶部开通通往底部的通道，朝通道内喷淋四位一体垃圾处理剂。
本发明实施例的四位一体垃圾处理剂及其制备方法与应用的有益效果是：本发明实施例的四位一体垃圾处理剂是由按重量份数计的以下原料制备而成：100-300份去离子水；3-10份壳聚糖；0.5-5份微生物菌发酵液；1-5份植物提取液；以及1-10份纳米孔径硅藻土，该四位一体垃圾处理剂，能够同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题，且效果好、不产生二次污染。上述四位一体垃圾处理剂的制备方法是在部分去离子水中加入壳聚糖、植物提取液混合均匀，在剩余去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀，该方法简单、成本低廉。上述四位一体垃圾处理剂的应用是喷淋于垃圾表面，能够解决垃圾产生的各种问题。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的四位一体垃圾处理剂及其制备方法与应用进行具体说明。
本发明实施例提供一种四位一体垃圾处理剂，其是由以下原料制备而成，按重量份数计，原料包括：100-300份去离子水；3-10份壳聚糖；0.5-5份微生物菌发酵液；1-5份植物提取液；以及1-10份纳米孔径硅藻土。优选的，原料包括：100-200份去离子水；5-8份壳聚糖；1-3份微生物菌发酵液；2-4份植物提取液；以及5-10份纳米孔径硅藻土。
其中，微生物菌发酵液主要是由芽孢杆菌、假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、硝化细菌、球衣菌、贝日阿托氏菌、发硫菌、地霉中的至少三种发酵得到。微生物菌发酵液一般是将微生物菌进行活化培养，再接种至发酵培养基上进行扩大培养，最后过滤得到。本实施例中，微生物菌优选选自假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、硝化细菌、球衣菌、贝日阿托氏菌中的至少三种。将含有微生物菌的四位一体垃圾处理剂喷淋在垃圾表面，不仅可以清洗垃圾，而且在微生物菌的作用下，可以使瓜果皮、草木腐殖质、灰土等可腐烂发酵的垃圾和垃圾渗滤液快速发酵分解。经发酵步骤的垃圾不仅可以除去垃圾的异味和恶臭，同时杀灭病害，减少苍蝇、蚊虫的滋生，使垃圾无臭无害。另外，采用微生物菌修复法处理新鲜生活垃圾中的重金属，使处理后的垃圾渗滤液中的重金属含量不会超标，主要原理是通过微生物菌对重金属的溶解、转化与固定来实现：细胞壁是金属进入微生物菌胞内的第一屏障，通过静电吸附和官能团(如-COOH、-NH2、-OH等)络合固定金属。
壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，溶解后的溶液中含有氨基，这些氨基通过结合负电子来抑制细菌，因此，壳聚糖具有较好的抗菌活性，易于表面带负电荷的真菌细胞，还能阻挡病原菌代谢，解决生活垃圾中细菌滋生的问题。而且壳聚糖不会对本申请中选用的微生物菌产生抑菌作用，所以不会影响微生物菌的效果。另外，壳聚糖具有显著的吸附能力，对许多低分子量的材料，比如金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等，都有很好的吸附效果，因此，壳聚糖能够对垃圾渗滤液中的重金属进行吸附，避免其渗透进入土壤，从而达到土壤污染控制的效果。
植物提取液主要是由鹿蹄草、大叶钩藤、蔓荆子、佩兰、砂仁、白芷、葫芦茶、紫苏子、射干中的至少两种提取得到。一般是采用水提或乙醇提取，优选由植物提取液是由鹿蹄草、大叶钩藤、砂仁提取得到。植物提取液是由植物提取的有效成分，具有杀菌和消除异味的作用，且加入植物提取液能够使形成的产品为弱酸性，保证壳聚糖溶解发挥作用。
纳米孔径硅藻土的孔径是普通活性炭的5000-6000倍，吸附能力极强，能够吸附微生物菌，保证微生物菌的活性，还能吸附垃圾中的恶臭、病菌、重金属等，使微生物菌快速发挥作用。
本实施例中，原料还包括5-10份有机硅季铵盐。有机硅季铵盐是一类新型阳离子表面活性剂，它具有耐高温、耐水洗、持久的效果，抑菌范围广，能有效地抑制革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌和真菌。
本实施例中，原料还包括0.5-5份分散剂，分散剂可以是十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇与环氧乙烷缩合物，还可以是粉煤灰。
本实施例中，分散剂为粉煤灰。粉煤灰作为分散剂，能够使各原料分子均匀分散在去离子水中，各原料的分布均匀，保证效果稳定、均衡。
本实施例中，原料还包括0.5-3份纳米铁。纳米铁为还原剂，与分散剂共同作用，可以修复土壤污染，尤其是重金属污染。
本实施例的四位一体垃圾处理剂的各原料协同作用，能够同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题，且效果好；各原料成本低廉、环保，不产生二次污染。
本发明实施例提供一种上述的四位一体垃圾处理剂的制备方法，其包括以下步骤：
在部分去离子水中加入壳聚糖、植物提取液、有机硅季铵盐、分散剂和纳米铁混合均匀，在剩余去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀。
本发明实施例提供一种上述的四位一体垃圾处理剂的应用，具体是将四位一体垃圾处理剂喷淋在垃圾堆的表面，四位一体垃圾处理剂能够同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题。每次喷淋时，每吨垃圾的喷淋量一般为0.5-5kg。为了达到较佳的效果，对于同一批垃圾需要进行多次喷淋，一般是2-3次，间隔时间为6小时以上。优选的，还可以在垃圾堆顶部开通通往底部的通道，然后朝通道内喷淋四位一体垃圾处理剂，这样就能直接对中部和底部的垃圾进行处理，尤其是可以直接对垃圾渗滤液和土壤层进行处理，有效解决土壤污染问题。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种四位一体垃圾处理剂，其是按照以下制备方法制得：
准备原料：200kg去离子水；5kg壳聚糖；3kg微生物菌发酵液；3kg植物提取液；以及5kg纳米孔径硅藻土。
在100kg去离子水中加入壳聚糖、植物提取液混合均匀，在100kg去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀，得到四位一体垃圾处理剂。
实施例2
本实施例提供一种四位一体垃圾处理剂，其是按照以下制备方法制得：
准备原料：300kg去离子水；8kg壳聚糖；5kg微生物菌发酵液；5kg植物提取液；以及8kg纳米孔径硅藻土；5kg有机硅季铵盐。
在200kg去离子水中加入壳聚糖、植物提取液、有机硅季铵盐混合均匀，在100kg去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀，得到四位一体垃圾处理剂。
实施例3
本实施例提供一种四位一体垃圾处理剂，其是按照以下制备方法制得：
准备原料：100kg去离子水；3kg壳聚糖；1kg微生物菌发酵液；2kg植物提取液；以及2kg纳米孔径硅藻土；1kg粉煤灰；1kg纳米铁。
在70kg去离子水中加入壳聚糖、植物提取液、粉煤灰和纳米铁混合均匀，在30kg去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀，得到四位一体垃圾处理剂。
实施例4
本实施例提供一种四位一体垃圾处理剂，其是按照以下制备方法制得：
准备原料：200kg去离子水；8kg壳聚糖；2kg微生物菌发酵液；4kg植物提取液；以及5kg纳米孔径硅藻土；5kg有机硅季铵盐；2kg粉煤灰；1kg纳米铁。
在150kg去离子水中加入壳聚糖、植物提取液、有机硅季铵盐、粉煤灰和纳米铁混合均匀，在50kg去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀，得到四位一体垃圾处理剂。
以下对实施例1-4的四位一体垃圾处理剂的性能进行检测。
一、对恶臭气体的去除效果
选取5个同样规模和形状的垃圾堆(总重量1吨，堆高0.5m)，其中1个为对照组，不做任何处理，其余4个为实验组，一一对应喷淋实施例1-4的四位一体垃圾处理剂，每吨垃圾的喷淋量为3kg垃圾处理剂。在处理前后(喷淋前、喷淋后6h)，对每个垃圾堆周围多个区域的硫化氢及恶臭浓度进行检测，其中采用PTM400-H2S泵吸式硫化氢分析仪检测硫化氢浓度，采用SLC-OP型手提式恶臭检测仪检测复合型恶臭浓度。实施例1-4的四位一体垃圾处理剂对恶臭气体的去除效果如下表1所示，其中残留率＝喷淋后的检测浓度/喷淋前的检测浓度，去除率＝1-残留率，即残留率越小，去除率越大：
表1对恶臭气体的去除效果
由上表可以看出，喷洒本实施例的四位一体垃圾处理剂后，垃圾堆周围的硫化氢和复合型恶臭浓度大幅下降，达到国家一级排放标准；而且持续效果长，至少在6h内它们的浓度均没有上升。
二、细菌去除效果
分别测量上述5个垃圾堆处理前后的中部垃圾的细菌数，实施例1-4的四位一体垃圾处理剂对细菌的去除效果如下表2所示。
表2对细菌的处理效果
| 试验样本 | 喷洒前平均菌数(cfu/m3) | 喷洒后平均菌数(cfu/m3) | 残留率(％) |
| 实施例1 | 4213 | 426 | 10.1 |
| 实施例2 | 4223 | 421 | 9.97 |
| 实施例3 | 4245 | 423 | 9.96 |
| 实施例4 | 4219 | 415 | 9.8 |
| 对比组 | 4234 | 5213 | 123 |
由上表可以看出，喷洒本实施例的四位一体垃圾处理剂后，垃圾堆中的细菌数显著减少，说明本实施例的四位一体垃圾处理剂对垃圾堆中细菌的去除效果好。
三、土壤污染修复效果
分别测量上述实验组的4个垃圾堆在处理前后底部土壤的元素含量，实施例1-4的四位一体垃圾处理剂对污染土壤的修复效果如下表3所示。
表3对污染土壤的修复效果
由上表可以看出，喷洒本实施例的四位一体垃圾处理剂后，垃圾堆底部的土壤中的重金属含量显著减少，而且改善了土壤中氮磷钾的含量(垃圾中的蛋白发酵得到)，提高了土壤中的养分。
综上所述，本发明实施例的四位一体垃圾处理剂能够同时解决垃圾产生的恶臭气体、细菌滋生、蚊蝇滋生和土壤污染问题，且效果好、不产生二次污染；本发明实施例的四位一体垃圾处理剂的制备方法简单、成本低廉；本发明实施例的四位一体垃圾处理剂的应用是喷淋于垃圾表面，能够解决垃圾产生的各种问题。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种四位一体垃圾处理剂，其特征在于，其是由以下原料制备而成，按重量份数计，所述原料包括：
2.根据权利要求1所述的四位一体垃圾处理剂，其特征在于，所述微生物菌发酵液主要是由芽孢杆菌、假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、硝化细菌、球衣菌、贝日阿托氏菌、发硫菌、地霉中的至少三种发酵得到。
3.根据权利要求1所述的四位一体垃圾处理剂，其特征在于，所述植物提取液主要是由鹿蹄草、大叶钩藤、蔓荆子、佩兰、砂仁、白芷、葫芦茶、紫苏子、射干中的至少两种提取得到。
4.根据权利要求1所述的四位一体垃圾处理剂，其特征在于，所述原料还包括5-10份有机硅季铵盐。
5.根据权利要求1所述的四位一体垃圾处理剂，其特征在于，所述原料还包括0.5-5份分散剂。
6.根据权利要求5所述的四位一体垃圾处理剂，其特征在于，所述分散剂为纳米粉煤灰。
7.根据权利要求1所述的四位一体垃圾处理剂，其特征在于，所述原料还包括0.5-3份纳米铁。
8.一种如权利要求1所述的四位一体垃圾处理剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
在部分去离子水中加入壳聚糖、植物提取液混合均匀，在剩余去离子水中加入微生物菌发酵液、纳米孔径硅藻土混合均匀，再将所有溶液混合均匀。
9.一种如权利要求1所述的四位一体垃圾处理剂的应用，其特征在于，将所述四位一体垃圾处理剂喷淋在垃圾堆的表面，每吨垃圾的喷淋量为0.5-5kg。
10.根据权利要求9所述的四位一体垃圾处理剂的应用，其特征在于，在垃圾堆顶部开通通往底部的通道，朝所述通道内喷淋所述四位一体垃圾处理剂。
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