[发明专利]由生物污泥堆肥化制备腐植酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由生物污泥堆肥化制备腐植酸的方法，属于固体废物处理与资源化领域。

背景技术

随着城市化进程和人口增长速度的加快，污水处理量也在逐年增多。截止2011年第三季度底，我国已建污水处理厂3078座，污水处理总能力达1.36亿吨/天，截至2012年6月底，我国城镇污水处理3272座，处理能力1.40亿吨/天。伴随着污水处理量同时增长的还有生物污泥的产量，十二五末，我国脱水污泥年产量将超过2600万吨。生物污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒及胶体等组成的极其复杂的非均质体。目前，就污泥处置方式而言，主要有填埋、焚烧、制备建材及堆肥，其中，污泥堆肥与其占他处置方式相比，具有建设投资少、运行费用低等优点，比较适合我国的国情。堆肥化过程有好氧堆肥和厌氧堆肥2种，目前国内外污泥堆肥化基本上采用的都是高效好氧发酵工艺。

腐植酸是一种无定型的高分子胶体,既无热塑性,也无弹性,多为黑色或棕色,含有多种活性基团，在蓄电池、旱作农业、中医药、化妆品、绿化荒山和城市美化等方面都有多种用途。腐植酸目前主要从泥炭、褐煤、风化煤等中提取，这就存在矿物开采中环境、植被破坏问题及矿产资源的枯竭问题。由生物污泥堆肥化制备腐植酸，就可避免以上问题，并且解决生物污泥难处置问题，将其变废为宝，具有较好的环境效益及经济效益。

目前，由生物污泥堆肥化来制备和提取腐植酸的专利未见报道。就污泥好氧堆肥专利而言，大多需要添加发酵菌种，定期翻堆，操作费用较高且用时较长；就从堆肥中提取腐植酸的专利而言，采用了先用有机螯合剂除去金属离子，再用焦磷酸钠进行提取的碱溶酸析处理工艺，药剂费用较高且存在有机试剂的污染问题。因此，开发一种简洁、高效、经济的由生物污泥堆肥化制备腐植酸的方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种由生物污泥堆肥化制备腐植酸的方法，可为生物污泥的治理、资源化利用和堆肥中腐植酸的提取提供技术选择。

本发明的技术方案如下：

一种由生物污泥堆肥化制备腐植酸的方法，其特征是采用：

1)脱水污泥与落叶均匀混合作为堆肥原料，含水率达50～60％，同时碳氮比达25～30；

2)混合均匀的堆肥原料移入生物污泥好氧堆肥装置进行好氧发酵，密封堆肥容器的出气由导气管收集，并依次通过冷凝装置、碱吸收液和酸吸收液的装置分离，物料发酵腐熟后出料；

3)发酵腐熟的物料经风干、粉碎及过筛处理，筛下物作为腐植酸提取原料；

4)腐植酸提取原料与稀盐酸混合并在沸水浴中加热浸提，冷却抽滤，滤液弃去，滤饼加混合碱液在水浴抽提，冷却后混合抽提液离心分离，弃去固体，上部液体进行抽滤，滤液加盐酸酸化至pH＝1～2，水浴加热加热1～1.5h，静置过夜分层，容器底部的腐植酸胶体离心分离并用稀盐酸洗涤，在烘箱中干燥得到腐植酸粗品。

混合碱为体积比为2～4:1的NaOH和NH₄HCO₃混合液。

所述腐植酸提取原料与稀盐酸混合优选：腐植酸提取原料按照1:8～1:10固液比(g/ml)加入浓度为10～18％的稀盐酸溶液。

本发明所提供的由生物污泥堆肥化制备腐植酸的工艺包括堆肥原料混合、好氧堆肥、出料、腐植酸提取原料制备、腐植酸提取、沉淀、洗涤和干燥等环节。

本发明采用好氧堆肥技术，生物污泥通过好氧发酵处理使有机物降解并杀灭病菌，实现污泥的稳定化、无害化及资源化的目的。堆肥过程中产生了含量为36.65％(干基)的腐植酸，优于低含量的煤炭资源，并利用酸预处理及碱溶酸析的分离工艺，得到腐植酸粗制品，最高回收率为46.78％。该发明技术不仅有利于解决我国脱水污泥填埋、焚烧带来的环境污染及投资较高的问题，而且可以生产具有较好市场价值的腐植酸产品，该腐植酸产品也可用于蓄电池、旱作农业、中医药、化妆品、绿化荒山和城市美化等方面。

附图说明

图1生物污泥好氧堆肥装置图。

图2堆肥中腐植酸提取工艺流程图。

图3腐殖酸产品图片。

其中：1-好氧堆肥反应器；2-热电偶；3-盖板；4-导气管；5-气泵；6-阀门；7-流量计；8-排液口；9-冷凝罐；10-碱吸收罐；11-酸吸收罐；12-底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明：