[发明专利]利用牛磺酸工业生产中的含氮废水制备颗粒氮肥及其制备方法

说明书

本发明涉及一种利用牛磺酸工业生产中的含氮废水制备颗粒氮肥的方法，属于化肥制造和清洁生产领域。该制备方法包括a）在含有牛磺酸、牛磺酸钠、聚乙醇胺、聚乙二醇、硫酸铵的含氮废水中加入少量磷酸，调节pH的同时，固定溶液中溶解的氨；b)在a）中得到的含氮废水里加入活性炭和硅藻土，过滤，除去含氮废水中少量硫酸盐、聚乙二醇、聚乙醇胺以及重金属离子后蒸发掉一部分水；c)将处理过的含氮废水与育有好氧菌和厌氧菌的菌泥以及一定量的黏土一起，用机械搅拌混合均匀；d）有氧条件下堆肥，除去混合物中多余的水分，干燥冷却后造粒，制得颗粒氮肥。本方法即回收利用了含有牛磺酸、硫酸铵、氨水等含氮化合物的含氮废水，又综合利用了污水处理过程中营养成分高的好氧泥和厌氧泥，符合经济、绿色、环保的理念，能够促进企业转型升级，适合工业化推广应用。

技术领域

本发明属于化肥制造和清洁生产领域，涉及一种利用牛磺酸工业生产中的含氮废水制备颗粒氮肥及其制备方法。

背景技术

牛磺酸虽然不参与蛋白质合成，但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶(CSAD)活性较低，主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要。适量补充牛磺酸可以提高免疫力、抵抗视力疲劳以及体力疲劳，长期食用，还可以保肝护胆，辅助降血压。随着世界人民生活条件的持续变好，对牛磺酸的需求日趋庞大，从天然产物中获取牛磺酸很难满足市场需求，化学合成法是牛磺酸的主要来源。牛磺酸的合成方法有十几种，目前通用的工业生产工艺是以环氧乙烷为原料，经磺化、氨化、酸化得到目标产物。经过中国化学工程师十几年的摸索，该工艺已趋于成熟，并适合大规模生产，一般企业生产能力均在1-2万吨/年。但由于生产过程中，含氮废水中存在大量有机氮，牛磺酸含量约为10％，总氮含量为40000-45000mg/L，若全部当废液进行绿色处理，不仅要消耗污水处理资源，并且浪费了大量有机氮。

在处理工业废水过程中经常用到对有机物有降解作用的好氧菌与厌氧菌，培养这些菌种需要大量的营养物质，例如面粉，菌种消耗不完的面粉将会随菌泥一起进入净化系统，最后随失效的菌泥一起排出系统，若将这些营养丰富的菌泥加以利用，既进一步保护了环境，又节约了资源。

随着耕地面积及农业人口的减少，通过施用肥料来提高作物产量，已经成为农业发展的趋势。肥料的种类多种多样，根据肥效来分，肥料可以分为氮肥、钾肥、磷肥以及复合肥；根据产品形态可分为液体肥料和固体肥料。固体肥料又可因颗粒大小分为粉状肥料和颗粒肥料。颗粒肥料具有物理性能好、装卸时不易起尘、长期存放不结块、施肥时易撒布、可实现飞机施肥、缓释析肥、利用率高、流失量小、等优点。肥料颗粒化是当今化肥发展的趋势之一。

氮素是植物的主要营养元素之一，土壤有机氮是土壤氮素的主要组成部分，占比为85％-95％，也是土壤矿质氮的主要来源之一，除干沉降、湿沉降和固定态铵可提供少量的铵态氮和硝酸根态氮外，土壤中的铵态氮和硝酸根态氮全来自有机氮的矿化。随着¹⁵N固体核磁共振技术、热解-色谱/质谱技术、X-射线光电子能谱等技术的发展，土壤中的有机形态的氮素例如氨基酸、蛋白质、肽类依次被检测出来。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种综合利用牛磺酸生产中含氮废水及牛磺酸生产过程中其他废水处理过程中培养好氧及厌氧菌的营养泥，来制备颗粒氮肥的方法。

牛磺酸和牛磺酸钠等有机氮肥在土壤中可能存在的矿化原理有如下三种：

(1)水解：NH₂CH₂CH₂SO₃X+H₂O→CH₂OHCH₂SO₃X+NH₃