專利名稱：一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài)肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水廠污泥處理處置技術(shù)，屬于固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國城市污水處理率的提高，污泥產(chǎn)量逐漸增多，伴生而來的污泥無害化問 題日益嚴重，許多污泥未經(jīng)處理或者經(jīng)過簡單減量處理后隨意堆放，遠遠達不到衛(wèi)生填埋 標準；這樣就嚴重得削弱了污水處理得凈化作用，給環(huán)境造成了嚴重得二次污染。因為污水 中很多污染物會進入污泥，如果一個城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的處理處置不當，不僅不能充分 發(fā)揮消除污染、保護環(huán)境的作用，反而會大大弱化污水凈化的功能，污泥不處理就等于污水 廠一半的功能被浪費了。因污泥引發(fā)的二次污染及生態(tài)環(huán)境矛盾頻頻暴發(fā)，建立和完善城 鎮(zhèn)污泥處理政策規(guī)章體系及配套機制，加快推進城鎮(zhèn)污水、污泥同步治理刻不容緩。污泥的 主要處理處置方法有填埋、堆肥、焚燒等，但成本往往很高，主要原因是污泥內(nèi)的水分含量 通常較高，污泥的這種高含水率使得通過機械的方式大幅降低水分變得非常艱難，目前比 較好的方法就是采用熱處理。然而，盡管這種方法效果不錯，但是往往非常耗能，在當前能 源價格大幅上漲的情況，費用已成了污泥處理企業(yè)不得不面對的一個大問題，在當前情況 下，許多企業(yè)都不堪重負。腐殖酸是污泥顆粒結(jié)構(gòu)的重要組成部分。腐殖酸目前主要從泥炭、褐煤、風化煤等 中提取。相對于商品腐殖酸，污泥腐殖酸含有的有機物種類更多，脂肪類物質(zhì)和氮化合物含 量更高，氧化度更低，但兩者對植物的生長促進作用沒有明顯差異。污泥好氧堆肥具有操作 較簡單，處理成本較低，便于土地利用等特點；但是，堆肥二次發(fā)酵時間長，產(chǎn)品肥效低，長 期施用引起土壤重金屬污染，因此要提升污泥肥料品質(zhì)。污泥中含有大量的有機質(zhì)，從污泥 中提取腐殖酸，用于生產(chǎn)液態(tài)肥，不僅可以節(jié)約煤炭等不可再生資源，而且可以提高污泥肥 料品質(zhì)，擴大污泥資源化產(chǎn)品市場。污泥中含有大量的氮、磷、鉀及多種微量元素等，都有利 于植物的生長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的污泥處理方式的不足，提供一種部分改變污泥內(nèi)部結(jié) 構(gòu)，有利于污泥脫水干化，從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài)肥的方法。為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下工藝(1)在污泥(含水率為75 85% (wt/wt)，有機質(zhì)含量大于50% (wt/wt))中加入 硝酸，攪拌3小時后離心，收集提取液El，所述硝酸的濃度0. 4 0. 6mol/L,加入量為0. 1 0. 3L/kg污泥，優(yōu)選為硝酸的濃度為0. 5mol/L，加入量為0. 2L/kg污泥；(2)將步驟(1)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后離心，收集提取液 記為E2，所述氫氧化鈉的濃度0. 1 0. 3mol/L,加入量0. 8 1. 2L/kg污泥，優(yōu)選為所述氫 氧化鈉的濃度0. lmol/L，加入量lL/kg污泥；(3)將步驟(2)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后進行高壓機械脫
3水，收集提取液記為E3，所述氫氧化鈉的濃度0. 1 0. 3mol/L，加入量0.8 1.2L/kg污泥， 優(yōu)選為所述氫氧化鈉的濃度0. lmol/L，加入量lL/kg污泥；(4)將步驟(1)所得El和步驟(2)所得E2混合，混合液經(jīng)濃縮即為腐殖酸液態(tài) 肥。本發(fā)明所述離心機轉(zhuǎn)速優(yōu)選為4000轉(zhuǎn)/分鐘；所述高壓機械脫水的壓力優(yōu)選為 2MPa。本發(fā)明提取液E3可以回用作為下一批污泥的氫氧化鈉提取劑。該方法不僅完成了 污泥進一步的脫水干化過程，將污泥含水率從80%左右降到40%以下，而且可有效的提取 污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的營養(yǎng)成分。本發(fā)明的主要原理為通過在污泥中添加硝酸，氧化污泥中部分物質(zhì)，氫氧化鈉用 于提取污泥中的腐殖類物質(zhì)。同時硝酸和氫氧化鈉能夠改變污泥的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部水和間隙水 容易釋放，從而有利于污泥進一步脫水干化。本發(fā)明取得的有益效果是(1)該方法可有效的提取污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的營養(yǎng)成分 (直接提取物中腐殖酸含量大于2%、微量元素的含量大于1. 5% )。腐殖酸是高分子復合 有機膠體，在其各單元結(jié)構(gòu)上帶有一個或多個活性基團，其主要的活性基團是羧基、酚羥基 和醌基。它們被植物吸收后，可促進植物體內(nèi)多酚氧化酶的活性，從而促進作物的新陳代謝 和醣類及干物質(zhì)的積累。對谷物和薯類作物噴灑腐殖酸鈉后，能顯著降低空殼率，提高作物 的產(chǎn)量。腐殖酸活性基團還有改善土壤物理性質(zhì)的作用。(2)能夠明顯降低污泥的含水率，將污泥的含水率從80%左右降到40%以下，減 量化效果顯著，且與其它脫水干化技術(shù)相比，成本較低。(3)所提取的腐殖酸液態(tài)肥含有植物所必需的微量元素，病原菌被滅活，施用后能 提高作物的抗逆性、促進作物植株生長旺盛，同時具有改良土壤、培肥地力、肥效長短結(jié)合、 速緩效結(jié)合、施用方便省時省力(可結(jié)合農(nóng)藥噴灑施肥、可結(jié)合灌溉施肥、可葉面噴施根部 沖施、可作基肥亦可作追肥)之明顯特效。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1某污水處理廠污泥主要指標如表1所示。表1某污水處理廠污泥主要指標 將污泥放置于攪拌罐中，向其中加入0. 5mol/L的硝酸(加入量為0. 2L/kg污泥)， 以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌3小時后以4000轉(zhuǎn)/每分鐘的速度離心，收集提取液El。沉 淀加入0. lmol/L氫氧化鈉(加入量為lL/kg污泥)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌提取6小時后以4000轉(zhuǎn)/每分鐘的速度離心，收集提取液記為E2，沉淀再加入0. lmol/L氫氧化鈉 (加入量為lL/kg污泥)調(diào)節(jié)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌提取6小時后進行高壓機械脫 水，收集提取液記為E3，脫水泥餅含水率為38%。將El與E2混合，測得混合液腐殖酸含量 2. 1%，微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B)含量1. 7%，將此混合液濃縮即可制得有機腐殖酸 葉面肥。實施例2某造紙廠污泥主要指標如表2所示。表2某造紙廠污泥主要指標 將污泥放置于攪拌罐中，向其中加入0. 55mol/L的硝酸(加入量為0. 3L/kg污 泥)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌3小時后以4000轉(zhuǎn)/每分鐘的速度離心，收集提取液El。 沉淀加入0. lmol/L氫氧化鈉(加入量為1. lL/kg污泥)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌提取 6小時后以4000轉(zhuǎn)/每分鐘的速度離心，收集提取液記為E2，沉淀再加入0. lmol/L氫氧化 鈉(加入量為lL/kg污泥)調(diào)節(jié)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌提取6小時后進行高壓機械 脫水，收集提取液記為E3，脫水泥餅含水率為35%。將El與E2混合，測得混合液腐殖酸含 量2.9%，微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B)含量1. 9%，將此混合液濃縮即可制得有機腐殖 酸葉面肥。實施例3某污水處理廠污泥主要指標如表3所示。表3某污水處理廠污泥主要指標 將污泥放置于攪拌罐中，向其中加入0. 6mol/L的硝酸(加入量為0. 15L/kg污 泥)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌3小時后以4000轉(zhuǎn)/每分鐘的速度離心，收集提取液El。 沉淀加入0. 15mol/L氫氧化鈉(加入量為0. 8L/kg污泥)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌提取 6小時后以4000轉(zhuǎn)/每分鐘的速度離心，收集提取液記為E2，沉淀再加入0. 15mol/L氫氧 化鈉(加入量為0. 8L/kg污泥)調(diào)節(jié)，以5轉(zhuǎn)/每分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌提取6小時后進行高壓 機械脫水，收集提取液記為E3，脫水泥餅含水率為37%。將El與E2混合，測得混合液腐殖 酸含量2.0%，微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B)含量1. 5%，將此混合液濃縮即可制得有機 腐殖酸葉面肥。
權(quán)利要求
一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài)肥的方法，其特征是，包括以下步驟(1)在污泥中加入硝酸，攪拌3小時后離心，收集提取液E1；所述污泥的含水率重量百分含量為75～85％，有機質(zhì)重量百分含量大于50％；(2)將步驟(1)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后離心，收集提取液記為E2；(3)將步驟(2)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后進行高壓機械脫水，收集提取液記為E3；(4)將步驟(1)所得E1和步驟(2)所得E2混合，混合液經(jīng)濃縮即為腐殖酸液態(tài)肥。
2.如權(quán)利要求1所述的一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài)肥的方法，其特 征是，所述步驟(1)硝酸的濃度0. 4 0. 6mol/L，加入量為0. 1 0. 3L/kg污泥，所述步驟 (2)和(3)氫氧化鈉的濃度0. 1 0. 3mol/L，加入量為0. 8 1. 2L/kg污泥。
3.如權(quán)利要求2所述的一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài)肥的方法，其特 征是，所述步驟(1)硝酸的濃度為0. 5mol/L，加入量為0. 2L/kg污泥。
4.如權(quán)利要求2所述的一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài)肥的方法，其特 征是，所述步驟(2)氫氧化鈉的濃度0. lmol/L，加入量為lL/kg污泥。
5.如權(quán)利要求2-4中任意一項所述的一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài) 肥的方法，其特征是，所述步驟(3)氫氧化鈉的濃度0. lmol/L，加入量為lL/kg污泥。
6.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài) 肥的方法，其特征是，所述步驟(1)、(2)離心機轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分鐘。
7.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài) 肥的方法，其特征是，所述步驟(3)高壓機械脫水的壓力為2Mpa。
8.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài) 肥的方法，其特征是，所述提取液E3回用作為下一批污泥的氫氧化鈉提取劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態(tài)肥的方法。它包括以下步驟(1)在污泥中加入硝酸，攪拌3小時后離心，收集提取液E1；(2)將步驟(1)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后離心，收集提取液記為E2；(3)將步驟(2)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后進行高壓機械脫水，收集提取液記為E3；(4)將步驟(1)所得E1和步驟(2)所得E2混合，混合液經(jīng)濃縮即為腐殖酸液態(tài)肥。該方法不僅完成了污泥進一步的脫水干化過程，將污泥含水率從80％左右降到40％以下，而且可有效的提取污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的營養(yǎng)成分。
文檔編號C05G3/00GK101905994SQ20101020551
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者劉豐, 劉秀玉, 朱英, 李靜, 王兆光 申請人:山東省科學院新材料研究所