[發明專利]一種抑制有機廢棄物厭氧過程中硫化氫釋放的方法

有效

• 申請號: 201110326781.X
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102390914A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 周躍飛;陳天虎;謝晶晶;歸顯揚
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F3/28;C12P5/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

一、技術領域

本發明涉及一種抑制有機廢棄物厭氧過程中硫化氫釋放的方法。

二、背景技術

隨著我國社會、經濟發展，我國蓄禽養殖方式、結構、模式正在發生根本性的變化。近年來，我國農業科學技術的進步，特別是蓄禽產品價格持續上漲，引起社會資金大量轉向養殖業投資，推動了蓄禽養殖快速向專業化、規模化轉變，引起了我國蓄禽養殖模式發生根本性的轉變。集約化養殖已經成為我國畜牧業發展的主導方向。但集約化養殖導致養殖廢棄物大量集中產生，存在很多環境問題難以處理。蓄禽集約化養殖業的快速發展過程中，嚴重忽視了養殖污染的綜合治理，治理技術研發相對滯后，致使眾多養殖場成為一個不可忽視的污染源。畜禽養殖過程中會對大氣環境、水環境、生態環境造成一定程度的污染。全國集約化畜禽養殖業糞便排放量已超過30億噸，畜禽污染物波及面廣且危害大。目前集約化養殖場糞便的處理主要有兩種方式：堆肥和厭氧消化產沼氣。無論哪種方式，糞便中的有機硫和無機硫都在微生物的作用下轉化為硫化氫釋放到大氣或水中，引起空氣、大氣和水污染，產生嚴重的環境危害。畜禽養殖業畜禽糞便污染已成為與工業廢水、生活污水相并列的三大污染源之一。

隨著我國污水處理率的提高，剩余污泥的產量也大幅度提高，污泥恰當處理和處置防止二次污染正在成為重要的問題。污泥處理技術大致可歸結為兩大類：一是拋棄型技術，污泥作為廢棄物不利用；二是資源化技術，充分利用污泥中的有用成分，實現變廢為寶。后者符合可持續發展的戰略方針，有利于建立循環型經濟，近年來得到廣泛關注。其中污泥堆肥和污泥消化制沼氣是污泥資源化利用的兩種重要途徑。污泥中含有大量的有機質、氮、磷、鉀等植物需要的養分，其含量高于常用牛羊豬糞等農家肥，可以與菜籽餅、棉籽餅等優質的有機農肥相媲美。污泥堆肥處理是利用微生物的作用，將不穩定的有機質降解和轉化成穩定的有機質，便于貯存、運輸和使用。污泥厭氧消化是應用最為廣泛的污泥穩定化工藝，其優點是：產生可燃氣甲烷；使最終需要處置的污泥體積減少30％～50％；消化污泥容易脫水，含有有機肥效成分，適用于改良土壤。

但是，無論是生活污水處理廠的污泥、集約化養殖場的糞便，還是其他有機廢棄物，在厭氧過程中廢棄物中的有機硫、無機硫都會轉變為硫化氫釋放到空氣、水中。硫化氫向環境釋放可能產生很多危害：人體健康危害、動物危害、環境危害、微生物活性抑制、金屬腐蝕作用。硫化物的腐蝕作用包括對建筑物金屬的腐蝕，影響建筑物的耐久性；對處理系統管路、設備的腐蝕，影響系統使用壽命，增加維護成本。

針對養殖場H₂S存在的健康隱患，國內外學者進行了大量的研究，采用各種方法和工藝來控制養殖場中H₂S的產生和排放，包括在糞坑投加化學添加劑、通過生物凈化器中進行氣體的處理等。如Barber等研究了過硫酸銨、高錳酸鉀和硝酸鈉對糞便中H₂S的產生和釋放的影響，在實驗室規模的實驗中，過硫酸銨有效地抑制了硫酸鹽還原菌(SRB)和H₂S的釋放；高錳酸鉀通過對溶解性硫化物的化學氧化減少了硫化物的釋放，同時抑制了SRB但并沒有消除它；硝酸鈉部分抑制了SRB的活性，延緩了硫化物的產量。Clanton等發現氫氧化鈣、氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸亞鐵、過氧化氫、高錳酸鉀和氯化鈉都能減少糞漿中50％的H₂S排放。Predicala等通過往養殖場糞便堆肥中添加硝酸鹽、鉬酸鹽，抑制了硫酸鹽還原菌的還原作用，減少了硫化氫的釋放，但是上述添加物成本很高。

三、發明內容

本發明旨在提供一種抑制有機廢棄物厭氧過程中硫化氫釋放的方法，所要解決的技術問題是提供一種成本低、效果好的方法固定有機廢棄物厭氧過程中產生的硫化氫，從而減少硫化氫氣體的排放量。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

本發明抑制有機廢棄物厭氧過程中硫化氫釋放的方法的特點在于：向有機廢棄物中加入富含鐵氧化物的物質，攪拌均勻后密封靜置不少于20天，所加入富含鐵氧化物的物料中鐵的摩爾量與有機廢棄物中硫的摩爾量之比為1∶2-2∶1；

所述有機廢棄物包括污水處理廠的污泥、養殖廠的畜禽糞便、富含有機硫的液體和富含硫酸鹽的有機廢水；

所述富含鐵氧化物的物質中Fe₂O₃的質量百分比不小于14％，富含鐵氧化物的物質的粒徑小于0.1mm。

所述富含鐵氧化物的物質，包括富含鐵氧化物的土壤、硫酸燒渣、鐵氧化物礦石、低品位的鐵礦石、鋼鐵廠煙塵處理產生的富鐵污泥等。