[發明專利]一種資源化利用沼液中氨氮的方法

有效

• 申請號: 201210298333.8
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102765996A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 郝世雄;黃斌;袁基剛;劉興勇;李敏;顏杰;楊虎
• 申請（專利權）人: 四川理工學院
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及沼液凈化處理技術的改進，具體指一種資源化利用沼液中氨氮的方法，屬于沼液處理技術領域。

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背景技術

沼液中營養成分豐富，它可使得水體富營養化，促使藻類繁殖，消耗水中的溶解氧，導致水體環境遭到嚴重破壞。因此，如何更好的對沼液進行凈化處理以及對其營養成分進行資源化利用的問題迫在眉睫。據報道，目前對沼液的凈化處理技術主要包括人工濕地、膜生物反應器和藻類凈化處理。由于沼液中殘留有獸藥和重金屬離子等有害成分，導致人工濕地毒化，失去生態凈化功能。有科研工作者分別采用膜生物反應器和藻類對沼液進行了凈化處理，也取得了一些顯著成果，但是面臨我國沼氣工程的不斷發展，沼液的產生量大，對于沼液的凈化處理技術的進一步研究是非常必要的。

中國專利“CN102030431A”公開了一種從沼液中回收氮磷復合營養物及凈化初級沼氣的工藝方法，該方法雖然對沼液中的氨氮和磷進行了回收，但是該工藝不僅投資費用較大、工藝較繁瑣，而且能耗也較高。中國專利“CN101402530B”公開了一種用沼液制備有機液肥的方法及設備，雖然對沼液中的營養成分進行了利用，但是仍然存在工藝較復雜、投資費用較高等缺點。綜上，雖然目前對沼液的凈化處理和其中營養成分回收利用有一定程度的研究，但普遍存在投資費用較高和工藝較為繁瑣等缺點，難以實現真正意義上的工業化運行。

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發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種投資以及運營費用低、操作簡單的資源化利用沼液中氨氮的方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種資源化利用沼液中氨氮的方法，其利用步驟為：

1）首先通過機械格柵粗濾，使得沼渣和沼液分開，并將沼液引入反應池中；

2）向反應池中加入沼液質量0.5%~35%的改性粉煤灰，并使改性粉煤灰與沼液混合充分（比如可用攪拌棒攪拌或通入氣體鼓泡進行攪拌使之充分混合，攪拌棒攪拌速率為10~300rpm），保持反應時間為5~200min；

3）待反應結束后，將改性粉煤灰從沼液中分離，分離出的改性粉煤灰上吸附了沼液中的氨氮化合物；

4）將吸附了氨氮化合物的改性粉煤灰作為肥料的基肥，并在基肥中根據農作物的需肥規律、土壤供肥性能和肥料效應確定肥料的N-P₂O₅-K₂O的比例后，加入一定量的其它營養成分一同造粒，制作成肥料。所述其它營養成分為尿素、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨、硝酸鉀、氯化鉀、硫酸鉀、乙二胺四乙酸鐵鈉、乙二胺四乙酸鎂鈉和腐植酸中的一種或幾種的混合物（混合比例根據需要而定）。

所述改性粉煤灰可以通過如下方法獲得，首先將粉煤灰置于氫氧化鈉溶液中（粉煤灰與氫氧化鈉溶液的量滿足鈉硅比Na₂O/SiO₂為0.8-3.5）進行攪拌溶解，其中氫氧化鈉的濃度為1.0~5.5?mol·L^-1，反應溫度為80~130℃，反應時間為2~48h，必要時添加少量的硅源或鋁源；反應結束后進行陳化處理，陳化時間為2~48小時，陳化溫度為室溫；然后在30~130℃下晶化反應2-48小時，使得粉煤灰中的硅鋁成分盡可能的轉化為沸石分子篩，再依次經過濾、洗滌和烘干，即得到改性粉煤灰。

所述改性粉煤灰也可以通過如下方法獲得，首先將粉煤灰與碳酸鈉或者氫氧化鈉（粉煤灰與碳酸鈉或者氫氧化鈉的量滿足鈉硅比Na₂O/SiO₂為0.8-3.5）混合，在500~850℃條件下焙燒1~8h；然后將焙燒產物移入反應釜，加入適量的水（加入水的量由水鈉比控制，本發明水鈉比H₂O/Na₂O為50~160），必要時添加少量的硅源或鋁源，進行陳化處理，陳化時間為2~48小時，陳化溫度為室溫；然后在30~130℃下進行晶化反應2-48小時，使得粉煤灰中的硅鋁成分盡可能的轉化為沸石分子篩，再依次經過濾、洗滌和烘干，即可得到改性粉煤灰。?

所述晶化反應分為前期的預晶化反應階段和后期的晶化反應階段，其中預晶化反應階段反應溫度為30~80℃，反應時間為1~24h；后期晶化反應階段的反應溫度為80~130℃，反應時間為1~24h。