[發(fā)明專利]從來源于城市固體垃圾場等的滲出液中回收腐殖質(zhì)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380019216.6
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104245164B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·托諾洛
• 申請（專利權(quán)）人: 迪普拉克奎有限責(zé)任公司
• 主分類號: B09B1/00
• 分類號: B09B1/00;B01D43/00;C02F1/00;C02F11/00;C05F17/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 柳冀

本發(fā)明涉及一種從來源于城市固體垃圾場等的滲出液中回收腐殖質(zhì)的方法以及通過該方法獲得的腐殖質(zhì)。

腐殖質(zhì)是復(fù)雜的有機物質(zhì)，其具有變化的和仍然沒有完全明確的結(jié)構(gòu)(超分子的、大分子的結(jié)構(gòu))，由主要但非排他的單環(huán)和多環(huán)(包括雜環(huán))的芳烴的支化鏈組成，主要具有羧基、酚和羥基官能團，還有醚、酯、氨基等。

如下所示，這些物質(zhì)根據(jù)它們在不同的pH值(酸性pH值0-7，中性pH值7，堿性pH值7-14)的水中的“溶解度”(更準(zhǔn)確的，它們形成膠態(tài)“溶膠”的能力)來分類：

-腐殖酸(HA)????在酸性pH值不溶和在堿性pH值可溶

-灰黃霉酸(FA)??在酸性pH值和在堿性pH值可溶

-腐黑酸????????在酸性pH值和在堿性pH值不溶

這些溶解度特性使得腐殖質(zhì)能夠從碳質(zhì)礦物例如風(fēng)化褐煤、褐煤、泥煤中提取，以及最近提出的從以下化合物中提取：該化合物通過在受控的設(shè)備中轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定有機廢物例如固體城市廢物(S.U.R)的有機部分來生產(chǎn)。

在有機物質(zhì)(特別是木質(zhì)素)的緩慢分解中形成的風(fēng)化褐煤是泥煤和褐煤中的植物有機物質(zhì)的地球化學(xué)轉(zhuǎn)化的最近表面氧化的相。它特別富含腐殖質(zhì)，其在堿性水溶液中用氫氧化鉀(pH值9-12)提取。這些溶液(其可以包含以可變量可溶于堿性水中的無機鹽)通常根據(jù)來源區(qū)域而銷售，具有不同的腐殖質(zhì)濃度，特別是作為農(nóng)業(yè)中的土壤改進劑。在這方面，腐殖質(zhì)通過土壤處理和通過葉面施用(leaf?application)而改變了土壤特性和改進了大部分不同農(nóng)作物的生長和健康。

具體地，腐殖質(zhì)改進了：

-土壤保水能力；

-土壤結(jié)構(gòu)和肥度；由于腐殖質(zhì)中存在的官能團的螯合效應(yīng)，防止了營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素(鐵、鈣、磷等)被洗掉，并且它們的可利用性隨時間而增加，從而有利于植物的生長和健康。

腐殖質(zhì)實質(zhì)上是生物不可降解的；它們的組成為中(FA)和高分子量(HA)的大分子，具有疏水部分和親水官能團(其是部分酸性的)，并且為它們與堿性金屬的成鹽形式，表現(xiàn)出表面活性劑性能，這使得它們也能夠用作泥土和土壤清洗中的表面活性劑，因為通過還在不同的重金屬上使用它們的螯合性能而將它們用于去除烴和/或重金屬。

已經(jīng)通過煤的受控氧化而獲得了類似于腐殖質(zhì)，但非天然來源的物質(zhì)，并且被提出作為土壤改進劑或者用于對富含重金屬的工業(yè)灰分進行惰性化。

已知根據(jù)廢物品質(zhì)和垃圾熟化程度和降雨水平，來自S.U.R.垃圾的滲出液會包含腐殖質(zhì)量(0.05-5重量％)，其在工業(yè)和商業(yè)目的中被認(rèn)為是令人感興趣的；但是通過已知方法從滲出液中直接回收它們不能以有競爭力的成本獲得產(chǎn)物，該產(chǎn)物沒有滲出液中存在的各種污染物，特別是涉及到氮化的和含氨的化合物，因此不適于類似于通過前述方法獲得的腐殖質(zhì)的用途。

本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種方法，其能夠從S.U.R.垃圾和類似廢物的滲出液中獲得可銷售量的腐殖質(zhì)，同時實現(xiàn)了試劑(酸、添加劑)更少的消耗和使用簡單的工藝，其可以整合和使用現(xiàn)有技術(shù)，來實現(xiàn)低的投資和運行成本。

為了達到這個目標(biāo)，必須考慮下面的內(nèi)容。

滲出液中的腐殖質(zhì)濃度隨著S.U.R.垃圾活性的時間(年齡)而變化；已知連續(xù)的生物降解階段(一經(jīng)傾倒，即在廢物的有機組分上發(fā)生)如下：

-初始短期階段的需氧生物降解，這主要歸因于間隙的氧氣，在此期間產(chǎn)生很少的滲出液或腐殖質(zhì)；

-第二長期階段的厭氧降解，其本身分成下面的連續(xù)階段：

a)生酸階段，其中通過發(fā)酵形成揮發(fā)性脂肪酸和二氧化碳，并且隨后pH值降低。在酸性pH值(5-6)形成了大量滲出液，其具有高BOD₅、高鹽濃度、重金屬活動性，但是存在較低的腐殖質(zhì)；

b)生成乙酸階段，其中通過發(fā)酵形成了揮發(fā)性短鏈酸，它們通過生成乙酸細(xì)菌進一步降解成乙酸，產(chǎn)甲烷細(xì)菌的基質(zhì)。產(chǎn)生了甲烷，降低了氫和二氧化碳，和pH值增加。該滲出液具有比前面階段更低的金屬和BOD₅濃度，和增加的腐殖質(zhì)和氨濃度；

c)生成甲烷階段，其中通過占優(yōu)的產(chǎn)甲烷的、親氫的(hydrogenophilic)和尤其是親乙酰的(acetophilic)細(xì)菌而大量形成甲烷(70％的甲烷由此生成)。這個階段的特征在于垃圾“熟化”：滲出液具有中性-堿性pH值(7-10)；低的揮發(fā)性酸和溶解的固體濃度(低BOD₅)、低的重金屬(例如Fe、Zn)活動性、高的氨濃度、最大的腐殖質(zhì)濃度。