[發(fā)明專利]一種削減沼液中多種重金屬的組合工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410067758.7
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103803735A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邊博;楊東海;周靈君;呂琳;吳海鎖;范亞民
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省環(huán)境科學研究院
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;B01J20/24;C02F1/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于資源環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沼液中多種重金屬削減及安全農(nóng)用的方法。

背景技術(shù)

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，我國畜禽養(yǎng)殖總體呈現(xiàn)養(yǎng)殖量大，產(chǎn)生糞污量多的特點，沼氣工程已成為太湖流域畜禽養(yǎng)殖糞污資源化和無害化處理的主流方式。沼液作為一種優(yōu)質(zhì)高效的有機肥料，含有豐富的有機質(zhì)、氮、磷、鉀養(yǎng)分及其它有益礦物元素，農(nóng)田利用是其最經(jīng)濟有效的處理方式。

為了防止畜禽疾病、提高飼料利用率和促進動物生長，大量重金屬制劑被廣泛添加到動物飼料中，而畜禽對重金屬的利用率極低，絕大部分隨糞便排出體外，導致厭氧消化后沼液含有大量的銅、鋅、砷等重金屬。沼液長期施用于農(nóng)田，會造成土壤中重金屬累積，植物中重金屬富集，最終通過食物鏈危害人體健康。重金屬污染存在于水體-土壤-動植物生態(tài)系統(tǒng)中，已經(jīng)成為目前較為普遍的污染之一。它容易被生物富集，不能被生物降解，并具有生物放大效應，毒性不僅由總量決定，更取決于其賦存形態(tài)。因此，研究沼液中重金屬的去除方法是保障沼液安全農(nóng)用的迫切需要解決的問題。

目前，針對廢水中重金屬的去除方法已經(jīng)有很多研究，包括化學沉淀法、電解法、離子交換法、鐵氧體法、吸附法等，其中吸附法因具有材料廉價易得，去除效果好的優(yōu)點，而被廣泛應用于含重金屬離子廢水處理。

厭氧消化后沼肥中重金屬主要以吸附、絡合等作用賦存在沼渣中，少量附著在沼液懸浮物上或以溶解態(tài)形式存在。和污泥厭氧消化相似，消化后污泥需要經(jīng)過固液分離，因此可采用自然沉降的方法對沼液進行沉淀處理，達到較好的固液分離效果，并對沼液中重金屬有較好的削減效果。

吸附法主要是通過與重金屬離子的離子交換、靜電吸附、絡合吸附、配位吸附等物化作用機制而去除水體中的重金屬。吸附法的關(guān)鍵是吸附劑的選擇，吸附材料必須具備吸附能力較強、來源豐富、價格便宜、可再生等要求。目前，越來越多的農(nóng)業(yè)廢棄物被制備成吸附劑，用于處理廢水中的重金屬污染物，這是農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的重要手段。農(nóng)業(yè)廢棄物由于其獨特的化學成分、來源豐富、可再生、低成本、高效率，正成為處理重金屬離子的經(jīng)濟選擇。研究表明，各種農(nóng)業(yè)廢棄物，如稻殼、谷殼、樹皮、花生殼、椰子殼、廢茶葉、玉米芯、甘蔗渣、秸稈、水葫蘆、鋸屑等均可有效地去除水中重金屬離子。農(nóng)業(yè)廢棄物的基本組成包括半纖維素、木質(zhì)素、提取物、類脂、蛋白質(zhì)、單糖、淀粉等,它們含有不同的官能團，有利于通過金屬絡合去除重金屬離子，尤其是含有纖維素的原料具有更顯著的金屬離子吸附能力。一些農(nóng)業(yè)廢棄物改性后作為吸附劑去除水中重金屬的研究，但大都改性存在過程復雜，經(jīng)濟性差的缺點，難以完全應用到實際廢水處理中，同時針對沼液中多種重金屬指標并存，各項指標均能保持較好削減并能避免沼液中營養(yǎng)元素的損失，滿足土壤的肥力需求，解決沼液安全農(nóng)用的瓶頸問題，目前還存在技術(shù)難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種削減沼液中多種重金屬的組合工藝，該工藝利用廢棄物和太湖打撈的大量藍藻藻漿通過改性制作吸附劑，采用隔板式沉淀和2級吸附法的組合工藝，有效地削減沼液中多種重金屬污染物，保持沼液的有效肥力，實現(xiàn)安全農(nóng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種削減沼液中多種重金屬的組合工藝，該方法包括如下步驟：

（1）初級沉淀和一級池內(nèi)吸附：

經(jīng)厭氧發(fā)酵的沼液自然流入隔板式沉淀池，隔板式沉淀池設(shè)有四級隔板，每級隔板與池壁之間設(shè)有網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)部填充一級吸附劑，網(wǎng)格底部設(shè)有排泥口，這樣可以有效延長沼液的水力停留時間，沼液在隔板式沉淀池內(nèi)的水力停留時間為4～6h，沼渣在隔板式沉淀池底部待排；沼液經(jīng)過隔板式沉淀池后進入緩沖提升池；

其中，所述的一級吸附劑為改性的醋糟和藻渣組合吸附劑；

（2）二級沿程吸附：

緩沖提升池內(nèi)的沼液經(jīng)提升泵進入灌溉主溝渠，主溝渠內(nèi)填充了5～10級的吸附袋，吸附袋內(nèi)填充了二級吸附劑，同時在田間溝渠入口至少設(shè)有一個吸附袋，每個吸附袋干重約為10kg；

其中，所述的二級吸附劑為經(jīng)碳化改性的甘蔗渣。

其中，沼液在隔板式沉淀池內(nèi)的水力停留時間優(yōu)選為4h。

其中，所述的一級吸附劑按照如下方法制備得到：以醋糟作為骨架材料充分吸附藻漿，然后經(jīng)鹽酸或硝酸酸化，振蕩14～18h、離心、過濾，用超純水清洗固體，-48℃冷凍干燥，并碾成粉末，即得。

其中，所述的醋糟的含水率不高于20v/v%。

其中，所述的藻漿為經(jīng)過離心脫水后的藻渣，藻漿的含水率不高于85v/v%。