[发明专利]硫酸铵与丙二酸联合淋洗去除垃圾堆肥中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及垃圾堆肥的合理、安全使用方法。更具体的说是硫酸铵与丙二酸联合淋洗去除垃圾堆肥中重金属的方法。

背景技术

重金属污染已成为环境污染的主要内容之一。重金属污染的特点是不能被降解而从环境中彻底消除，只能从一种形态转化为另一种形态，从高浓度变为低浓度，能在生物体内积累富集。

城市生活垃圾指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固态、半固态废物。主要成分包括厨余物、废纸、废塑料及砖瓦渣土等。其主要特点是成分复杂、有机物含量高。随着经济的增长、城市规模的扩大和人民生活水平的提高，城市生活垃圾产量也持续增加，到2000年，全球共产生垃圾约100多亿吨，其中我国约1.2亿吨。最近几年各国城市生活垃圾的产量处于上升趋势，据统计：发达国家的年增长率为3％～6％；发展中国家为3％～10％；我国为3％～5％。许多城市发生了垃圾围城的现象，所以城市生活垃圾问题已成为困扰全球各国城市发展的焦点与难点。

处理垃圾有很多种方法，其中堆肥既处理掉了垃圾，而且施入土壤会增加土壤的肥力，会取得一举两得的效果。好氧堆肥是在有氧的条件下，借助好氧微生物的作用来进行的，在堆肥过程中，有机废物中的可溶性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸收；固体的和胶体的有机物先附着在微生物体外，由微生物所分泌的胞外酶分解为可溶性的物质再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动-氧化还原和生物合成过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并释放出微生物生长繁殖所需要的能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。其影响因素主要包括有堆肥有机物质含量、含水率、C/N、通气量、温度等。

世界许多国家对有机物废弃物采用堆肥化处理，作为资源回收利用的一种方式予以十分的关注，发展较快的有两种堆肥方式一是垃圾堆肥，二是制造复合肥技术。

近年来，我国垃圾堆肥发展较快，从80年代起就开始应用“二次发酵工艺”，由于采取了强制密封，好氧发酵，缩短了发酵周期，堆肥机械日趋完善，生产趋向产业化。目前无锡、常州、天津、沈阳、北京、武汉等城市已自行设计了适合中国的机械化垃圾堆肥处理生产线，但由于堆肥质量不高、产品销售不佳、收不抵支而难以为继等原因，到目前为止，大多数已先后关闭，只有少数几家仍在生产。城市生活垃圾经过无害化处理以后，制成堆肥用于农业生产是一项改善环境、充分利用废弃物资源增产增收的重要举措，连续施用垃圾堆肥对农作物的产量及品质效果如何，倍受人们关注。

垃圾堆肥有存在重金属污染问题，因此，施入土壤会造成土壤的二次污染。这就需要清除堆肥中的重金属，其中淋洗法是很重要的一种方法。目前关于淋洗法的定义说法主要有以下几种：武晓峰等认为淋洗法就是通过注水的办法，冲洗土壤孔隙介质中残留的污染物，使冲洗水流汇入地下水，然后回收冲洗水流以达到修复污染土壤的目的。Semer等提出淋洗法是一个从污染土壤、污泥、沉积物中去除有机和无机污染物的过程，这个过程包括了污染土壤和淋洗液间的高能量接触，并且认为，土壤淋洗是一个物理和化学过程，能够实现某些危险物质的分离、隔离体积减少和危险物质的无害化转变。简言之，土壤淋洗就是利用流体去除土壤污染物的过程，它可以是原位修复，也可以是异位修复。土壤的污染源可以是无机污染物或有机污染物，淋洗液可以是水、化学溶剂或其他可能把污染物从土壤中淋洗出的流体，甚至可能是气体。虽然淋洗法有很多优点，但也有很多局限性和试待解决的问题。

淋洗必须解决的问题是：①如果淋洗法只是一个物理过程，污染物只是发生了迁移，其毒性没有下降，因此就涉及到了基质/淋洗液的分离，淋洗液/污染物的分离及淋洗液的循环利用；②如果淋洗过程中有化学过程，淋洗中使用的潜在有害化学品可能难于从处理过的基质中分离出来；③淋洗的有效性还受如下条件制约：a、污染物组成复杂的影响；b、基质中腐殖质成分的影响；c、溶剂和基质组分反应的影响。

淋洗法的局限性：①对质地比较粘重，渗透性比较差的基质修复效果比较差；②目前使用效果比较好的淋洗剂价格都比较昂贵，无法用于大面积的实际修复中；③淋洗出的含重金属的废液的回收处理问题，及由于淋洗剂的残留而可能造成的土壤和地下水的二次污染问题。

淋洗液有很多中，有无机淋洗剂、人工螯合剂等，其中无机淋洗剂会改变基质的pH，使基质酸化，人工螯合剂生物降解性差，很容易造成基质的二次污染。有机淋洗剂就弥补了两者的不足，其生物降解性好，对环境无污染。