[发明专利]一种利用超声去除猪粪中重金属Cu、Zn、Cd的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用超声去除猪粪中重金属Cu、Zn、Cd的方法。

背景技术

近年来，中国农村养殖业发展很快，但是也存在很多问题, 饲料生产厂家抓住广大养殖户想缩短饲养周期，使猪多长肉、早出栏，从而提高经济效益的需求，向饲料中过量添加各种添加剂，带入大量的Cu、Fe 和Zn等重金属。饲料中重金属超标会导致一系列不良后果：一方面，对动物本身有害，损害其正常的生理机能；另一方面，不能为动物利用的重金属，一部分会蓄积在动物体内污染肉制品，另一部分随粪便和尿液排出体外，污染土壤和水体。研究表明，动物仅能有效利用饲料中重金属的10%左右，其他几乎都随粪便排出体外。

畜禽粪便是一种来源广、潜力巨大的可再生生物资源,因其含有丰富的有机质和氮、磷、钾等养分,被广泛用作肥料还田和有机肥的生产。但是如果长期大量施用含有较高浓度重金属的畜禽粪便,会导致土壤及植物中重金属含量增加。

现在的研究都是在围绕如何从源头上来控制猪粪中的重金属，但是我们都应该认识到，从源头上来控制猪粪中的重金属是有很大难度的，首先：人们不愿意放弃眼前的利益，其次：要找到饲料中微量元素添加剂替代品将有一个过程，在这个过程中还是要继续使用以前的添加剂，最后就是：要停止施用猪粪来作为肥料是不现实的，因为这种廉价的肥料是受到大家一致推崇的。

超声波处理通常是利用声空化作用使猪粪颗粒粉碎,细胞壁破解，有机物大量溶出，猪粪颗粒被破解。这种破解作用会使吸附和包裹在污泥内的重金属被释放出来，从而去除重金属而且可以提高重金属的浸出率。超声波由于其反应条件温和、无污染、效果明显等优势，作为一个研究热点日益受到人们关注。目前猪粪中重金属的处理主要是用化学淋滤和生物沥浸法，将超声波技术应用于提取猪粪中重金属的研究还未见报道。本发明所用的超声方法对猪粪中的Cu、Zn、Cd有较好的脱除作用，这对保障我国的有机肥料的质量安全有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用超声去除猪粪中重金属Cu、Zn、Cd的方法。

本发明提供的去除猪粪中重金属Cu、Zn、Cd的方法步骤为：

1）称取一定量烘干好的猪粪于不同量的超纯水中，充分摇匀，配制不同浓度的猪粪溶液；

2）将配置好的不同浓度的猪粪溶液放入锥形瓶中，将锥形瓶放在超声箱中进行超声处理（超声频率为5~40KHz，超声时间为10~90min)；

3）步骤（2）完成后，过滤或离心脱水得到超声处理后的猪粪，于40~70℃干燥，得去除了重金属的干燥猪粪，经过该方法处理，能有效降低或减少了猪粪中重金属Cu、Zn、Cd的含量。

所说的不同浓度的猪粪溶液为40g/L~200g/L。

所说的超声频率为5~40KHz，超声时间为10~90min。

所说的干燥好的猪粪为养殖场取回的干出粪。

本发明以养殖场取回的干出粪为原料，以超纯水为猪粪的溶剂，采用超声的方法去除猪粪中的重金属，降低或减少重金属Cu、Zn、Cd对自然环境的的污染，最终处理后的猪粪对自然环境的污染很小。本发明的处理工艺简单，成本低廉，对环境造成二次污染的可能小，容易进行工业化生产，具有重要的社会和经济意义。

具体实施方式

称取一定量烘干好的猪粪于不同量的超纯水中，充分摇匀，配制不同浓度的猪粪溶液；将配置好的不同浓度的猪粪溶液放入锥形瓶中，将锥形瓶放在超声箱中进行超声处理（超声频率为5~40KHz，超声时间为10~90min)；过滤或离心脱水得到超声处理后的猪粪，于40~70℃干燥，得去除了重金属的干燥猪粪，经过该方法处理，能有效降低或减少了猪粪中重金属Cu、Zn、Cd的含量。

实例一：将配置好的40g/L、100g/L、200g/L的猪粪溶液分别放入锥形瓶中，将锥形瓶放入超声箱中，在40KHz频率下超声30min，然后过滤或离心脱水及干燥得到去除重金属Cu、Zn、Cd的猪粪。经测定，三种不同浓度（40g/L、100g/L、200g/L）猪粪溶液中的Cu去除率分别为74.2%、69.1%和56.7%；Zn去除率分别为55.7%、48.6%和40.5%；Cd去除率分别为65.7%、52.4%和45.5%。