[发明专利]一种沼渣中重金属移除方法及应用

说明书

本发明公开了一种沼渣中重金属移除方法，属于固体有机废弃物资源化利用领域。本发明首先将沼渣与牛粪、秸秆等辅料配比并进行高温好氧发酵；高温好氧发酵后的沼渣再与牛粪配比后进行蚯蚓后腐熟堆肥；蚯蚓后腐熟堆肥后，将富集重金属后的蚯蚓分离，从而达到将沼渣中重金属减量的目的；分离后的蚯蚓进一步通过碱水解、离心沉降去除重金属，而富含氨基酸复合物的上清液可作为液体氨基酸肥农用。本发明可以有效减少沼渣中的重金属含量。同时，本发明对于沼渣资源化利用、生态环境保护，农产品附加值的提高具有重要的意义。

技术领域

本发明属于固体有机废弃物资源化利用领域，具体为一种沼渣中重金属移除方法及应用。

背景技术

厌氧消化是畜禽粪便资源化利用的主要方式。据统计，在全国范围内，厌氧消化工艺产沼气能源的同时会产生约1.3亿吨的发酵剩余有机物——沼渣；这些沼渣富含有机质、氮、磷、钾等营养物质，是化肥的优质替代品。然而，由于畜禽粪便中的重金属(如Cu、Zn、Cd、Pb等)在厌氧发酵后有相当大比例残留在沼渣中，这些含有重金属的沼渣施入土壤，会导致土壤污染，并对作物根系生长产生抑制作用，造成农产品的质量下降，威胁到人类身体健康。因此，高浓度的重金属含量极大地限制了沼渣的资源化利用。鉴于沼渣连续、量大、集中的特点，有效、合理地处理及利用沼渣已成为制约沼气工程发展的一大难题。

堆肥工艺是实现沼渣重金属钝化的有效途径，其主要原理是利用畜禽废弃物中的有机物的腐殖化过程改变重金属形态，降低其生物有效性。因此，沼渣的堆肥处理对于其资源化利用具有重要意义。然而，现存的堆肥工艺虽然可以钝化重金属，但却不能有效减少重金属总量。

发明内容

针对上述背景技术存在的问题，本发明提供了一种有效移除沼渣中重金属的方法以及其应用。

为此，本发明采用以下技术方案：一种有效移除沼渣中重金属的方法，包括以下步骤：

沼渣、牛粪、秸秆原料干重配比为2:1:1，碳氮比为25-35:1，含水率为55-65％，进行高温好氧发酵，好氧发酵过程中每2天翻堆1次，使好氧发酵温度不超过60℃，约12天后高温好氧发酵结束。

用上述配方工艺生产的沼渣发酵物料与牛粪干重配比为1:1，碳氮比为25-35:1,含水率为45-55％，进行蚯蚓后腐熟堆肥,蚯蚓养殖密度(蚯蚓/基质的比)为1-2kg蚯蚓/m²。蚯蚓堆肥20天后，将生物富集重金属后的蚯蚓分离。

蚯蚓后腐熟堆肥后分离出的蚯蚓与0.5-1.0mol/L的氢氧化钾(质量体积比)溶液按照重量比2:1混合，在水解罐中进行碱水解，水解条件为：温度100℃，时间15分钟。

蚯蚓碱水解结束后进行离心，离心条件为：离心力为5000g，离心时间为10分钟。离心后的沉淀物即为沉降后的重金属，而上清液为富含游离氨基酸复合物的液体。生产的氨基酸溶液稀释1000-5000倍后可作为液体氨基酸肥农用。

本发明可以达到以下有益效果：1、本发明采用高温好氧堆肥与蚯蚓后腐熟堆肥联用方法将沼渣中重金属有效移除，其中，沼渣中Cu和Zn去除率为30-40％；其次，生物富集重金属后的蚯蚓进一步采用碱水解方法沉降去除重金属、并进一步制成液体氨基酸复合物；最后，进行了该氨基酸作为叶面肥喷施蔬菜提升蔬菜产量方面的应用研究，从而达到安全利用沼渣的目的。2、本发明工艺简单，设备要求低，生产的氨基酸可作为叶面肥喷施黄瓜等蔬菜植株，具备很好的促生效果。同时，本发明对于沼渣的资源化利用，生态环境的保护，人类身体健康以及农产品附加值的提高均具有重要的意义。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1所示，本发明沼渣中重金属移除方法包括以下步骤：