[发明专利]一种利用污泥制备腐植酸钠的方法与应用

说明书

本发明公开了一种利用污泥制备腐植酸钠的方法与应用；通过将污泥隔氧碱焙烧活化、中低温空气氧化制备低分子量组分和官能团含量较高的腐植酸钠，并将其应用于铬污染土壤的修复，从而实现污泥“无害化、资源化”目标。

技术领域

本发明涉及污泥资源化利用领域，尤其涉及一种利用污泥制备腐植酸钠的方法与应用。

背景技术

污泥因含有丰富的有机质及氮磷钾等营养物质，被世界水环境组织称为“生物固体”。同时，污泥资源化通常为低值利用、成本与收益不匹配，从而导致污泥资源化利用率很低。

污泥资源化利用技术主要包括：污泥堆肥资源化技术、污泥建材资源化技术、污泥能源资源化技术、污泥环境资源化技术。

污泥堆肥资源化技术是通过微生物发酵作用将污泥有机质转化为腐殖质肥料，从而促进植物的生长。

但是由于污泥来源复杂，其潜在的污染物极易进入食物链或生态系统，所以污泥堆肥资源化技术并不是最理想的污泥资源化利用技术。

污泥建材资源化技术

主要依据高热值污泥中20％～30％含量的无机物成分与建材相似而制成生态水泥、砖等建筑材料。

污泥建材资源化技术对污泥成分要求较高，且制成的建筑材料能耗大，属于低值利用。

污泥能源资源化技术是在无氧催化条件下将污泥中的脂肪烃化合物转化成油和炭等反应物，因产物油和气具有较高的热值而被作为潜在的燃料资源化利用。

由于污泥成分复杂、技术难点较大，所以当前污泥能源资源化技术停留在实验室阶段。

污泥环境资源化技术可以将污泥有机碳通过化学工艺制备活性炭等环境修复剂，用于治理重金属和有机物污染。污泥治理环境污染的思路为污泥资源化利用提供一条具有很好市场应用前景的方向，但需重点关注工艺成本和高值开发。

相关研究表明，污泥有机质与土壤腐植酸具有相似的结构和特性。在高温氮气焙烧下，污泥中蛋白质、糖类等有机物可通过脂基的水解反应和活化反应转化成腐植酸。其次，氧化、淬火等过程也可以优化腐植酸的结构。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种利用污泥制备腐植酸钠的方法与应用。从而实现污泥“无害化，资源化”，并拓展资源化产品的应用价值。

本发明通过下述技术方案实现：

一种利用污泥制备腐植酸钠的方法，包括如下步骤：

步骤一：选用脱水市政污泥作为试样，含水率为0～60％，有机质含量为10～60％。

污泥来源不同，污泥成分差异较大，为提高腐植酸钠的产率，选用含水率较低、有机质含量较高的脱水市政污泥作为试样。

步骤二：将步骤一中的试样与碱充分研磨，得到混合物；

起到充分混匀、降低粒径至微米结构的作用，同时将固固不充分反应的影响降到最低。

步骤三：将步骤二中混合物放入管式炉中高温隔氧焙烧；高温隔氧焙烧温度为200～450℃，焙烧时间为30～300min；

通过脂基水解反应和活化反应将污泥中的蛋白质、糖类等有机物转化为腐植酸钠；同时，避免过于高温而将污泥有机质碳化成碳链结构。

步骤四：将步骤三得到的产物在中低温条件下通入空气氧化焙烧，氧化温度为150～300℃，氧化时间为12～120min。

中低温下通过氧化优化腐植酸钠的结构，制备低分子量组分和官能团含量较高的腐植酸钠。