用於吸收在堆肥生產過程中所產生臭氣的三聯組合吸收液及其應用方法

2023-05-28 09:26:46 3

專利名稱：：用於吸收在堆肥生產過程中所產生臭氣的三聯組合吸收液及其應用方法
技術領域：
：本發明屬於廢氣的化學淨化
技術領域：
，具體涉及一種用於吸收在堆肥生產過程中所產生臭氣的三聯組合吸收液及其應用方法。
背景技術：
：隨著集約化、規模化畜禽養殖業的迅速發展，大型現代化畜牧場、養殖廠不斷出現，隨之產生大量的畜禽廢棄物，雞糞等畜禽糞便的堆腐處理是農業廢棄物減量化、無害化和資源化最便捷的處理方式之一，不僅能解決有機物的環境汙染問題，同時還為農業生產提供優質有機肥，符合現代的可持續的發展方向。現多採用發酵倉式工廠化堆肥生產，其生產過程為a)混料將雞糞和粉碎為l-2cm的小段玉米幹秸稈混合均勻形成堆肥材料，使其碳氮比為25:1;b)調水分將上述混合物投入固體發酵倉中，控制堆肥材料的初始水分含量為60%;C)堆肥在30天的堆肥的生產周期中，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低於10%來調節通氣量，每120min攪拌1次，每次攪拌15-20min，攪拌轉速為10轉/min;d)出肥將完成堆肥的混合物從固體發酵倉倒出，得到工廠化堆肥產品，稱量、包裝出廠。但堆肥過程中產生的帶有臭氣的氣態代謝產物或中間產物，即堆肥尾氣，不但對大氣環境造成二次汙染，而且影響周圍居民的生活質量，危害工作人員的身體健康。因此，臭氣問題解決的好壞，是整個堆肥工藝成敗的關鍵之一。堆肥臭氣主要包括氨氣、脂肪酸、胺、無機硫、有機硫、萜類物質和其它揮發性有機化合物。堆肥生產過程中產生的臭氣主要以下幾種方法進行控制1、添加中和劑。，在臭氣產生時或預計產生前噴灑臭氣物質的中和劑，此法不確定因素多，不易控制，並且容易改變堆肥材料的性質進而影響堆肥反應的正常進行。2、生物法。主要是利用微生物的降解作用，把惡臭物質分解轉化成二氧化碳、水、氮氣、硫酸鹽等無害無味物質，但這種方法需要嚴格控制水分、溫度及微生物生長所需的養分條件以保持較高的微生物活性，否則將失去除臭的功能。3、吸附法。是一種簡單便捷的處理方法，大多吸附劑對惡臭氣體均適用，尤其是對某些生物降解性能較差或化學反應較為惰性的惡臭物質來說是一種理想的處理方法，但這種方法的吸附劑用量較大、吸附劑的再生難度也較高，因此攜帶惡臭物質的吸附劑的處理也是一個較難解決的問題。4、焚燒法。焚燒技術在汙染處理行業已得到廣泛應用，其優點是去除汙染的效率極高，技術上比較成熟，但此法設備投資大、運行成本較高，並有產生二次汙染的可能性。由於上述方法的局限和不足，尚未有任何一種方法能夠很有效解決有機廢物堆肥過程中臭氣汙染周圍環境的問題。
發明內容本發明的目的是根據排出堆肥尾氣的主要成分，提供一種用於吸收在堆肥生產過程中所產生臭氣的三聯組合吸收液及其應用方法，具有良好的吸收功能，對排出的臭氣進行吸收處理，有助於降低堆肥過程中對周圍環境的危害，以克服現有技術的不足。本發明的技術方案是由鹼性吸收液、酸性吸收液和氧化劑吸收液組成，鹼性吸收液為l一2mol/L的氫氧化鈉(NaOH)溶液，酸性吸收液為l一2mol/L的硫酸溶液(H2S04)，氧化劑吸收液為2—3mol/L的次氯酸鈉(NaClO)溶液。上述的三聯組合吸收液的應用方法是將上述鹼性吸收液、酸性吸收液和氧化劑吸收液分別置於三個細口吸收瓶中，蓋上膠塞，再用連接管依次串連起來，前後兩瓶分別留出進氣管和出氣管，分別用於接收堆肥生產過程中所產生含有臭氣的堆肥尾氣和排放處理後的排空氣體，進氣管上裝有氣體體積流量計，用於計量總進氣體積。將1單位體積的鹼性吸收液置入到2單位體積的細口吸收瓶中，使用中每兩大檢測該液的pH值，檢測方法為打開膠塞，用吸管吸取鹼性吸收液樣品於小燒杯或三角瓶中，滴加以0.5g酚酞溶於100ml乙醇為比例配製的酚酞指示劑1-2滴，若該樣品呈現為粉紅色，表明吸收液為鹼性，能正常使用；若加入酚酞指示劑後該樣品仍然呈現無色，表明鹼性吸收液的pH值趨於中性，對堆肥排出氣體的酸性成分已失去吸收功能，則更換鹼性吸收液。將1單位體積的酸性吸收液置入到2單位體積的細口吸收瓶中，使用中每兩天檢測該液的pH值，檢測方法為打開膠塞，用吸管吸取酸性吸收液樣品於小燒杯或三角瓶中，滴加以O.lg甲基橙溶於100ml水為比例配製的甲基橙指示劑l-2滴，若該樣品呈現為紅色，表明吸收液為強酸性，能正常使用；若加入甲基橙指示劑後該樣品呈現為橙黃色，表明酸性吸收液的pH值趨於中性，對堆肥排出氣體的鹼性成分已失去吸收功能，則更換酸性吸收液。將1單位體積的氧化劑吸收液置入到2單位體積的細口吸收瓶中，為保持本液具有較高的氧化性能和去除臭氣的效果，每當1單位體積的氧化吸收液連續吸收500單位的堆肥尾氣時，就更換氧化劑吸收液。本發明的作用機理當堆肥尾氣依次通過上述裝有鹼性吸收液、酸性吸收液和氧化劑吸收液的三個用連接管依次串連起來細口吸收瓶中時，首先，堆肥尾氣中的脂肪酸、硫化氫等酸性成分被鹼性吸收液吸收，化學反應為H++OH——H20;隨後，尾氣中的氨氣、胺類物質等鹼性成分在通過酸性吸收液時被吸收，化學反應為OIT+I^—H20;最後，堆肥尾氣通過氧化劑吸收液，在酸、鹼性吸收液很難被吸收的硫醇、萜類物質和其它揮發性有機化合物被強氧化性的無機氧化劑——次氯酸鈉所氧化。這樣，堆肥尾氣經過鹼性吸收液、酸性吸收液和氧化劑吸收液吸收後，絕大部分的臭氣成分被轉移至吸收液中，淨化了堆肥尾氣，降低對周圍環境的汙染風險。本發明中所應用的吸收材料均為無毒物質，整個處理過程中也不會帶來新的汙染。吉林農業大學有機肥課題組開展研究的結果與分析1、堆肥材料堆肥材料為雞糞和玉米秸稈。雞糞取自長春市淨月區十里舖村蛋雞飼養場，玉米秸稈取自吉林農業大學實驗站的試驗田，粉碎為l-2cm左右的小段秸稈。堆肥材料基本性狀見表l。表l堆肥材料主要成分含量(g，kg-l)tableseeoriginaldocumentpage72、堆肥設備上海保興生物設備工程有限公司生產的BIOTECH-30SS型固體發酵倉。3、堆肥方案將6.86kg雞糞(按幹基計)和8.14kg玉米秸稈(按幹基計)混合均勻(按此比例混合後的堆肥材料的碳氮比為25:1)，控制堆肥材料的初始水分含量為60%。強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低於10%來調節通氣量。120min攪拌1次，每次攪拌20min，轉速為10轉/min。4、技術指標的試驗方法全氮含量的測定NY/T53-1987的規定進行；全碳含量的測定NY/T85-1988的規定進行；全磷含量的測定NY/T88-1988的規定進行；全鉀含量的測定NY/T87-1988的規定進行；水分的測定NY/T52-1987的規定進行；排放氣體中氧氣濃度的測定用CYES-II型02、C02氣體測定儀(上海市嘉定學聯儀表廠生產)測定。5、效果檢驗為檢驗排放氣體吸收系統的處理效果，檢測經最後一個細口吸收瓶(盛裝氧化劑吸收液)排放出的處理後的排空氣體中的硫化氫和氨氣。1、利用醋酸鉛棉(將10g脫脂棉浸於100ml8%的醋酸鉛溶液中，浸透後取出風乾)檢測排空氣體，見圖2，通氣檢測時間為30min，若醋酸鉛棉變黑，表明含有硫化氫氣體；2、氨氣採用2%硼酸溶液連續吸收排空氣體30min，見圖3，以溴甲酚綠一甲基紅(0.099g溴甲酚綠和0.066g甲基紅溶於100ml乙醇中)作混合指示劑，0.01mol/L標準鹽酸滴定的方法測定。滴定過程中，溶液由藍綠色變為紫紅色表示達到滴定終點。進行本項檢驗時，需要用2%硼酸溶液作為空白實驗(即該溶液不吸收排空氣體而直接用標準酸滴定)進行校正。試驗表明，經過本發明所設計的氣體吸收裝置處理後的堆肥尾氣中硫化氫和氨氣的含量均為未檢出。因為測定氨氣時，滴定吸收瓶的酸用量與空白實驗相等；處理後的尾氣連續30min通過醋酸鉛棉，而醋酸鉛棉沒有變黑，表明尾氣中不含硫化氫的成分。本發明的積極效果在於針對排出堆肥尾氣的主要成分，經過具有良好的吸收功能的鹼性吸收液、酸性吸收液和氧化劑吸收液的聯合吸收後，有害的臭氣成分被轉移至各吸收液中，使排空氣體對周圍環境不再構成汙染，所應用的吸收材料均為無毒物質，整個處理過程中也不會有新的汙染排放，而且易於操作，成本低廉，完全克服了已有技術的局限和不足。圖1是本發明的三聯組合吸收液的應用裝置示意圖2是本發明的對排空氣體中的硫化氫檢測裝置示意圖3是本發明的對排空氣體中的氨氣檢測裝置示意圖。13中，1、鹼性吸收液；2、酸性吸收液；3、氧化劑吸收液；4、細口吸收瓶；5、連接管；6、膠塞；7、堆肥尾氣；8、排空氣體；9、醋酸鉛棉；10、2%硼酸溶液；11、氣體體積流量計；12、進氣管；13、出氣管；14、球形玻璃管；15、三角瓶。具體實施例方式本發明下面將結合實施例作進一步詳述實施例l:1、三聯組合吸收液的製備鹼性吸收液1:將400g氫氧化鈉(NaOH)溶解到10L水中，攪拌均勻，即為lmol/L氫氧化鈉；酸性吸收液2:將550ml的濃硫酸(H2SO4)緩慢加到10L水中，即為1mol/L硫酸溶液；氧化劑吸收液3:將1500g次氯酸鈉(NaClO)溶解到10L7K中，攪拌均勻，即為2mol/L次氯酸鈉溶液。2、安放三聯組合吸收液的應用裝置如圖1，將上述各10L的鹼性吸收液1、酸性吸收液2和氧化劑吸收液3分別置於三個20L的細口的吸收瓶中，分別蓋上膠塞6，再用連接管5依次串連起來，前後兩瓶分別留出進氣管12和出氣管13，分別用於接收堆肥生產過程中所產生含有臭氣的堆肥尾氣7和排放處理後的排空氣體8，進氣管12上裝有氣體體積流量計ll，用於計量總排出氣體的體積。連接管5、進氣管12和出氣管13的管徑均為(D15mm。3、應用實施在吉林農業大學有機肥課題組的發酵倉式堆肥生產中，將457kg雞糞(按幹基計)和543kg玉米秸稈(按幹基計)混合均勻後形成堆肥材料，使其碳氮比為25:1,再投入固體發酵倉中，控制堆肥材料的初始水分含量為60%，在30天的堆肥的生產周期中，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低於10%來調節通氣量，120min攪拌l次，每次攪拌20min，轉速為10轉/min。在此生產過程中，排放的氣體直接放空，堆肥車間的臭味很大。將進氣管12與堆肥尾氣7的排放口相連，經過上述安放裝有三聯組合吸收液的處理裝置進行處理。使用中每兩天檢測鹼性吸收液l的pH值，檢測方法為打開膠塞6，用吸管吸取鹼性吸收液1樣品於小燒杯或三角瓶中，滴加以0.5g酚酞溶於100ml乙醇為比例配製的酚酞指示劑l-2滴，若該樣品呈現為粉紅色，表明鹼性吸收液l為鹼性，能正常使用；若加入酚酞指示劑後該樣品仍然呈現無色，表明鹼性吸收液l的pH值趨於中性，對堆肥尾氣7中的酸性成分已失去吸收功能，則更換鹼性吸收液l。使用中每兩天檢測酸性吸收液的pH值，檢測方法為打開膠塞，用吸管吸取酸性吸收液樣品於小燒杯或三角瓶中，滴加以O.lg甲基橙溶於100ml水為比例配製的甲基橙指示劑l-2滴，若該樣品呈現為紅色，表明酸性吸收液2為強10酸性，能正常使用；若加入甲基橙指示劑後該樣品呈現為橙黃色，表明酸性吸收液2的pH值趨於中性，對堆肥尾氣7中的鹼性成分己失去吸收功能，則更換酸性吸收液2。為保持氧化劑吸收液3具有較高的氧化性能和去除臭氣的效果，每當10L的氧化吸收液連續吸收5000L(用氣體體積流量計11讀取)的堆肥尾氣7時，就更換氧化劑吸收液3。4、效果檢驗1)見圖2，將出氣管13與對排空氣體中的硫化氫檢測裝置用一015mm的矽膠管連接，30min後該球形玻璃管14中的醋酸鉛棉9(將10g脫脂棉浸於10011118%的醋酸鉛溶液中，浸透後取出風乾)沒有變黑，說明排空氣體8中不含有硫化氫氣體。2)見圖3，將出氣管13與對排空氣體中的氨氣檢測裝置用」015mm的矽連接管連接，30min後以溴甲酚綠一甲基紅(0.099g溴甲酚綠和0.066g甲基紅溶於100ml乙醇中)作混合指示劑置於三角瓶15中，用0.01mol/L標準鹽酸滴定，同時用2%硼酸溶液作為空白實驗(即該溶液不吸收排空氣體而直接用標準酸滴定)進行對比。滴定吸收瓶的酸用量與空白實驗相等，即未檢出氨氣。利用本發明處理堆肥尾氣7後的排空氣體8，人的嗅覺感覺臭味已明顯降低。按照上述"效果檢驗"的方法測定經三聯組合吸收液吸收後的排空氣體8中硫化氫和氨氣，結果為未檢出硫化氫和氨氣氣體，表明堆肥排放尾氣7中的硫化氫和氨氣氣體已全部被三聯組合吸收液吸收。,實施例2:1、三聯組合吸收液的製備'鹼性吸收液l:將600g氫氧化鈉(NaOH)溶解到10L水中，攪拌均勻，即為1.5mol/L氫氧化鈉；酸性吸收液2:將825ml的濃硫酸(H2S04)緩慢加到IOL水中，即為1.5mol/L硫酸溶液；氧化劑吸收液3:將1875g次氯酸鈉(NaC10)溶解到IOL水中，攪拌均勻，即為2.5mol/L次氯酸鈉溶液。其餘2-4步驟同實施例1。實施例3:1、三聯組合吸收液的製備鹼性吸收液l:將800g氫氧化鈉(NaOH)溶解到10L水中，攪拌均勻，即為2mol/L氫氧化鈉；酸性吸收液2:將1100ml的濃硫酸(H2S04)緩慢加到10L水屮，即為2mol/L硫酸溶液；氧化劑吸收液3:將2250g次氯酸鈉(NaClO)溶解到10L水中，攪拌均勻，即為3mol/L次氯酸鈉溶液。其餘2-4步驟同實施例1。權利要求1、用於吸收在堆肥生產過程中所產生臭氣的三聯組合吸收液，其特徵是由鹼性吸收液(1)、酸性吸收液(2)和氧化劑吸收液(3)組成，鹼性吸收液(1)為1-2mol/L的氫氧化鈉溶液，酸性吸收液(2)為1-2mol/L的硫酸溶液，氧化劑吸收液(3)為2-3mol/L的次氯酸鈉溶液。2、如權利要求1所述的一種用於吸收在堆肥生產過程中所產生臭氣的三聯組合吸收液的應用方法，其特徵是將上述鹼性吸收液(1)、酸性吸收液(2)和氧化劑吸收液(3)分別置於三個細口吸收瓶(4)中，蓋上膠塞(6)，再用連接管(5)依次串連起來，前後兩瓶分別留出進氣管(12)和出氣管(13)，分別用於接收堆肥生產過程中所產生含有臭氣的堆肥尾氣(7)和排放處理後的排空氣體(8)，進氣管(12)上裝有氣體體積流量計(11)，用於計量總進氣體積；—將1單位體積的鹼性吸收液(1)置入到2單位體積的細口吸收瓶(4)中，使用中每兩天檢測該液的pH值，檢測方法為打開膠塞(6)，用吸管吸取鹼性吸收液(1)樣品於本燒杯或三角瓶中，滴加以0.5g酚酞溶於100ml乙醇為比例配製的酚酞指示劑l-2滴，若該樣品呈現為粉紅色，表明吸收液為鹼性，能正常使用；若加入酚酞指示劑後該樣品仍然呈現無色，表明鹼性吸收液(1)的pH值趨於中性，對堆肥排出氣體的酸性成分已失去吸收功能，則更換鹼性吸收液(1);將1單位體積的酸性吸收液(2)置入到2單位體積的細口吸收瓶(4)中，使用中每兩天檢測該液的pH值，檢測方法為打開膠塞(6)，用吸管吸取酸性吸收液(2)樣品於小燒杯或三角瓶中，滴加以0.1g甲基橙溶於100ml水為比例配製的甲基橙指示劑l-2滴，若該樣品呈現為紅色，表明吸收液為強酸性，能正常使用；若加入甲基橙指示劑後該樣品呈現為橙黃色，表明酸性吸收液(2)的pH值趨於中性，對堆肥排出氣體的鹼性成分已失去吸收功能，則更換酸性吸收液(2);將1單位體積的氧化劑吸收液(3)置入到2單位體積的細口吸收瓶(4)中，為保持本液具有較高的氧化性能和去除臭氣的效果，每當1單位體積的氧化吸收液連續吸收500單位的堆肥尾氣(7)時，就更換氧化劑吸收液(3)。全文摘要用於吸收在堆肥生產過程中所產生臭氣的三聯組合吸收液及其應用方法，屬於廢氣的化學淨化
技術領域：
。本發明由1-2mol/L的氫氧化鈉溶液、1-2mol/L的硫酸溶液和2-3mol/L的次氯酸鈉溶液分別作鹼性吸收液、酸性吸收液和氧化劑吸收液；分別將其1單位體積置於三個2單位體積的細口的吸收瓶中，用連接管依次串連，留出用於堆肥尾氣和排空氣體的進氣管和出氣管，進氣管上裝有氣體體積流量計；前兩者使用中每兩天檢測該液的pH值，趨於中性則更換，每當1單位體積的氧化吸收液連續吸收500單位的堆肥尾氣時，就更換。本發明對堆肥尾氣的臭氣成分，採用聯合吸收，使排空氣體對周圍環境無汙染，應用無毒害排放，易於操作，成本低廉。文檔編號B01D53/44GK101607171SQ20091006725公開日2009年12月23日申請日期2009年7月7日優先權日2009年7月7日發明者王玉軍,森竇申請人:吉林農業大學