專利名稱：腐植酸鈉/鉀作為生化除臭劑用于垃圾除臭、除臭劑制備及除臭方法
技術領域：
本發明屬于生物化工產品與環境衛生技術領域，具體涉及一種腐植酸鈉/鉀作為生化除臭劑用于垃圾場等大面積臭味源的除臭，以及腐植酸鈉/鉀除臭劑的制備和除臭使用方法。
背景技術：
隨著人類生產活動的日益頻繁，帶來各種污染，如垃圾場、廁所、養殖場、屠宰場等，會產生各種惡臭，嚴重污染環境。由于垃圾場、養殖場等占地面積大，一般的除臭劑根本不能達到效果，而且除臭時間也相當緩慢。目前，還沒有專門針對驅除這些場所臭味的除臭技術，而在對環境質量要求越來越高的當今社會，對這些大面積臭味源進行有效、快速除臭成為迫切需要。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術存在的問題，發明一種以腐植酸鈉/鉀作為生化除臭劑用于垃圾場進行除臭，該除臭劑制備及除臭方法，所采用的除臭劑原料來源廣，制造成本低，除臭迅速、效果好。
首先，我們分析垃圾場、養殖場等臭氣的產生。這些臭氣主要產生于廢物中的有機組分的腐敗分解，一般分為三個階段第一階段為水解酸化階段，第二階段為產生甲烷階段，氣體中CH4占總體積的50％以上，它的性質和特點影響了氣體的主要性質。
第三階段，大部分可降解的有機物轉化NH3和CO2后釋放在空氣中，為氣體的穩定狀態。
分析這種氣體，其成分大致可分為三類第一類的主要成分包括甲烷CH4和二氧化碳CO2，占氣體總量的95％以上，一般垃圾填埋場中對甲烷氣體有專業的收集利用管道。
第二類包括H2S、NH3，SO2等惡臭味氣體，占氣體總量的5％以下。H2S是一種無色有刺激性和窒息性的有毒氣體，它主要通過呼吸道進入機體，吸入大量硫化氫后可使人中毒死亡。NH3對人類危害極大，中度中毒可導致肺炎等病，嚴重者可能昏迷、休克或反射性呼吸停止。SO2是一種無色有刺激性氣味的有毒氣體，嚴重中毒者可引起窒息昏迷。
第三類是微量成分，如有機酸類、糖類及含硫、氮的化合物，約占氣體總量的1％，它們也會散發出難聞的惡臭味。此類氣體雖然組分含量低，但毒性很強，會有多種“三致”物質，對人體健康有嚴重威脅。
針對臭味氣體的上述性質、組成，本發明采用以下技術方案來實現本發明目的本發明采用腐植酸鈉/鉀作為除臭劑應用于垃圾場生化除臭。
該生化除臭劑選用泥煤、褐煤和風化煤之任意一種為原料，再加堿，按煤、堿、水之比為100∶8.5～9.5∶400～500在帶攪拌器的反應釜中進行反應，反應時間約1小時，溫度控制在70～130℃，PH值控制在9～11，反應完成后，停止加熱，靜置，讓其沉淀得到腐植酸鈉/鉀膠狀除臭劑。
若進一步經干燥，制得粉末或顆粒狀腐植酸鈉/鉀除臭劑原料干燥后的固體物中腐植酸含量大于50％，固體物中水不溶物小于15％。
利用上述除臭劑進行除臭的方法如下當除臭劑為腐植酸鈉/鉀膠狀液時，就將腐植酸鈉/鉀膠狀液除臭劑與水重量比為1∶50-100溶解，噴灑于垃圾上，進行除臭。
當腐植酸鈉/鉀膠狀液經過了干燥后，則將粉末或顆粒狀腐植酸鈉除臭劑與水按重量1∶10～20，復配為膠狀液，再按膠狀液與水重量比為1∶10-20噴灑于垃圾上，進行除臭。
為了達到更好的除臭效果，還可用1份重量的粉末腐植酸鈉/鉀與25-150份水，在加入約1份蔗糖或果糖，裝入密封容器中，在25℃-35℃條件下厭氧發酵20天左右，至產生酸甜酒香味，作為除臭劑的活化液，再按活化液與水重量比1∶30-80配制后，噴灑垃圾然后培土碾壓。這樣經過生物發酵，其使用時效果更好。
本發明所得到的腐植酸鈉/鉀除臭劑是以泥煤、褐煤、風化煤為主要原料。腐植酸是一種天然的有機大分子化合物，一般認為它是復雜的、分子量不均一的羥基苯羧酸的復合物，其平均分子量在1000-1400之間。它的主要組成元素為碳C、氧O、氫H、氮N和硫S，腐植酸的分子式簡略表示為 或R-COOH其基本結構為
從腐植酸的物理性質來看，它具有膠體性質，這在將其作為除臭劑中發揮了很大作用。當加入電解質會破壞腐植酸膠體的穩定，使其顆粒絮凝，產生絮凝沉淀，它是一種絮凝劑。從腐植酸的化學性質來看，腐植酸是一種結構復雜、含有多種官能團的大分子弱酸，可與鉀、鈉、鈣、鎂及銨等結合生成相應的腐植酸鹽，它具有較強的離子交換能力，在與污染物的接觸中，可去除有害的重金屬離子。尤為重要的是，腐植酸分子中含有苯環、稠環及各種雜環，各環之間有橋鍵相連，環及支鏈上有羧基、羥基、甲氧基、胺基等，由此決定了它具有酸性、親水性、離子交換性，還有較強的絡合、螯合能力及吸附能力，在除臭方面發揮了特殊的作用。
以下是作為除臭劑的腐植酸鹽對臭氣中的氨、氮、硫化氫、二氧化硫等臭源物質的去除反應過程1、對NH3和NH4+的去除氨的形式有NH3和NH4+，在水中的基本平衡可用下式表示
腐植酸鈉與臭氣中的氨接觸，反應生成無臭味的溶解于水的銨鹽，反應迅速，反應式為
2、對氮氣的去除NO、NO2是氮氧化物中最重要的大氣污染物，NO2是腐蝕性氣體，具有刺激性和毒性。，除臭劑中有大量的水做溶劑，由于除臭劑的膠溶、吸附，NO2溶于水生成硝酸、亞硝酸。
3、對SO2的去除SO2是一種無色有刺激性的有毒氣體，氣態SO2易溶于水，，在一般條件下，1體積的水可以溶解40體積的SO2，由于除臭劑的膠溶、吸附等作用，除臭效果更好。
4、對H2S的去除(1)H2S的含量與垃圾場的成分有關，當垃圾場中有大量的有機物質存在，當其腐敗時，H2S會大量增加。本除臭劑的腐植酸鹽溶液與H2S發生反應，得以去除硫化氫。
反應式為
(2)腐植酸鹽除臭劑的施用方法是采用溶液噴灑方式，可以達到濕法脫硫的作用，在溫度20℃，壓力為常壓下，1立方米水能溶解2.6立方米硫化氫。
(3)通過腐植酸的吸附性質去除硫化氫腐植酸鹽在水溶液中水解后生成腐植酸膠狀物，腐植酸與垃圾中的鐵離子反應生成腐植酸鐵鹽的膠狀海綿鐵，硫化氫和水合腐植酸鐵反應生成腐植酸、和難溶的硫化鐵。腐植酸與一些金屬離子不但可以按一般方式生成鹽，而且還可以通過側鏈上的含氧官能團與Cu2+、Hg2+、Cd2+、Fe3+、Ge4+、U6+等二價和多價金屬離子形成絡合物或螯合物。只要垃圾中存在H2S，當金屬離子與硫化氫相遇，就會迅速結合成難溶的硫化物沉淀，此反應迅速、徹底的去除硫化氫有害氣體。
3、對微量氣體臭味有機酸類、糖類及含硫、氮的化合物是垃圾中的有機物在腐敗分解過程中產生的，這些物質具有一定的活性基團，它們很容易與Fe3+、Mn2+等金屬離子絡合或螯合，特別是含芳香結構及富含羧基的腐植酸類物質是很好的絡合劑。腐植酸因其主要官能團(COOH-、OH-等)帶負電性，這種帶負電荷的官能團能夠捕獲金屬離子。為了維持電離平衡將會使難溶的金屬化合物不斷解離，這樣在相當長的時間內就可能使該金屬從難溶的化合物狀態轉化為腐植酸鹽，或以配位化合物螯合物的形式牢固地結合在腐植酸中，使垃圾中腐化分解的有機酸類、糖類及含硫、氮的雜環化合物所散發的臭味得以去除。
另外，本發明所得到的腐植酸鈉/鉀除臭劑，其水解液中的腐植酸還是一種營養全面而豐富的微生物營養基，它是一種有益菌群的“休眠體”，含有如酵母菌、乳酸菌、光合菌、放線菌等有益微生物。據研究表明，有益微生物菌液能在去除環境污染中發揮作用。當在厭氧條件下，厭氧微生物菌因喜歡二氧化碳、沼氣、氨、硫化氫而生存下來。好氧微生物菌和厭氧微生物菌在有機腐敗物存在下可以共存的。人們認為污染之極的狀態，相反正是微生物菌繁殖最適應的時候，只要誘發有益微生物菌群，使其活躍起來，對人類面臨的各種污染的治理具有十分重要的作用，由此，本發明一種很好的使用方法是用蔗糖或果糖作為微生物的激活劑，加入腐植酸膠狀液中進行發酵，然后稀釋使用。當除臭劑中的有益微生物菌和垃圾中含有的豐富有機質和充足的水分接觸時，使微生物菌在厭氧下得到大量繁殖，從而加速垃圾中有機質的分解，腐植酸吸附有機質中散發的氨，轉為腐植酸鹽，使垃圾中的蠅蛹、蛆蟲被滅殺，進一步根除惡臭。
本發明具有以下優點充分有效利用腐植酸的物理和生化特性，將腐植酸鹽應用于垃圾場除臭，這是以前從來沒有出現過的。這種除臭劑對垃圾場等大面積臭味源除臭快速、徹底，在除去臭味的同時還具有殺滅蠅蛹、蛆蟲，是一種十分理想的除臭劑。并且產品的原料來源廣，可利用泥碳、褐煤、風化煤做原料，變廢為寶，成本低；工藝技術可靠、易于操作。
具體實施例方式
實施例1、稱取風化煤500公斤，放入反應釜，加氫氧化鈉42.5公斤，水2000公斤進行反應，PH值控制在9～11，反應溫度為90℃左右，不得超過130℃，時間約1小時后，將腐植酸鈉溶液放入沉淀池進行自然沉淀，約3-5天時間，測定腐植酸含量符合要求后，然后將原液用泵打入順流式離心噴霧干燥塔內進行干燥，干燥塔塔徑5米，塔高6米，主機轉速7100轉/分，排風量30000m3，進風溫度320～380℃，尾氣經旋風分離排空。經上述干燥后得到黑色粉末狀或顆粒狀腐植酸鈉產品。
垃圾除臭使用方法及效果1、實驗地重慶市江北區大黃路1號垃圾站，約40-50平方米的室內垃圾場，臭氣熏鼻，門口不敢靠近。取上述獲得的粉末或顆粒狀腐植酸鈉除臭劑與水按重量1∶10復配為腐植酸鈉膠狀液，再按膠狀液與水重量比(公斤)為1∶10調配好，用手搖噴槍噴灑于40-50平方米的垃圾上，3-5分鐘后，多人用嗅覺鑒定，臭氣明顯減輕。
2、實驗地重慶市渝中區九坑子5號垃圾站，約40-50平方米的室內垃圾場，未使用本除臭劑前，門口有明顯臭味，人不可接近。取上述復配好的膠狀液1公斤，兌20公斤水，用噴槍噴灑，2-3分鐘，多人用嗅覺鑒定，臭味去除，人靠門不臭。
3、實驗地重慶市江北龍頭寺大型垃圾場，室外，約4000-5000平方米，垃圾量45萬噸上下。未使用本除臭劑前，離垃圾場2000米外，臭氣熏人。取500公斤復配的腐植酸鈉膠狀液兌5000公斤水，用5噸汽車噴灑，共用兩車，3-5分鐘后，嗅覺鑒定，臭味消失，場內不聞惡臭味。檢測比較結果見后面的檢測數據及結論。
4、實驗地重慶市長生橋大型垃圾衛生填埋場，室外，當時有垃圾約500噸，未使用本除臭劑前，惡臭難聞。取1公斤復配的腐植酸鈉膠狀液兌水10公斤，用4個汽油噴槍連續噴灑，3-5分鐘后，臭味去除，近距離聞不到臭味。檢測比較結果見后面的檢測數據及結論。
5、實驗地重慶長生橋大型垃圾場，從2003年6月25日起，垃圾場垃圾每天處理垃圾量由原來一百多噸增至為現在每天處理一千多噸，每天需噴灑除臭劑膠狀液，約400公斤，用水稀釋15倍噴灑，除臭效果好，除臭作用穩定。
實施例2、稱取泥煤或褐煤共200公斤，放入反應釜，加氫氧化鉀18公斤，水1000公斤進行反應，工藝參數控制和此后的制備過程同例1。
除臭使用方法先取上述獲得的粉末或顆粒狀腐植酸鉀除臭劑1公斤按重量1∶10復配為膠狀液，再按膠狀液與水重量比(公斤)為1∶10，同時加入約1公斤蔗糖或果糖，裝入密封容器中，在25℃~35℃條件下厭氧發酵20天左右，至產生酸甜酒香味，作為除臭劑的活化液，再按活化液與水重量比1∶50配制后，噴灑在垃圾上，并將垃圾拌勻，培土碾壓，可很快消除臭氣，并保持適當時間，達到根除惡臭。
實施例3、稱取褐煤300公斤，粉碎，放入反應釜，加氫氧化鈉25.5公斤，水1500公斤進行反應，將反應液放入三個沉淀池中，渣沉積于池底，溶液流入第二池及第三池時，測定腐植酸鈉含量，調節PH值為9-11，所得產品為腐植酸鈉膠狀液，用容器包裝，這樣可省去投資昂貴的干燥設備。
除臭使用方法實驗地重慶郊區白市驛養豬場、養雞場，各占地面積1000平米，養雞5000只，養豬200頭。將直接生產獲得的腐植酸鈉膠狀液與水按1∶50-200的比例混合為稀釋液，1平米的面積噴灑0.5公斤，夏天每周一次，每月進行四次噴灑，其余季節每十天一次噴灑，惡臭味去除效果更為顯著。
當然本發明的使用并不是一勞永逸的，應視污染程度、污染源、氣候等因素定期噴灑。
以下是本發明的除臭劑經過在長生橋、龍頭寺等大型垃圾場使用前后，對垃圾場氣體進行監測(以氨氣、硫化氫、二氧化碳三種氣體為代表)所得出的綜合數據
檢驗結論檢測情況表明，在使用本發明的垃圾生化除臭劑后，垃圾場中各種有害氣體得到了有效去鋤，去除率在90％以上。
權利要求
1.腐植酸鈉/鉀作為生化除臭劑在垃圾處理場中對垃圾除臭的應用。
2.權利要求1中的生化除臭劑腐植酸鈉/鉀的制備，其特征在于以泥煤、褐煤和風化煤之任意一種為原料，再加堿，按煤、堿、水之比為100∶8.5～9.5∶400～500進行反應、沉淀，得到腐植酸鈉/鉀膠狀液除臭劑。
3.根據權利要求2所述的除臭劑腐植酸鈉/鉀的制備，其特征在于將上述獲得的膠狀液經干燥，制成粉末或顆粒狀腐植酸鈉/鉀除臭劑，干燥后的固體物中腐植酸含量應大于50％，固體物中水不溶物應小于15％。
4.根據權利要求2所述的生化除臭劑腐植酸鈉/鉀的制備，其特征在于采用帶攪拌的反應釜，反應時間約1小時，反應溫度70～130℃。
5.根據權利要求2所述的生化除臭劑腐植酸鈉/鉀的制備，其特征在于反應提取物的PH值控制在9～11。
6.根據權利要求2所述的生化除臭劑腐植酸鈉/鉀的制備，其特征在于沉淀采用自然沉淀。
7.利用權利要求2所述腐植酸鈉/鉀生化除臭劑對垃圾處理場中垃圾的除臭方法，其特征在于將腐植酸鈉/鉀膠狀液除臭劑與水重量比為1∶50-200溶解，噴灑于垃圾上，進行除臭。
8.利用權利要求2所述腐植酸鈉/鉀生化除臭劑對垃圾處理場中垃圾的除臭方法，其特征在于將粉末或顆粒狀腐植酸鈉/鉀除臭劑與水按重量1∶10～20，復配為膠狀液，再按膠狀液與水重量比為1∶10-20混合，噴灑于垃圾上，進行除臭。
9.利用權利要求3所述腐植酸鈉/鉀生化除臭劑對垃圾處理場中垃圾的的除臭方法，其特征在于將1份腐植酸鈉/鉀干燥粉末按重量加入25-150份水和1份蔗糖或果糖，裝入密封容器中，在25℃~35℃條件下厭氧發酵20天左右，至產生酸甜酒香味，作為除臭劑的活化液，再按活化液與水重量比1∶30-80配制后，噴灑垃圾進行除臭。
全文摘要
本發明涉及一種腐植酸鈉/鉀作為生化除臭劑在垃圾處理場中對垃圾除臭的應用，以及該生化除臭劑的制備和除臭方法，它是以泥煤、褐煤和風化煤之任意一種為原料，按煤、堿、水之比為100∶8.5～9.5∶400～500進行反應、沉淀，得到腐植酸鈉/鉀膠狀液除臭劑，或進一步將膠狀液干燥，制成粉末或顆粒狀腐植酸鈉/鉀除臭劑。其除臭方法是以稀釋溶液形式進行直接噴灑，或在膠狀液中加蔗糖或果糖后，生物發酵，再稀釋后使用，效果更佳。本發明充分有效利用腐植酸的物理和生化特性，除臭快速、徹底，在除去臭味的同時還具有殺滅蠅蛹、蛆蟲、澄清垃圾滲濾液的功效，是一種十分理想的除臭劑，而且產品的原料來源廣，可利廢利舊，變廢為寶，成本低，工藝技術可靠，易于操作。
文檔編號A61L11/00GK1607009SQ200310110750
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月16日 優先權日2003年10月16日
發明者文正貴, 王紹西, 薛明 申請人:重慶環衛工程技術開發有限公司