专利名称：：用于吸收在堆肥生产过程中所产生臭气的三联组合吸收液及其应用方法
技术领域：
：本发明属于废气的化学净化
技术领域：
，具体涉及一种用于吸收在堆肥生产过程中所产生臭气的三联组合吸收液及其应用方法。
背景技术：
：随着集约化、规模化畜禽养殖业的迅速发展，大型现代化畜牧场、养殖厂不断出现，随之产生大量的畜禽废弃物，鸡粪等畜禽粪便的堆腐处理是农业废弃物减量化、无害化和资源化最便捷的处理方式之一，不仅能解决有机物的环境污染问题，同时还为农业生产提供优质有机肥，符合现代的可持续的发展方向。现多采用发酵仓式工厂化堆肥生产，其生产过程为a)混料将鸡粪和粉碎为l-2cm的小段玉米干秸秆混合均匀形成堆肥材料，使其碳氮比为25:1;b)调水分将上述混合物投入固体发酵仓中，控制堆肥材料的初始水分含量为60%;C)堆肥在30天的堆肥的生产周期中，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量，每120min搅拌1次，每次搅拌15-20min，搅拌转速为10转/min;d)出肥将完成堆肥的混合物从固体发酵仓倒出，得到工厂化堆肥产品，称量、包装出厂。但堆肥过程中产生的带有臭气的气态代谢产物或中间产物，即堆肥尾气，不但对大气环境造成二次污染，而且影响周围居民的生活质量，危害工作人员的身体健康。因此，臭气问题解决的好坏，是整个堆肥工艺成败的关键之一。堆肥臭气主要包括氨气、脂肪酸、胺、无机硫、有机硫、萜类物质和其它挥发性有机化合物。堆肥生产过程中产生的臭气主要以下几种方法进行控制1、添加中和剂。，在臭气产生时或预计产生前喷洒臭气物质的中和剂，此法不确定因素多，不易控制，并且容易改变堆肥材料的性质进而影响堆肥反应的正常进行。2、生物法。主要是利用微生物的降解作用，把恶臭物质分解转化成二氧化碳、水、氮气、硫酸盐等无害无味物质，但这种方法需要严格控制水分、温度及微生物生长所需的养分条件以保持较高的微生物活性，否则将失去除臭的功能。3、吸附法。是一种简单便捷的处理方法，大多吸附剂对恶臭气体均适用，尤其是对某些生物降解性能较差或化学反应较为惰性的恶臭物质来说是一种理想的处理方法，但这种方法的吸附剂用量较大、吸附剂的再生难度也较高，因此携带恶臭物质的吸附剂的处理也是一个较难解决的问题。4、焚烧法。焚烧技术在污染处理行业已得到广泛应用，其优点是去除污染的效率极高，技术上比较成熟，但此法设备投资大、运行成本较高，并有产生二次污染的可能性。由于上述方法的局限和不足，尚未有任何一种方法能够很有效解决有机废物堆肥过程中臭气污染周围环境的问题。
发明内容本发明的目的是根据排出堆肥尾气的主要成分，提供一种用于吸收在堆肥生产过程中所产生臭气的三联组合吸收液及其应用方法，具有良好的吸收功能，对排出的臭气进行吸收处理，有助于降低堆肥过程中对周围环境的危害，以克服现有技术的不足。本发明的技术方案是由碱性吸收液、酸性吸收液和氧化剂吸收液组成，碱性吸收液为l一2mol/L的氢氧化钠(NaOH)溶液，酸性吸收液为l一2mol/L的硫酸溶液(H2S04)，氧化剂吸收液为2—3mol/L的次氯酸钠(NaClO)溶液。上述的三联组合吸收液的应用方法是将上述碱性吸收液、酸性吸收液和氧化剂吸收液分别置于三个细口吸收瓶中，盖上胶塞，再用连接管依次串连起来，前后两瓶分别留出进气管和出气管，分别用于接收堆肥生产过程中所产生含有臭气的堆肥尾气和排放处理后的排空气体，进气管上装有气体体积流量计，用于计量总进气体积。将1单位体积的碱性吸收液置入到2单位体积的细口吸收瓶中，使用中每两大检测该液的pH值，检测方法为打开胶塞，用吸管吸取碱性吸收液样品于小烧杯或三角瓶中，滴加以0.5g酚酞溶于100ml乙醇为比例配制的酚酞指示剂1-2滴，若该样品呈现为粉红色，表明吸收液为碱性，能正常使用；若加入酚酞指示剂后该样品仍然呈现无色，表明碱性吸收液的pH值趋于中性，对堆肥排出气体的酸性成分已失去吸收功能，则更换碱性吸收液。将1单位体积的酸性吸收液置入到2单位体积的细口吸收瓶中，使用中每两天检测该液的pH值，检测方法为打开胶塞，用吸管吸取酸性吸收液样品于小烧杯或三角瓶中，滴加以O.lg甲基橙溶于100ml水为比例配制的甲基橙指示剂l-2滴，若该样品呈现为红色，表明吸收液为强酸性，能正常使用；若加入甲基橙指示剂后该样品呈现为橙黄色，表明酸性吸收液的pH值趋于中性，对堆肥排出气体的碱性成分已失去吸收功能，则更换酸性吸收液。将1单位体积的氧化剂吸收液置入到2单位体积的细口吸收瓶中，为保持本液具有较高的氧化性能和去除臭气的效果，每当1单位体积的氧化吸收液连续吸收500单位的堆肥尾气时，就更换氧化剂吸收液。本发明的作用机理当堆肥尾气依次通过上述装有碱性吸收液、酸性吸收液和氧化剂吸收液的三个用连接管依次串连起来细口吸收瓶中时，首先，堆肥尾气中的脂肪酸、硫化氢等酸性成分被碱性吸收液吸收，化学反应为H++OH——H20;随后，尾气中的氨气、胺类物质等碱性成分在通过酸性吸收液时被吸收，化学反应为OIT+I^—H20;最后，堆肥尾气通过氧化剂吸收液，在酸、碱性吸收液很难被吸收的硫醇、萜类物质和其它挥发性有机化合物被强氧化性的无机氧化剂——次氯酸钠所氧化。这样，堆肥尾气经过碱性吸收液、酸性吸收液和氧化剂吸收液吸收后，绝大部分的臭气成分被转移至吸收液中，净化了堆肥尾气，降低对周围环境的污染风险。本发明中所应用的吸收材料均为无毒物质，整个处理过程中也不会带来新的污染。吉林农业大学有机肥课题组开展研究的结果与分析1、堆肥材料堆肥材料为鸡粪和玉米秸秆。鸡粪取自长春市净月区十里铺村蛋鸡饲养场，玉米秸秆取自吉林农业大学实验站的试验田，粉碎为l-2cm左右的小段秸秆。堆肥材料基本性状见表l。表l堆肥材料主要成分含量(g，kg-l)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2、堆肥设备上海保兴生物设备工程有限公司生产的BIOTECH-30SS型固体发酵仓。3、堆肥方案将6.86kg鸡粪(按干基计)和8.14kg玉米秸秆(按干基计)混合均匀(按此比例混合后的堆肥材料的碳氮比为25:1)，控制堆肥材料的初始水分含量为60%。强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量。120min搅拌1次，每次搅拌20min，转速为10转/min。4、技术指标的试验方法全氮含量的测定NY/T53-1987的规定进行；全碳含量的测定NY/T85-1988的规定进行；全磷含量的测定NY/T88-1988的规定进行；全钾含量的测定NY/T87-1988的规定进行；水分的测定NY/T52-1987的规定进行；排放气体中氧气浓度的测定用CYES-II型02、C02气体测定仪(上海市嘉定学联仪表厂生产)测定。5、效果检验为检验排放气体吸收系统的处理效果，检测经最后一个细口吸收瓶(盛装氧化剂吸收液)排放出的处理后的排空气体中的硫化氢和氨气。1、利用醋酸铅棉(将10g脱脂棉浸于100ml8%的醋酸铅溶液中，浸透后取出风干)检测排空气体，见图2，通气检测时间为30min，若醋酸铅棉变黑，表明含有硫化氢气体；2、氨气采用2%硼酸溶液连续吸收排空气体30min，见图3，以溴甲酚绿一甲基红(0.099g溴甲酚绿和0.066g甲基红溶于100ml乙醇中)作混合指示剂，0.01mol/L标准盐酸滴定的方法测定。滴定过程中，溶液由蓝绿色变为紫红色表示达到滴定终点。进行本项检验时，需要用2%硼酸溶液作为空白实验(即该溶液不吸收排空气体而直接用标准酸滴定)进行校正。试验表明，经过本发明所设计的气体吸收装置处理后的堆肥尾气中硫化氢和氨气的含量均为未检出。因为测定氨气时，滴定吸收瓶的酸用量与空白实验相等；处理后的尾气连续30min通过醋酸铅棉，而醋酸铅棉没有变黑，表明尾气中不含硫化氢的成分。本发明的积极效果在于针对排出堆肥尾气的主要成分，经过具有良好的吸收功能的碱性吸收液、酸性吸收液和氧化剂吸收液的联合吸收后，有害的臭气成分被转移至各吸收液中，使排空气体对周围环境不再构成污染，所应用的吸收材料均为无毒物质，整个处理过程中也不会有新的污染排放，而且易于操作，成本低廉，完全克服了已有技术的局限和不足。图1是本发明的三联组合吸收液的应用装置示意图2是本发明的对排空气体中的硫化氢检测装置示意图3是本发明的对排空气体中的氨气检测装置示意图。13中，1、碱性吸收液；2、酸性吸收液；3、氧化剂吸收液；4、细口吸收瓶；5、连接管；6、胶塞；7、堆肥尾气；8、排空气体；9、醋酸铅棉；10、2%硼酸溶液；11、气体体积流量计；12、进气管；13、出气管；14、球形玻璃管；15、三角瓶。具体实施例方式本发明下面将结合实施例作进一步详述实施例l:1、三联组合吸收液的制备碱性吸收液1:将400g氢氧化钠(NaOH)溶解到10L水中，搅拌均匀，即为lmol/L氢氧化钠；酸性吸收液2:将550ml的浓硫酸(H2SO4)缓慢加到10L水中，即为1mol/L硫酸溶液；氧化剂吸收液3:将1500g次氯酸钠(NaClO)溶解到10L7K中，搅拌均匀，即为2mol/L次氯酸钠溶液。2、安放三联组合吸收液的应用装置如图1，将上述各10L的碱性吸收液1、酸性吸收液2和氧化剂吸收液3分别置于三个20L的细口的吸收瓶中，分别盖上胶塞6，再用连接管5依次串连起来，前后两瓶分别留出进气管12和出气管13，分别用于接收堆肥生产过程中所产生含有臭气的堆肥尾气7和排放处理后的排空气体8，进气管12上装有气体体积流量计ll，用于计量总排出气体的体积。连接管5、进气管12和出气管13的管径均为(D15mm。3、应用实施在吉林农业大学有机肥课题组的发酵仓式堆肥生产中，将457kg鸡粪(按干基计)和543kg玉米秸秆(按干基计)混合均匀后形成堆肥材料，使其碳氮比为25:1,再投入固体发酵仓中，控制堆肥材料的初始水分含量为60%，在30天的堆肥的生产周期中，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量，120min搅拌l次，每次搅拌20min，转速为10转/min。在此生产过程中，排放的气体直接放空，堆肥车间的臭味很大。将进气管12与堆肥尾气7的排放口相连，经过上述安放装有三联组合吸收液的处理装置进行处理。使用中每两天检测碱性吸收液l的pH值，检测方法为打开胶塞6，用吸管吸取碱性吸收液1样品于小烧杯或三角瓶中，滴加以0.5g酚酞溶于100ml乙醇为比例配制的酚酞指示剂l-2滴，若该样品呈现为粉红色，表明碱性吸收液l为碱性，能正常使用；若加入酚酞指示剂后该样品仍然呈现无色，表明碱性吸收液l的pH值趋于中性，对堆肥尾气7中的酸性成分已失去吸收功能，则更换碱性吸收液l。使用中每两天检测酸性吸收液的pH值，检测方法为打开胶塞，用吸管吸取酸性吸收液样品于小烧杯或三角瓶中，滴加以O.lg甲基橙溶于100ml水为比例配制的甲基橙指示剂l-2滴，若该样品呈现为红色，表明酸性吸收液2为强10酸性，能正常使用；若加入甲基橙指示剂后该样品呈现为橙黄色，表明酸性吸收液2的pH值趋于中性，对堆肥尾气7中的碱性成分己失去吸收功能，则更换酸性吸收液2。为保持氧化剂吸收液3具有较高的氧化性能和去除臭气的效果，每当10L的氧化吸收液连续吸收5000L(用气体体积流量计11读取)的堆肥尾气7时，就更换氧化剂吸收液3。4、效果检验1)见图2，将出气管13与对排空气体中的硫化氢检测装置用一015mm的硅胶管连接，30min后该球形玻璃管14中的醋酸铅棉9(将10g脱脂棉浸于10011118%的醋酸铅溶液中，浸透后取出风干)没有变黑，说明排空气体8中不含有硫化氢气体。2)见图3，将出气管13与对排空气体中的氨气检测装置用」015mm的硅连接管连接，30min后以溴甲酚绿一甲基红(0.099g溴甲酚绿和0.066g甲基红溶于100ml乙醇中)作混合指示剂置于三角瓶15中，用0.01mol/L标准盐酸滴定，同时用2%硼酸溶液作为空白实验(即该溶液不吸收排空气体而直接用标准酸滴定)进行对比。滴定吸收瓶的酸用量与空白实验相等，即未检出氨气。利用本发明处理堆肥尾气7后的排空气体8，人的嗅觉感觉臭味已明显降低。按照上述"效果检验"的方法测定经三联组合吸收液吸收后的排空气体8中硫化氢和氨气，结果为未检出硫化氢和氨气气体，表明堆肥排放尾气7中的硫化氢和氨气气体已全部被三联组合吸收液吸收。,实施例2:1、三联组合吸收液的制备'碱性吸收液l:将600g氢氧化钠(NaOH)溶解到10L水中，搅拌均匀，即为1.5mol/L氢氧化钠；酸性吸收液2:将825ml的浓硫酸(H2S04)缓慢加到IOL水中，即为1.5mol/L硫酸溶液；氧化剂吸收液3:将1875g次氯酸钠(NaC10)溶解到IOL水中，搅拌均匀，即为2.5mol/L次氯酸钠溶液。其余2-4步骤同实施例1。实施例3:1、三联组合吸收液的制备碱性吸收液l:将800g氢氧化钠(NaOH)溶解到10L水中，搅拌均匀，即为2mol/L氢氧化钠；酸性吸收液2:将1100ml的浓硫酸(H2S04)缓慢加到10L水屮，即为2mol/L硫酸溶液；氧化剂吸收液3:将2250g次氯酸钠(NaClO)溶解到10L水中，搅拌均匀，即为3mol/L次氯酸钠溶液。其余2-4步骤同实施例1。权利要求1、用于吸收在堆肥生产过程中所产生臭气的三联组合吸收液，其特征是由碱性吸收液(1)、酸性吸收液(2)和氧化剂吸收液(3)组成，碱性吸收液(1)为1-2mol/L的氢氧化钠溶液，酸性吸收液(2)为1-2mol/L的硫酸溶液，氧化剂吸收液(3)为2-3mol/L的次氯酸钠溶液。2、如权利要求1所述的一种用于吸收在堆肥生产过程中所产生臭气的三联组合吸收液的应用方法，其特征是将上述碱性吸收液(1)、酸性吸收液(2)和氧化剂吸收液(3)分别置于三个细口吸收瓶(4)中，盖上胶塞(6)，再用连接管(5)依次串连起来，前后两瓶分别留出进气管(12)和出气管(13)，分别用于接收堆肥生产过程中所产生含有臭气的堆肥尾气(7)和排放处理后的排空气体(8)，进气管(12)上装有气体体积流量计(11)，用于计量总进气体积；—将1单位体积的碱性吸收液(1)置入到2单位体积的细口吸收瓶(4)中，使用中每两天检测该液的pH值，检测方法为打开胶塞(6)，用吸管吸取碱性吸收液(1)样品于本烧杯或三角瓶中，滴加以0.5g酚酞溶于100ml乙醇为比例配制的酚酞指示剂l-2滴，若该样品呈现为粉红色，表明吸收液为碱性，能正常使用；若加入酚酞指示剂后该样品仍然呈现无色，表明碱性吸收液(1)的pH值趋于中性，对堆肥排出气体的酸性成分已失去吸收功能，则更换碱性吸收液(1);将1单位体积的酸性吸收液(2)置入到2单位体积的细口吸收瓶(4)中，使用中每两天检测该液的pH值，检测方法为打开胶塞(6)，用吸管吸取酸性吸收液(2)样品于小烧杯或三角瓶中，滴加以0.1g甲基橙溶于100ml水为比例配制的甲基橙指示剂l-2滴，若该样品呈现为红色，表明吸收液为强酸性，能正常使用；若加入甲基橙指示剂后该样品呈现为橙黄色，表明酸性吸收液(2)的pH值趋于中性，对堆肥排出气体的碱性成分已失去吸收功能，则更换酸性吸收液(2);将1单位体积的氧化剂吸收液(3)置入到2单位体积的细口吸收瓶(4)中，为保持本液具有较高的氧化性能和去除臭气的效果，每当1单位体积的氧化吸收液连续吸收500单位的堆肥尾气(7)时，就更换氧化剂吸收液(3)。全文摘要用于吸收在堆肥生产过程中所产生臭气的三联组合吸收液及其应用方法，属于废气的化学净化
技术领域：
。本发明由1-2mol/L的氢氧化钠溶液、1-2mol/L的硫酸溶液和2-3mol/L的次氯酸钠溶液分别作碱性吸收液、酸性吸收液和氧化剂吸收液；分别将其1单位体积置于三个2单位体积的细口的吸收瓶中，用连接管依次串连，留出用于堆肥尾气和排空气体的进气管和出气管，进气管上装有气体体积流量计；前两者使用中每两天检测该液的pH值，趋于中性则更换，每当1单位体积的氧化吸收液连续吸收500单位的堆肥尾气时，就更换。本发明对堆肥尾气的臭气成分，采用联合吸收，使排空气体对周围环境无污染，应用无毒害排放，易于操作，成本低廉。文档编号B01D53/44GK101607171SQ20091006725公开日2009年12月23日申请日期2009年7月7日优先权日2009年7月7日发明者王玉军,森窦申请人:吉林农业大学