专利名称：腐植酸钠/钾作为生化除臭剂用于垃圾除臭、除臭剂制备及除臭方法
技术领域：
本发明属于生物化工产品与环境卫生技术领域，具体涉及一种腐植酸钠/钾作为生化除臭剂用于垃圾场等大面积臭味源的除臭，以及腐植酸钠/钾除臭剂的制备和除臭使用方法。
背景技术：
随着人类生产活动的日益频繁，带来各种污染，如垃圾场、厕所、养殖场、屠宰场等，会产生各种恶臭，严重污染环境。由于垃圾场、养殖场等占地面积大，一般的除臭剂根本不能达到效果，而且除臭时间也相当缓慢。目前，还没有专门针对驱除这些场所臭味的除臭技术，而在对环境质量要求越来越高的当今社会，对这些大面积臭味源进行有效、快速除臭成为迫切需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，发明一种以腐植酸钠/钾作为生化除臭剂用于垃圾场进行除臭，该除臭剂制备及除臭方法，所采用的除臭剂原料来源广，制造成本低，除臭迅速、效果好。
首先，我们分析垃圾场、养殖场等臭气的产生。这些臭气主要产生于废物中的有机组分的腐败分解，一般分为三个阶段第一阶段为水解酸化阶段，第二阶段为产生甲烷阶段，气体中CH4占总体积的50％以上，它的性质和特点影响了气体的主要性质。
第三阶段，大部分可降解的有机物转化NH3和CO2后释放在空气中，为气体的稳定状态。
分析这种气体，其成分大致可分为三类第一类的主要成分包括甲烷CH4和二氧化碳CO2，占气体总量的95％以上，一般垃圾填埋场中对甲烷气体有专业的收集利用管道。
第二类包括H2S、NH3，SO2等恶臭味气体，占气体总量的5％以下。H2S是一种无色有刺激性和窒息性的有毒气体，它主要通过呼吸道进入机体，吸入大量硫化氢后可使人中毒死亡。NH3对人类危害极大，中度中毒可导致肺炎等病，严重者可能昏迷、休克或反射性呼吸停止。SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体，严重中毒者可引起窒息昏迷。
第三类是微量成分，如有机酸类、糖类及含硫、氮的化合物，约占气体总量的1％，它们也会散发出难闻的恶臭味。此类气体虽然组分含量低，但毒性很强，会有多种“三致”物质，对人体健康有严重威胁。
针对臭味气体的上述性质、组成，本发明采用以下技术方案来实现本发明目的本发明采用腐植酸钠/钾作为除臭剂应用于垃圾场生化除臭。
该生化除臭剂选用泥煤、褐煤和风化煤之任意一种为原料，再加碱，按煤、碱、水之比为100∶8.5～9.5∶400～500在带搅拌器的反应釜中进行反应，反应时间约1小时，温度控制在70～130℃，PH值控制在9～11，反应完成后，停止加热，静置，让其沉淀得到腐植酸钠/钾胶状除臭剂。
若进一步经干燥，制得粉末或颗粒状腐植酸钠/钾除臭剂原料干燥后的固体物中腐植酸含量大于50％，固体物中水不溶物小于15％。
利用上述除臭剂进行除臭的方法如下当除臭剂为腐植酸钠/钾胶状液时，就将腐植酸钠/钾胶状液除臭剂与水重量比为1∶50-100溶解，喷洒于垃圾上，进行除臭。
当腐植酸钠/钾胶状液经过了干燥后，则将粉末或颗粒状腐植酸钠除臭剂与水按重量1∶10～20，复配为胶状液，再按胶状液与水重量比为1∶10-20喷洒于垃圾上，进行除臭。
为了达到更好的除臭效果，还可用1份重量的粉末腐植酸钠/钾与25-150份水，在加入约1份蔗糖或果糖，装入密封容器中，在25℃-35℃条件下厌氧发酵20天左右，至产生酸甜酒香味，作为除臭剂的活化液，再按活化液与水重量比1∶30-80配制后，喷洒垃圾然后培土碾压。这样经过生物发酵，其使用时效果更好。
本发明所得到的腐植酸钠/钾除臭剂是以泥煤、褐煤、风化煤为主要原料。腐植酸是一种天然的有机大分子化合物，一般认为它是复杂的、分子量不均一的羟基苯羧酸的复合物，其平均分子量在1000-1400之间。它的主要组成元素为碳C、氧O、氢H、氮N和硫S，腐植酸的分子式简略表示为 或R-COOH其基本结构为
从腐植酸的物理性质来看，它具有胶体性质，这在将其作为除臭剂中发挥了很大作用。当加入电解质会破坏腐植酸胶体的稳定，使其颗粒絮凝，产生絮凝沉淀，它是一种絮凝剂。从腐植酸的化学性质来看，腐植酸是一种结构复杂、含有多种官能团的大分子弱酸，可与钾、钠、钙、镁及铵等结合生成相应的腐植酸盐，它具有较强的离子交换能力，在与污染物的接触中，可去除有害的重金属离子。尤为重要的是，腐植酸分子中含有苯环、稠环及各种杂环，各环之间有桥键相连，环及支链上有羧基、羟基、甲氧基、胺基等，由此决定了它具有酸性、亲水性、离子交换性，还有较强的络合、螯合能力及吸附能力，在除臭方面发挥了特殊的作用。
以下是作为除臭剂的腐植酸盐对臭气中的氨、氮、硫化氢、二氧化硫等臭源物质的去除反应过程1、对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
腐植酸钠与臭气中的氨接触，反应生成无臭味的溶解于水的铵盐，反应迅速，反应式为
2、对氮气的去除NO、NO2是氮氧化物中最重要的大气污染物，NO2是腐蚀性气体，具有刺激性和毒性。，除臭剂中有大量的水做溶剂，由于除臭剂的胶溶、吸附，NO2溶于水生成硝酸、亚硝酸。
3、对SO2的去除SO2是一种无色有刺激性的有毒气体，气态SO2易溶于水，，在一般条件下，1体积的水可以溶解40体积的SO2，由于除臭剂的胶溶、吸附等作用，除臭效果更好。
4、对H2S的去除(1)H2S的含量与垃圾场的成分有关，当垃圾场中有大量的有机物质存在，当其腐败时，H2S会大量增加。本除臭剂的腐植酸盐溶液与H2S发生反应，得以去除硫化氢。
反应式为
(2)腐植酸盐除臭剂的施用方法是采用溶液喷洒方式，可以达到湿法脱硫的作用，在温度20℃，压力为常压下，1立方米水能溶解2.6立方米硫化氢。
(3)通过腐植酸的吸附性质去除硫化氢腐植酸盐在水溶液中水解后生成腐植酸胶状物，腐植酸与垃圾中的铁离子反应生成腐植酸铁盐的胶状海绵铁，硫化氢和水合腐植酸铁反应生成腐植酸、和难溶的硫化铁。腐植酸与一些金属离子不但可以按一般方式生成盐，而且还可以通过侧链上的含氧官能团与Cu2+、Hg2+、Cd2+、Fe3+、Ge4+、U6+等二价和多价金属离子形成络合物或螯合物。只要垃圾中存在H2S，当金属离子与硫化氢相遇，就会迅速结合成难溶的硫化物沉淀，此反应迅速、彻底的去除硫化氢有害气体。
3、对微量气体臭味有机酸类、糖类及含硫、氮的化合物是垃圾中的有机物在腐败分解过程中产生的，这些物质具有一定的活性基团，它们很容易与Fe3+、Mn2+等金属离子络合或螯合，特别是含芳香结构及富含羧基的腐植酸类物质是很好的络合剂。腐植酸因其主要官能团(COOH-、OH-等)带负电性，这种带负电荷的官能团能够捕获金属离子。为了维持电离平衡将会使难溶的金属化合物不断解离，这样在相当长的时间内就可能使该金属从难溶的化合物状态转化为腐植酸盐，或以配位化合物螯合物的形式牢固地结合在腐植酸中，使垃圾中腐化分解的有机酸类、糖类及含硫、氮的杂环化合物所散发的臭味得以去除。
另外，本发明所得到的腐植酸钠/钾除臭剂，其水解液中的腐植酸还是一种营养全面而丰富的微生物营养基，它是一种有益菌群的“休眠体”，含有如酵母菌、乳酸菌、光合菌、放线菌等有益微生物。据研究表明，有益微生物菌液能在去除环境污染中发挥作用。当在厌氧条件下，厌氧微生物菌因喜欢二氧化碳、沼气、氨、硫化氢而生存下来。好氧微生物菌和厌氧微生物菌在有机腐败物存在下可以共存的。人们认为污染之极的状态，相反正是微生物菌繁殖最适应的时候，只要诱发有益微生物菌群，使其活跃起来，对人类面临的各种污染的治理具有十分重要的作用，由此，本发明一种很好的使用方法是用蔗糖或果糖作为微生物的激活剂，加入腐植酸胶状液中进行发酵，然后稀释使用。当除臭剂中的有益微生物菌和垃圾中含有的丰富有机质和充足的水分接触时，使微生物菌在厌氧下得到大量繁殖，从而加速垃圾中有机质的分解，腐植酸吸附有机质中散发的氨，转为腐植酸盐，使垃圾中的蝇蛹、蛆虫被灭杀，进一步根除恶臭。
本发明具有以下优点充分有效利用腐植酸的物理和生化特性，将腐植酸盐应用于垃圾场除臭，这是以前从来没有出现过的。这种除臭剂对垃圾场等大面积臭味源除臭快速、彻底，在除去臭味的同时还具有杀灭蝇蛹、蛆虫，是一种十分理想的除臭剂。并且产品的原料来源广，可利用泥碳、褐煤、风化煤做原料，变废为宝，成本低；工艺技术可靠、易于操作。
具体实施例方式
实施例1、称取风化煤500公斤，放入反应釜，加氢氧化钠42.5公斤，水2000公斤进行反应，PH值控制在9～11，反应温度为90℃左右，不得超过130℃，时间约1小时后，将腐植酸钠溶液放入沉淀池进行自然沉淀，约3-5天时间，测定腐植酸含量符合要求后，然后将原液用泵打入顺流式离心喷雾干燥塔内进行干燥，干燥塔塔径5米，塔高6米，主机转速7100转/分，排风量30000m3，进风温度320～380℃，尾气经旋风分离排空。经上述干燥后得到黑色粉末状或颗粒状腐植酸钠产品。
垃圾除臭使用方法及效果1、实验地重庆市江北区大黄路1号垃圾站，约40-50平方米的室内垃圾场，臭气熏鼻，门口不敢靠近。取上述获得的粉末或颗粒状腐植酸钠除臭剂与水按重量1∶10复配为腐植酸钠胶状液，再按胶状液与水重量比(公斤)为1∶10调配好，用手摇喷枪喷洒于40-50平方米的垃圾上，3-5分钟后，多人用嗅觉鉴定，臭气明显减轻。
2、实验地重庆市渝中区九坑子5号垃圾站，约40-50平方米的室内垃圾场，未使用本除臭剂前，门口有明显臭味，人不可接近。取上述复配好的胶状液1公斤，兑20公斤水，用喷枪喷洒，2-3分钟，多人用嗅觉鉴定，臭味去除，人靠门不臭。
3、实验地重庆市江北龙头寺大型垃圾场，室外，约4000-5000平方米，垃圾量45万吨上下。未使用本除臭剂前，离垃圾场2000米外，臭气熏人。取500公斤复配的腐植酸钠胶状液兑5000公斤水，用5吨汽车喷洒，共用两车，3-5分钟后，嗅觉鉴定，臭味消失，场内不闻恶臭味。检测比较结果见后面的检测数据及结论。
4、实验地重庆市长生桥大型垃圾卫生填埋场，室外，当时有垃圾约500吨，未使用本除臭剂前，恶臭难闻。取1公斤复配的腐植酸钠胶状液兑水10公斤，用4个汽油喷枪连续喷洒，3-5分钟后，臭味去除，近距离闻不到臭味。检测比较结果见后面的检测数据及结论。
5、实验地重庆长生桥大型垃圾场，从2003年6月25日起，垃圾场垃圾每天处理垃圾量由原来一百多吨增至为现在每天处理一千多吨，每天需喷洒除臭剂胶状液，约400公斤，用水稀释15倍喷洒，除臭效果好，除臭作用稳定。
实施例2、称取泥煤或褐煤共200公斤，放入反应釜，加氢氧化钾18公斤，水1000公斤进行反应，工艺参数控制和此后的制备过程同例1。
除臭使用方法先取上述获得的粉末或颗粒状腐植酸钾除臭剂1公斤按重量1∶10复配为胶状液，再按胶状液与水重量比(公斤)为1∶10，同时加入约1公斤蔗糖或果糖，装入密封容器中，在25℃~35℃条件下厌氧发酵20天左右，至产生酸甜酒香味，作为除臭剂的活化液，再按活化液与水重量比1∶50配制后，喷洒在垃圾上，并将垃圾拌匀，培土碾压，可很快消除臭气，并保持适当时间，达到根除恶臭。
实施例3、称取褐煤300公斤，粉碎，放入反应釜，加氢氧化钠25.5公斤，水1500公斤进行反应，将反应液放入三个沉淀池中，渣沉积于池底，溶液流入第二池及第三池时，测定腐植酸钠含量，调节PH值为9-11，所得产品为腐植酸钠胶状液，用容器包装，这样可省去投资昂贵的干燥设备。
除臭使用方法实验地重庆郊区白市驿养猪场、养鸡场，各占地面积1000平米，养鸡5000只，养猪200头。将直接生产获得的腐植酸钠胶状液与水按1∶50-200的比例混合为稀释液，1平米的面积喷洒0.5公斤，夏天每周一次，每月进行四次喷洒，其余季节每十天一次喷洒，恶臭味去除效果更为显著。
当然本发明的使用并不是一劳永逸的，应视污染程度、污染源、气候等因素定期喷洒。
以下是本发明的除臭剂经过在长生桥、龙头寺等大型垃圾场使用前后，对垃圾场气体进行监测(以氨气、硫化氢、二氧化碳三种气体为代表)所得出的综合数据
检验结论检测情况表明，在使用本发明的垃圾生化除臭剂后，垃圾场中各种有害气体得到了有效去锄，去除率在90％以上。
权利要求
1.腐植酸钠/钾作为生化除臭剂在垃圾处理场中对垃圾除臭的应用。
2.权利要求1中的生化除臭剂腐植酸钠/钾的制备，其特征在于以泥煤、褐煤和风化煤之任意一种为原料，再加碱，按煤、碱、水之比为100∶8.5～9.5∶400～500进行反应、沉淀，得到腐植酸钠/钾胶状液除臭剂。
3.根据权利要求2所述的除臭剂腐植酸钠/钾的制备，其特征在于将上述获得的胶状液经干燥，制成粉末或颗粒状腐植酸钠/钾除臭剂，干燥后的固体物中腐植酸含量应大于50％，固体物中水不溶物应小于15％。
4.根据权利要求2所述的生化除臭剂腐植酸钠/钾的制备，其特征在于采用带搅拌的反应釜，反应时间约1小时，反应温度70～130℃。
5.根据权利要求2所述的生化除臭剂腐植酸钠/钾的制备，其特征在于反应提取物的PH值控制在9～11。
6.根据权利要求2所述的生化除臭剂腐植酸钠/钾的制备，其特征在于沉淀采用自然沉淀。
7.利用权利要求2所述腐植酸钠/钾生化除臭剂对垃圾处理场中垃圾的除臭方法，其特征在于将腐植酸钠/钾胶状液除臭剂与水重量比为1∶50-200溶解，喷洒于垃圾上，进行除臭。
8.利用权利要求2所述腐植酸钠/钾生化除臭剂对垃圾处理场中垃圾的除臭方法，其特征在于将粉末或颗粒状腐植酸钠/钾除臭剂与水按重量1∶10～20，复配为胶状液，再按胶状液与水重量比为1∶10-20混合，喷洒于垃圾上，进行除臭。
9.利用权利要求3所述腐植酸钠/钾生化除臭剂对垃圾处理场中垃圾的的除臭方法，其特征在于将1份腐植酸钠/钾干燥粉末按重量加入25-150份水和1份蔗糖或果糖，装入密封容器中，在25℃~35℃条件下厌氧发酵20天左右，至产生酸甜酒香味，作为除臭剂的活化液，再按活化液与水重量比1∶30-80配制后，喷洒垃圾进行除臭。
全文摘要
本发明涉及一种腐植酸钠/钾作为生化除臭剂在垃圾处理场中对垃圾除臭的应用，以及该生化除臭剂的制备和除臭方法，它是以泥煤、褐煤和风化煤之任意一种为原料，按煤、碱、水之比为100∶8.5～9.5∶400～500进行反应、沉淀，得到腐植酸钠/钾胶状液除臭剂，或进一步将胶状液干燥，制成粉末或颗粒状腐植酸钠/钾除臭剂。其除臭方法是以稀释溶液形式进行直接喷洒，或在胶状液中加蔗糖或果糖后，生物发酵，再稀释后使用，效果更佳。本发明充分有效利用腐植酸的物理和生化特性，除臭快速、彻底，在除去臭味的同时还具有杀灭蝇蛹、蛆虫、澄清垃圾渗滤液的功效，是一种十分理想的除臭剂，而且产品的原料来源广，可利废利旧，变废为宝，成本低，工艺技术可靠，易于操作。
文档编号A61L11/00GK1607009SQ200310110750
公开日2005年4月20日 申请日期2003年10月16日 优先权日2003年10月16日
发明者文正贵, 王绍西, 薛明 申请人:重庆环卫工程技术开发有限公司