从来源于城市固体垃圾场等的渗出液中回收腐殖质的方法以及通过该方法获得的腐殖质技术

一种在pH值为7.0-10.0的熟化阶段期间，从来源于城市固体垃圾场等的渗出液中回收腐殖质的方法，其特征在于：-在50-130℃的温度和5-200kPa的压力，使该渗出液经过蒸发-浓缩阶段，-用无机酸将使含有在溶液中的该物质的浓缩渗出液经过酸化阶段，达到pH值1-3，以获得絮状固体形式的腐殖质沉淀，-将絮状腐殖质固体从液相中分离以获得粗腐殖质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从来源于城市固体垃圾场等的渗出液中回收腐殖质的方法
本专利技术涉及一种从来源于城市固体垃圾场等的渗出液中回收腐殖质的方法以及通过该方法获得的腐殖质。
技术介绍
腐殖质是复杂的有机物质，其具有变化的和仍然没有完全明确的结构(超分子的、大分子的结构)，由主要但非排他的单环和多环(包括杂环)的芳烃的支化链组成，主要具有羧基、酚和羟基官能团，还有醚、酯、氨基等。如下所示，这些物质根据它们在不同的pH值(酸性pH值0-7，中性pH值7，碱性pH值7-14)的水中的“溶解度”(更准确的，它们形成胶态“溶胶”的能力)来分类：-腐殖酸(HA)在酸性pH值不溶和在碱性pH值可溶-灰黄霉酸(FA)在酸性pH值和在碱性pH值可溶-腐黑酸在酸性pH值和在碱性pH值不溶这些溶解度特性使得腐殖质能够从碳质矿物例如风化褐煤、褐煤、泥煤中提取，以及最近提出的从以下化合物中提取：该化合物通过在受控的设备中转化和稳定有机废物例如固体城市废物(S.U.R)的有机部分来生产。在有机物质(特别是木质素)的缓慢分解中形成的风化褐煤是泥煤和褐煤中的植物有机物质的地球化学转化的最近表面氧化的相。它特别富含腐殖质，其在碱性水溶液中用氢氧化钾(pH值9-12)提取。这些溶液(其可以包含以可变量可溶于碱性水中的无机盐)通常根据来源区域而销售，具有不同的腐殖质浓度，特别是作为农业中的土壤改进剂。在这方面，腐殖质通过土壤处理和通过叶面施用(leafapplication)而改变了土壤特性和改进了大部分不同农作物的生长和健康。具体地，腐殖质改进了：-土壤保水能力；-土壤结构和肥度；由于腐殖质中存在的官能团的螯合效应，防止了营养物质和微量元素(铁、钙、磷等)被洗掉，并且它们的可利用性随时间而增加，从而有利于植物的生长和健康。腐殖质实质上是生物不可降解的；它们的组成为中(FA)和高分子量(HA)的大分子，具有疏水部分和亲水官能团(其是部分酸性的)，并且为它们与碱性金属的成盐形式，表现出表面活性剂性能，这使得它们也能够用作泥土和土壤清洗中的表面活性剂，因为通过还在不同的重金属上使用它们的螯合性能而将它们用于去除烃和/或重金属。已经通过煤的受控氧化而获得了类似于腐殖质，但非天然来源的物质，并且被提出作为土壤改进剂或者用于对富含重金属的工业灰分进行惰性化。已知根据废物品质和垃圾熟化程度和降雨水平，来自S.U.R.垃圾的渗出液会包含腐殖质量(0.05-5重量％)，其在工业和商业目的中被认为是令人感兴趣的；但是通过已知方法从渗出液中直接回收它们不能以有竞争力的成本获得产物，该产物没有渗出液中存在的各种污染物，特别是涉及到氮化的和含氨的化合物，因此不适于类似于通过前述方法获得的腐殖质的用途。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种方法，其能够从S.U.R.垃圾和类似废物的渗出液中获得可销售量的腐殖质，同时实现了试剂(酸、添加剂)更少的消耗和使用简单的工艺，其可以整合和使用现有技术，来实现低的投资和运行成本。为了达到这个目标，必须考虑下面的内容。渗出液中的腐殖质浓度随着S.U.R.垃圾活性的时间(年龄)而变化；已知连续的生物降解阶段(一经倾倒，即在废物的有机组分上发生)如下：-初始短期阶段的需氧生物降解，这主要归因于间隙的氧气，在此期间产生很少的渗出液或腐殖质；-第二长期阶段的厌氧降解，其本身分成下面的连续阶段：a)生酸阶段，其中通过发酵形成挥发性脂肪酸和二氧化碳，并且随后pH值降低。在酸性pH值(5-6)形成了大量渗出液，其具有高BOD5、高盐浓度、重金属活动性，但是存在较低的腐殖质；b)生成乙酸阶段，其中通过发酵形成了挥发性短链酸，它们通过生成乙酸细菌进一步降解成乙酸，产甲烷细菌的基质。产生了甲烷，降低了氢和二氧化碳，和pH值增加。该渗出液具有比前面阶段更低的金属和BOD5浓度，和增加的腐殖质和氨浓度；c)生成甲烷阶段，其中通过占优的产甲烷的、亲氢的(hydrogenophilic)和尤其是亲乙酰的(acetophilic)细菌而大量形成甲烷(70％的甲烷由此生成)。这个阶段的特征在于垃圾“熟化”：渗出液具有中性-碱性pH值(7-10)；低的挥发性酸和溶解的固体浓度(低BOD5)、低的重金属(例如Fe、Zn)活动性、高的氨浓度、最大的腐殖质浓度。来自“熟化”垃圾的渗出液实际上通过它的腐殖质典型的深棕色(HA棕色-黑色；FA黄色-棕色)可目视识别。通过理化分析(光谱仪、UV、FTIR、NMR等)在获自不同S.U.R.垃圾的渗出液的腐殖质上进行的化学和结构性质研究已经表明，它们类似于，但不等同于通过从风化褐煤、泥煤、褐煤、堆肥中提取而获得的那些。在对垃圾渗出液的净化中，腐殖质主要与重金属的氢氧化物和碱式碳酸盐一起，通过用铝和铁盐、氢氧化钙、有机凝聚剂等，通过膜技术艺(超滤、反渗透)进行沉淀/澄清絮凝而除去，但是该膜容易被腐殖质堵塞。该渗出液净化所产生的淤泥通常再循环到垃圾场或者以其他方式处置，它对于回收足够商业品质的腐殖质而言不是经济便利的。“熟化”渗出液已经是碱性腐殖质溶液，并且通常根据意大利和欧洲法规而分为“渗出液废物，特定的非危险的”(CER代码190703)。还提供了一种可行的初始过滤来确保任何“悬浮的固体”处于低水平，低于500mg/L，公知某些危险的有机微量污染物例如聚氯二苯并二噁英和聚氯二苯并呋喃(如果存在的话)几乎吸附到不溶性微粒(悬浮固体)中。本专利技术的目标是从这种溶液中回收腐殖质，并净化它们所存在的任何污染物(其使得它们不适于各具体用途)。在本专利技术中，已经发现如果将用无机酸例如硫酸处理pH值7-10的熟化渗出液直到在pH值2-2.5腐殖质完全沉淀，替换为在通过蒸发例如在真空下将渗出液浓缩10-20次之后，在该渗出液上进行相同的操作，则使用以下的无机酸量是足够的：该量等于在处理相同量的非浓缩的渗出液时所用量的四分之一。这种具体的酸消耗降低至约四分之一是通过在浓缩程序过程中，显著降低渗出液的碱度来实现的，这是因为熟化渗出液中通常以高浓度存在的碳酸氢盐特别是碳酸氢铵热分解成氨和二氧化碳，其然后通过蒸发从渗出液中除去。在通过蒸发例如在真空下浓缩的渗出液上进行腐殖质酸沉淀的另一优点是在浓缩渗出液和因此在从中沉淀的腐殖质中基本上完全不存在可能的挥发性污染物，无论是有机的(羧酸、烃、其他脂族/芳族有机物质，包括卤代的和氮化的)还是无机的(主要是氨)；这促进了随后的腐殖质净化阶段，以获得商业品质的腐殖质。另一优点是腐殖质用酸沉淀的阶段可以在50-100℃，在从蒸发器排出的浓缩渗出液的温度热进行，而无需另外的能量成本，因而改进了沉淀物形态和随后阶段的效率：固-液分离和用水(可能用无机酸酸化到pH值<7)清洗净化，来减少杂质例如无机盐和水溶性有机化合物。在浓缩渗出液上操作的另一优点是在蒸发过程中，它经过了50-130℃温度的热处理历时高平均停留时间(2-7小时)，并且随后降低了初始细菌负载量，这也在酸化到pH值2的下一阶段中进一步降低，获得了基本上没有危险细菌例如大肠杆菌(Escherichiacoli)和沙门氏菌(salmonella)的产物。最后，除了有利的经济意义(腐殖质是一种有价值的产品，其除了前述现有用途之外，在未来还会找到另外的有利益的应用)之外，本专利技术还具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在pH值为7.0‑10.0的熟化阶段期间，从来源于城市固体垃圾场等的渗出液中回收腐殖质的方法，其特征在于：‑在50‑130℃的温度和5‑200kPa的压力，使该渗出液经过蒸发‑浓缩阶段，‑用无机酸使含有在溶液中的该物质的浓缩渗出液经过酸化阶段，达到pH值1‑3，以获得絮状固体形式的腐殖质沉淀，‑将絮状腐殖质固体从液相中分离以获得粗腐殖质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.10 IT VE2012A0000131.一种在pH值为7.0-10.0的熟化阶段期间，从来源于城市固体垃圾场的渗出液中回收腐殖质的方法，其特征在于：-在50-130℃的温度和5-200kPa的压力，使该渗出液经过蒸发-浓缩阶段，-用无机酸使含有在溶液中的该腐殖质的浓缩渗出液经过酸化阶段，达到pH值1-3，以获得絮状固体形式的腐殖质沉淀，-将絮状腐殖质固体从液相中分离以获得粗腐殖质，其中通过用任选酸化到pH值<7的水清洗来进行该粗腐殖质的净化处理，以降低无机盐和任何水溶性有机物质的浓度，从而获得经净化的腐殖质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在进行蒸发-浓缩阶段之前，进行渗出液过滤阶段以获得小于500mg/l的悬浮固体浓度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该酸化阶段通过添加硫酸来进行。4.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·托诺洛，
申请(专利权)人：迪普拉克奎有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT