申请日2017.12.06
公开(公告)日2018.05.04
IPC分类号C02F1/00; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/20; C02F101/34; C02F103/06
摘要
本发明提供了一种处理城市垃圾填埋场和垃圾发电厂垃圾渗滤液的除臭降解处理剂组合物，它由下述重量份数的原料制成：过硫酸铵6～9份、过硫酸钾4～7份、碳酸钾11～16份、硅酸钠2～4份、乙二酸钾8～10份、聚乙二醇醚3～5份、丙醇钠2～4份、乙氧基乙酸钾6～9份、癸基二甲基胺3～6份、甲基丙烯酸钠1～3份、月桂胺8～11份、磺基琥珀酸5～8份、羟乙基乙二胺2～4份、脂肪酶0.1～0.3份。它在处理过程中，仅在数秒至几分钟内消除垃圾渗滤液的臭味，在十分钟内降低50%以上的垃圾渗滤液中的氨氮含量，为下一步垃圾生化处理节省时间和资金，达到无毒无味、迅速除臭和降解垃圾渗滤液的目的。本发明还提供该除臭降解处理剂组合物的制备方法。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物，其特征在于它由下述重量份数的原料制成：过硫酸铵6～9份、过硫酸钾4～7份、碳酸钾11～16份、硅酸钠2～4份、乙二酸钾8～10份、聚乙二醇醚3～5份、丙醇钠2～4份、乙氧基乙酸钾6～9份、癸基二甲基胺3～6份、甲基丙烯酸钠1～3份、月桂胺8～11份、磺基琥珀酸5～8份、羟乙基乙二胺2～4份、脂肪酶0.1～0.3份。
2.一种垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)、将聚乙二醇醚3～5份、丙醇钠 2～4份、癸基二甲基胺3～6份与月桂胺8～11份，在反应釜中搅拌，搅拌速度120～150转/分，搅拌时间30～40分钟，至均匀后得均匀膏状物;
(2)、将乙二酸钾8～10份、甲基丙烯酸钠1～3份、磺基琥珀酸5～8份、羟乙基乙二胺2～4份，用锥形混合搅拌机混合搅拌至均匀，搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟，过20目筛，制得均匀的络合型表面活性剂混合粉末，即为第一粉末;
(3)、将过硫酸铵6～9份、过硫酸钾4～7份、碳酸钾11～16份、硅酸钠2～4份、乙氧基乙酸钾6～9份，用锥形混合搅拌机搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟，过20目筛后，制得第二粉末;
(4)、将制得的均匀膏状物、第一粉末与第二粉末，用锥形混合搅拌机混合搅拌，搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟;在混合搅拌过程中会发生中和放热反应，反应温度会上升为50℃左右，体积会膨胀15～20%;待反应温度降到常温时，即制得第三均匀的粉末;
(5)、将第三粉末和脂肪酶0.1～0.3份用锥形混合搅拌机混合搅拌至均匀即制成垃圾渗滤液除臭降解处理剂;搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟。
说明书
垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型垃圾渗滤液除臭降解处理剂产品，特别是一种处理城市垃圾填埋场和垃圾发电厂垃圾渗滤液的除臭降解处理剂组合物。本发明还涉及垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物的制备方法。
背景技术
近年来，伴随着我国经济迅速发展，以及城镇化进程的推进，我国城市垃圾处理问题日益突出。人们生活水平的提高，使垃圾的种类和数量大幅上升，其垃圾渗滤液对环境污染问题日益突出，生活环境质量逐步下降，已严重影响到人民的生活水平和身体健康。
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场和垃圾发电厂中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水，和用于焚烧的垃圾渗漏出的水分。
垃圾渗滤液的性质随着填埋场的运行时间的不同而发生变化，这主要是由填埋场中垃圾的稳定化过程所决定的。
城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场和垃圾发电厂设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质，包括物理因素、化学因素以及生物因素等，所以渗滤液的性质变动范围相当大。一般来说，其pH值在4～9之间，COD在2000～62000mg/L的范围内，BOD5在60～45000mg/L，重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。城市垃圾填埋场和垃圾发电厂渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重环境污染。因此，以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。现有技术使用单一的烧碱、纯碱和酸类作为除臭降解剂，不能快速把垃圾渗滤液进行断链、分解及降解处理，处理速度慢、时间长、效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于城市垃圾填埋场处理垃圾渗滤液的除臭和分解处理速率快、无毒无味垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物。本发明还提供垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物，其特征在于它由下述重量份数的原料制成：过硫酸铵6～9份、过硫酸钾4～7份、碳酸钾11～16份、硅酸钠2～4份、乙二酸钾8～10份、聚乙二醇醚3～5份、丙醇钠2～4份、乙氧基乙酸钾6～9份、癸基二甲基胺3～6份、甲基丙烯酸钠1～3份、月桂胺8～11份、磺基琥珀酸5～8份、羟乙基乙二胺2～4份、脂肪酶0.1～0.3份。
一种垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物的制备方法，包括下述步骤：
1、将聚乙二醇醚3～5份、丙醇钠 2～4份、癸基二甲基胺3～6份与月桂胺8～11份，在反应釜中搅拌，搅拌速度120～150转/分，搅拌时间30～40分钟，至均匀后得均匀膏状物。
2、将乙二酸钾8～10份、甲基丙烯酸钠1～3份、磺基琥珀酸5～8份与羟乙基乙二胺2～4份，用锥形混合搅拌机混合搅拌至均匀，搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟，过20目筛，制得均匀的络合型表面活性剂混合粉末，即为第一粉末。
3、将过硫酸铵6～9份、过硫酸钾4～7份、碳酸钾11～16份、硅酸钠2～4份与乙氧基乙酸钾6～9份，用锥形混合搅拌机搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟，过20目筛后，制得第二粉末。
4、将制得的均匀膏状物、第一粉末与第二粉末，用锥形混合搅拌机混合搅拌，搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟;在混合搅拌过程中会发生中和放热反应，反应温度会上升为50℃左右，体积会膨胀15～20%;待反应温度降到常温时，即制得第三均匀的粉末。
5、将第三粉末和脂肪酶0.1～0.3份用锥形混合搅拌机混合搅拌至均匀即制成垃圾渗滤液除臭降解处理剂;搅拌速度120～220转/分，搅拌时间40～60分钟。
本发明提供的垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物，其外观为固体白色粉末，粒度直径小于20目，含水量小于5%，堆积密度为1.02～1.11g/cm3，pH为10～11。对黑色金属和不锈钢的腐蚀率小于0.1g/(m2.h)。处理垃圾渗滤液时，用水配制成质量浓度为0.5～0.8%的水溶液，加入到渗滤液中进行除臭、分解及降解处理。
本发明提供的垃圾渗滤液除臭降解处理剂，适用于城市垃圾处理厂和垃圾发电厂的垃圾渗滤液的除臭与降解处理，特别适用于垃圾渗滤液的BOD5和COD浓度大、金属含量高、水质水量变化大、氨氮含量高、微生物营养元素比例失调等难以用生物法处理的垃圾渗滤液。
本发明垃圾渗滤液除臭降解处理剂能促进填埋垃圾的稳定性，不仅可以缩短填埋垃圾的稳定化时间，提高除臭和分解处理速率，而且可以缩短垃圾渗滤液的产生周期，降低渗滤液处理难度。在处理过程中，仅在数秒至几分钟内消除垃圾渗滤液的臭味，在十分钟内降低50%以上的垃圾渗滤液中的氨氮含量，为下一步垃圾生化处理节省时间和资金，达到无毒无味、迅速除臭和降解垃圾渗滤液的目的。本发明运用绿色化学原理及技术，选用无毒无害的原料开发绿色合成工艺和创造环境友好型的生产过程，本发明产品对操作人员和环境无毒无害。
用本降解处理剂处理垃圾渗滤液，在数秒之内可除去渗滤液的恶臭味，几分钟之内可把垃圾渗滤液的深黑色变为淡黄色，并把渗滤液中的氨、氮、硫等有害物质的化合物进行断链分解，变为无害物质。垃圾渗滤液除臭降解处理剂组合物的应用机理如下：
1、氧化断链分解机理
本发明中使用了过硫酸铵和过硫酸钾等氧化物，对城市生活垃圾渗滤液和垃圾发电厂垃圾渗滤液进行分解和降解处理时，氧化剂和垃圾渗滤液中的酚类、醛类、酮类、酰胺类及芳烃类发生反应，生成二氧化碳(CO2)、氮气(N2)和水。并且本降解处理剂中使用了多种表面活性剂，对垃圾渗滤液进行除臭和分解。现有技术常用的除臭降解剂所选用的单一的烧碱、纯碱和酸类及普通的酶等物质不能快速把垃圾渗滤液进行断链、分解及降解处理，处理速度慢、时间长、效率低。而本发明选用的复合脂肪酶与过硫酸钠等复配使用，能快速对垃圾渗滤液进行氧化、断链、分解及降解处理。
过硫酸铵可直接与垃圾渗滤液中苯、酚、醚、醛、酮类有毒有害物质发生氧化与断链反应，生成易溶于水的小分子化合物，并能快速降解垃圾渗滤液。过硫酸铵及复合脂肪酶与表面活性剂配伍使用，会产生很好的协同效应，经过氧化、断链、分解、转化和降解作用，常温下就能把垃圾渗滤液快速分解和降解处理。
本发明产品在对垃圾渗滤液进行除臭降解处理时，采用渗透、增溶、氧化、断链、分解和转化的方法，使垃圾渗滤液中的微生物粘泥与本剂中的氧化物和活性物质基团发生化学反应转化为水溶性脂类和盐类，并能在瞬间消除异味，而生成的可溶性小分子化合物的脂类和盐类，具有很好的降解性。垃圾渗滤液中的重金属离子与本降解处理剂中的-OH、-COONa、-COOH等基团发生溶解的分解污垢的协同效应，反应断链生成易溶解于水的脂类及盐类的水分子化合物。
垃圾渗滤液除臭降解处理剂与垃圾渗滤液中的硫化物发生化学反应，对有毒有异味的气体进行氧化断链分解。垃圾渗滤液中复杂的高浓度有机废水中溶解的硫化氢气体、二氧化硫气体、甲烷气体，在与本降解处理剂接触的瞬间，就能与本降解处理剂中的氧化剂和断链剂反应，使H2S、SO2和NH3等臭气被氧化断链生成单质硫(即硫磺)、氧气和水，达到分解臭气物质和除臭的目的。
、溶解分散除去有机物机理
垃圾渗滤液除臭降解处理剂中的阴离子、羟基和羧基等活性基团与垃圾渗滤液反应除臭、分解、降解处理，而垃圾渗滤液中的有机污染物或无机污染物成分复杂、含量高，如氨、氮、硫、氯化物含量高，有害微生物种类多、数量大，其中有机物有难以溶解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等发生溶解和分散作用，这些带电的大分子组分的表面活性剂吸附在这些物质的分子表面，形成双电层，把这些物质的外形“包裹”起来，改变其表面原来的电荷状况，增加颗粒间的静电斥力，避免了溶解垢的二次沉积和黏附性，使被清洗溶解的渗滤液能稳定的处于糊状物的分散状态，便于进一步处理。
本垃圾渗滤液除臭降解处理剂利用“极性相近相溶”原理，带有极性基团-OH、-CONH2、-COONa、-COOH和含极性基团的络合剂和表面活性剂。如本降解处理剂中的氧化剂过硫酸铵及各种表面活性剂，在络合和分散的作用下发生溶解，对黑色金属和不锈钢材质在无腐蚀的条件下除臭和处理垃圾渗滤液，把垃圾渗滤液的污水经氧化、断链、络合、转化、分解和分散，最后生成易溶于水的水分子化合物，以达到除臭和降解处理的目的。
、络合作用机理
本发明中所选择的过硫酸钾、乙二酸钾、聚乙二醇醚、丙醇钠、乙氧基乙酸钾、癸基二甲基胺、甲基丙烯酸钠、月桂胺、磺基琥珀酸、羟乙基乙二胺、脂肪酶等均含有各种配位离子的活性基团，与垃圾渗滤液中的污染物、蛋白物、微生粘泥中水垢发生氧化、络合反应变为易溶于水的络合物，从而达到氧化、络合、分解垃圾渗滤液中污染物的作用。其中络合反应不按化学计量进行，而是按化学分子比进行，通常几克到几十克的垃圾渗滤液除臭降解处理剂，就能分解和降解几百克的污染物、微生物粘泥及水垢，也能与污染水中的重金属离子络合，这种效应称为低剂量效应。
、碱性缓冲作用
本发明组合物中的过硫酸钾起缓冲作用，能使添加的络合剂保持分散状态的外观，防止因吸水而结块，也便于使用。
由于本发明产品使用有纯碱和硅酸钠，使络合剂的水溶液呈碱性，特别有利于去除酸性污染物。碱性络合剂能使除臭处理液的pH值保持在10～11适宜的除臭降解范围内，从而维持本剂良好的除臭降解能力。
选择具有缓冲作用的硅酸钠来调节本剂的pH值，硅酸钠又称水玻璃或泡花碱，由不同比例的Na2O和SiO2结合而成，本发明中硅酸钠模数选定2.4，是碱性的。硅酸钠产生的氢氧根离子只有在需要的时候才能释放出来，在硅酸钠消耗完以前对除臭降解处理液的pH始终有缓冲作用。
所选择的表面活性剂起增效和协调作用，除臭降解处理剂与其它电解质一样，在除臭降解处理过程中，能和表面活性剂起增效作用和协同效应。
本发明提供的垃圾渗滤液除臭降解处理剂与现有技术比较具有以下优点：
1、本产品原料绿色环保
目前，市面上虽然有一些垃圾渗滤液的除臭与降解处理类产品，可以用来垃圾渗滤液的除臭与降解处理，但几乎全部使用强碱和有机溶剂类的配方产品。
本发明产品中不含有对人体毒有害类的有机溶剂和助剂等，所选用的原料组分均是绿色环保原料，从根本上杜绝了二次污染。
2、本发明产品处理速度快、用量少、效率高，采用0.5～0.8%的本处理剂，常温条件下能在数秒钟之内把含硫、含氮物的臭水彻底分解去除异味，并且在数分钟就可以把黑色有恶臭味的垃圾渗滤液的BOD5降低到50%以下。
本发明产品是由络合剂、溶透剂、增溶剂、除油剂、除臭剂、生物酶和各种表面活性剂等组成。对城市垃圾渗滤液和垃圾发电厂的垃圾渗滤液，能有效快速地除臭和分解降解;其除臭、分解和降解效果，远比市场上销售的同类产品速度快，效率高，无残留，对人无伤害，对环境无污染。
3、脂肪酶的催化作用机理
本发明中添加的酶为脂肪酶，脂肪酶在pH值高于10的环境中其生物催化性能很好，具有一般催化剂所具有的特性，能降低渗滤液污水中的有机物与无机物和本剂反应的活化自由能，效率高。只要很少的能量即可使反应物变成“活化态”,活化的分子数量增加，从而加快反应速度。
脂肪酶不仅用量少，催化作用效率很好，而且它要求的条件温和，不需要一般催化剂所要求的高温、高压、强酸性、强碱性等条件。只要很少的脂肪酶，在常温常压下即可以使所催化的断链、分解、除臭反应非常迅速地完成。
4、络合作用机理
本发明中选择的络合剂对金属离子有强烈的络合作用，在断链、分解、除臭过程中它能捕捉污垢物中的各种金属成分，使污垢物解离。
络合剂是利用自身的酸性和所带的活性基团优异的络合能力，能对垃圾处理场垃圾中的有机物、无机物、细菌、微生物粘泥、盐垢进行分解、剥离、浸润、分解、络合至本除臭降解处理液中，达到有效的对垃圾渗滤液断链、分解、除臭的目的。