一种从沼液中提取腐植酸类物质的方法技术

本发明专利技术公开了属于沼液腐植酸类物质分离提纯技术领域的一种从沼液中提取腐植酸类物质的方法。采用离子交换树脂与超滤膜相结合从沼液中提取腐植酸类物质，利用树脂吸附，使腐植酸类物质和其它杂质有效分离，提高了产品中腐植酸类物质的纯度；解吸附后的树脂可以恢复到初始状态，重复使用。对于从树脂上解吸附下来的腐植酸类物质和解吸附药剂的混合液，利用超滤膜分离，一方面可以进一步提高腐植酸类物质的纯度和浓度，提升腐植酸类物质资源化水平，另一方面可分离并循环使用解吸附药剂，以降低运行成本。本发明专利技术既解决了沼液中有机物难降解的处理难题，又实现了腐植酸类物质的资源化利用，并且显著提高了腐植酸类物质产品的纯度、浓度及回收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于沼液腐植酸类物质分离提纯
，特别涉及一种从沼液中提取腐 植酸类物质的方法。
技术介绍
沼液是有机质废物厌氧消化过程中产生的高浓度有机废水。畜禽粪便、厨馀垃圾 或污水厂污泥厌氧消化产生的废水以及生活垃圾填埋场渗滤液等都属于沼液。沼液一般具 有有机污染物种类多、浓度高、无机离子种类多、营养元素比例失调、可生化性差、处理难度 大等特点。沼液COD —般约为20，000 50，000mg/L以上，经过生物处理后很难达到排放 标准，而经过生物处理后的沼液更加难于处理。已有研究证实，沼液中有机物大部分是难降 解的腐植酸类物质，它们的存在是沼液难处理的主要原因。腐植酸类物质是一类广泛存在于自然界的天然高分子有机物，是动植物的尸体经 过长时间的地球物理化学作用而形成的。它们是一类含有苯环、醇基、羟基、羧基等含氧官 能团的混合物，分子量从几百到几十万不等。具有比表面积大、结构复杂、带有多种活性官 能团，能够与许多有机、无机物发生相互作用的特点，在工农业、医药、环保等领域有广泛的 用途。腐植酸类物质广泛存在于风化煤、褐煤和泥炭中，能够刺激作物生长，增强作物抗逆 性并改善产品品质。沼液中腐植酸类物质腐殖化程度低，芳香化度较土壤腐植酸类物质低，比水体腐 植酸类物质高，-COOH含量比土壤的高，属于活性腐植酸的范畴；较之天然腐植酸类物质， 其C、H含量偏低，0、N、S含量偏高；沼液腐植酸类物质含有天然腐植酸类物质具有的一切 官能团结构，二者具有相似的结构组成和性质，因此可以作为液肥资源化利用或用于污染 土壤修复等方面。可以说腐植酸类物质本身是一类多功能的有机肥料，而含有腐植酸类物 质的沼液则是尚未开发利用的资源。从组成复杂的沼液中分离提取腐植酸类物质，不仅可 以降低沼液的污染负荷，还可以回收有价值的腐植酸类物质产品，即同时实现了沼液的无 害化和资源化。基于超滤膜从沼液中分离提取腐植酸类物质制作高效有机液态肥的技术已经成 功研发并实现了工程应用，但由于受到膜浓缩比的限制，回收产品的纯度和浓度有限，再加 上钙、镁离子和碳酸根离子含量较高，极易造成膜污染，增加膜过滤阻力，从而增加膜运行 成本。离子交换树脂可以选择性吸附沼液中腐植酸类物质，但是解吸附药剂不可避免地 引入盐分，而超滤膜尽管对截留有机物没有选择性，但是可以对有机物和盐分实施有效分 离。离子交换树脂与超滤膜相结合，既可以增加腐植酸类物质的回收率，又可以提高回收产 品的纯度和浓度。
技术实现思路
针对沼液腐植酸类物质分离提纯存在的回收率低、纯度低等问题，本专利技术提供了。，其特征在于采用离子交换树脂与超滤 膜相结合从沼液中提取腐植酸类物质，包括下述步骤先将沼液进行砂滤预处理，去除其中 的悬浮物质；然后经强碱性阴离子交换树脂吸附，强碱性阴离子交换树脂的特征选择性吸 附使腐植酸类物质与其它有机物和杂质分离；再利用解吸附药剂配成的解吸液从强碱性阴 离子交换树脂上将腐植酸类物质解吸附；含有腐植酸类物质和解吸附药剂的混合液再经超 滤膜系统分离，将解吸附药剂与腐植酸类物质分开，获得腐植酸类物质产品，分离的解吸附 药剂返回至树脂解吸附单元进行循环利用。所述沼液进行砂滤预处理，去除其中的悬浮物质后，可以用盐酸或硫酸调整pH小 于6. 5，有利于超滤膜系统的长期稳定运行，也可以不调节沼液的pH值。所述强碱性阴离子交换树脂包括7170树脂、201 X4树脂、201 X7树脂和D201树脂。所述解吸液由解吸附药剂与水按照质量比17 83配制而成。所述解吸附药剂由NaCl、NaOH和Na3PO4组成，其质量之比为10 2 5。所述超滤膜系统采用的膜截留分子量范围为500 3500Da。所述超滤膜系统操作压力为0. 5 1. OMPa0本专利技术的具体处理步骤如下(1)沼液预处理将沼液经过砂滤过滤，去除悬浮物质，可以用盐酸或硫酸调整pH 小于6. 5，也可以不调节沼液的pH值；(2)沼液吸附与解吸附预处理后的沼液进入树脂柱，水力停留时间为2小时，吸 附过程中，腐植酸类物质等大分子物质优先吸附，若停留时间过长，则其余小分子物质也将 被吸附到树脂上，然后用解吸附药剂配成的解吸液(解吸附药剂由NaCl、NaOH和Na3PO4组 成，其质量之比为10 2 5，解吸液由解吸附药剂与水按照质量比17 83配制而成)解 吸附树脂上的腐植酸类物质，解吸液可以利用超滤膜分离得到的透过液，其成分以解吸附 药剂为主，根据需要可适当调整其组成成分浓度；(3)超滤膜分离解吸附得到的腐植酸类物质和解吸附药剂的混合液利用超滤膜 进行分离，操作压力为0. 5 1. OMPa，浓缩液即为腐植酸类物质产品，透过液以解吸附药剂 为主，可以返回至树脂解吸附单元循环利用。经过上述工艺，沼液中的腐植酸类物质可分离提取出来，提高了沼液的可生化性， 降低了沼液后续处理难度，可同时实现沼液的资源化与无害化、以资源化促进无害化。而树 脂解吸附药剂可以循环使用，节约运行成本。与现有技术相比，本专利技术的方法具有如下的有益效果1、利用树脂吸附，使腐植酸类物质和其它杂质有效分离，提高了产品中腐植酸类 物质的纯度；解吸附后的树脂可以恢复到初始状态，重复使用。2、对于从树脂上解吸附下来的腐植酸类物质和解吸附药剂的混合液，利用超滤膜 分离，一方面可以进一步提高腐植酸类物质的纯度和浓度，提升腐植酸类物质资源化水平， 另一方面可分离并循环使用解吸附药剂，以降低运行成本。3、本专利技术充分利用树脂和膜的分离特性，二者优势互补，有效结合，既解决了沼液 中有机物难降解的处理难题，又实现了腐植酸类物质的资源化利用，并且显著提高了腐植酸类物质产品的纯度、浓度及回收率。 附图说明图1是为本专利技术离子交换树脂与超滤膜结合从沼液中提取腐植酸类物质的方法 流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术离子交换树脂与超滤膜结合从沼液中提取腐植酸类物质 的方法作进一步描述。本专利技术利用树脂的吸附选择性使沼液经树脂分离工艺将沼液中的腐植酸类物质 和其它有机物等杂质分离，解吸附后的混合液进入超滤膜单元进行膜分离，使其中的腐植 酸类物质与盐分进一步分离得到提取。离子交换树脂与超滤膜结合从沼液中提取腐植酸类 物质的方法流程图如图1所示，具体步骤如下沼液经过树脂吸附，树脂选择性吸附腐植酸类物质，其它杂质有机物等得到了分 离去除。然后进行解吸附，从树脂上将腐植酸类物质解吸附，树脂再利用进行沼液吸附操 作，而腐植酸类物质与解吸附药剂的混合液进入超滤膜系统进行分离，浓缩液即为腐植酸 类物质产品，透过液主要为解吸附药剂，循环至解吸附单元进行再利用。下面以具体实施例详细说明。实施例1填埋场渗滤液是一种典型沼液。以某生活垃圾填埋场为例，其渗滤液产生量为 100m3/d，经过膜生物反应器(MBR)处理后，出水COD浓度1700mg/L，腐植酸类物质浓度为 1000mg/L(HS含量为59% )。本实施例从上述处理出水中分离提取腐植酸类物质。选取717树脂，采用三级串联方式进行吸附。所需树脂总量为6t，树脂柱截面为 Φ1.6πι，高度为1.6m。将沼液经过砂滤过滤，去除悬浮物质，预处理后的沼液进入717树脂 柱，渗滤液表观水力停留时间为2小时，然后用解吸附药剂配成的解吸液(此处所用解吸附 药剂由Na本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种从沼液中提取腐植酸类物质的方法，其特征在于：采用离子交换树脂与超滤膜相结合从沼液中提取腐植酸类物质，包括下述步骤：先将沼液进行砂滤预处理，去除其中的悬浮物质；然后经强碱性阴离子交换树脂吸附，强碱性阴离子交换树脂的特征选择性吸附使腐植酸类物质与其它有机物和杂质分离；再利用解吸附药剂配成的解吸液从强碱性阴离子交换树脂上将腐植酸类物质解吸附；含有腐植酸类物质和解吸附药剂的混合液再经超滤膜系统分离，将解吸附药剂与腐植酸类物质分开，获得腐植酸类物质产品，分离的解吸附药剂返回至树脂解吸附单元进行循环利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳东北，聂永丰，程熠晴，宋建刚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]