[go: up one dir, main page]

CN102390891A - 萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法 - Google Patents

萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102390891A
CN102390891A CN2011102279330A CN201110227933A CN102390891A CN 102390891 A CN102390891 A CN 102390891A CN 2011102279330 A CN2011102279330 A CN 2011102279330A CN 201110227933 A CN201110227933 A CN 201110227933A CN 102390891 A CN102390891 A CN 102390891A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biogas slurry
volatile organic
liquid
substances
extraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102279330A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102390891B (zh
Inventor
王玉军
窦森
卢振兰
侯志广
王呈玉
马秀兰
王志英
张岩
冯连双
李艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Agricultural University
Original Assignee
Jilin Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin Agricultural University filed Critical Jilin Agricultural University
Priority to CN 201110227933 priority Critical patent/CN102390891B/zh
Publication of CN102390891A publication Critical patent/CN102390891A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102390891B publication Critical patent/CN102390891B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，属于废弃物资源化利用技术领域。在不改变沼液成分，不影响沼液肥效的前提下，消除沼液中的挥发性有机恶臭物质，为以沼液为主要原料生产液体肥料提供前期技术支持。本发明所述方法由以下步骤实现：a、氯仿萃取，b、石油醚萃取。按照本发明所述的方法处理沼液，处理完成后，沼液中几乎没有异味，沼液中苯系物、酯类等挥发性有机恶臭物质的含量降为处理前的12.6％，去除效果明显。

Description

萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法
技术领域
本发明属于废弃物资源化利用技术领域，具体涉及利用萃取剂去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法。
背景技术
沼气发酵技术处理高浓度有机废物(畜禽粪便、有机垃圾、秸秆等)会产生大量的沼液，沼液中含有丰富的氮磷钾等大量营养元素和铜锌等微量元素，这些营养元素是以速效养分状态存在，所以沼液的速效营养能力强，养分可利用率高，是不可多得的多元速效液体肥料。沼液在浸种和作物栽培中具有很好的效果，已经得到很多学者和广大农民的认可。
但是沼液中存在大量的渣质性物质和挥发性有机恶臭物质。渣质性物质属于固体颗粒物，可以采用滤料过滤或筛网过滤等物理方法去除，但沼液恶臭气味却无法有效去除。因此，虽然有大量的沼液可以促进作物生长的报道，但很少有商品沼液肥料出售，主要原因就是沼液中散发恶臭气味不符合液体肥料的质量安全要求。
由于生产沼气的有机废弃物多为牛粪、猪粪等畜禽粪便，其中硫的含量较低，因此沼液中散发恶臭气味的主要物质并不是含硫的物质，并且，对沼液散发恶臭气味的物质进行质谱分析发现，其中含硫物质的含量极低，而主要成分是苯系物、酯类等挥发性有机物。目前，沼液等液体中异味的控制途径主要有以下几个种：
1、曝气处理：这种方法在废水处理中是一项较通用的技术，是通过在沼液中通入大量的空气，利用空气中的氧气来氧化沼液中的硫化氢等恶臭物质，但事实是，曝气处理对于沼液的除臭效果很差，同时，也进一步验证了硫化氢并不是沼液产臭的主要物质。
2、吸附剂处理：选用硅胶、活性氧化铝、活性炭、蛭石等多孔性固体物质，来吸附沼液中的恶臭物质。此类方法的缺点是这些多孔性固体物质的吸附性不具有专一性，若用在沼液除臭中，在吸附恶臭物质的同时必然会造成营养元素的损失。
3、化学转化处理：利用某些化学试剂使恶臭物质转化成其他化合物，但是，能够使苯系物和酯类等挥发性有机物发生化学转化的物质多为强酸、强碱或强氧化性物质，这些物质必然会使沼液的化学性质发生变化，影响沼液的肥效，并且苯系物和酯类等挥发性有机物的化学反应速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，在不改变沼液成分，不影响沼液肥效的前提下，消除沼液中的挥发性有机恶臭物质，为以沼液为主要原料生产液体肥料提供前期技术支持。
1、萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现：
a、氯仿萃取：将去除了渣质性物质的沼液与氯仿按体积比为10∶1～15∶1的比例混合后装入密闭容器中，对容器进行充分振荡后，将容器内液体转入到分液装置中，待液体静止分层后，弃去下层液体，并将上层液体按照相同的方法用氯仿再进行一次萃取，得混合液A；
b、石油醚萃取：将步骤a得到的混合液A与石油醚按体积比为10∶1～15∶1的比例混合后装入密闭容器中，对容器进行充分振荡后，将容器内液体转入到分液装置中，待液体静止分层后，弃去上层液体，并将下层液体按照相同的方法用石油醚再进行一次萃取，得到去除了挥发性有机恶臭物质的沼液。
本发明的原理：
经研究发现，沼液中产生异味的物质主要是苯系物、酯类等挥发性有机恶臭物质，它们的极性远远小于水(沼液中的主要成分)极性。选用与挥发性有机物极性接近的有机溶剂，与沼液充分接触，根据化学中的“相似相容”原理，使挥发性有机物转移至有机溶剂中。
本发明中首先选用了中等极性的氯仿作为萃取剂，分两次萃取，使沼液中的绝大部分中等极性的挥发性有机物转移至氯仿中。由于氯仿的密度大于水，静止分层后，上层液体即为去除中等极性挥发性有机物的沼液，但弱极性挥发性有机物去除效果较差。因此本发明中选用了极性较低的石油醚(沸程为60-90℃)进一步萃取沼液中的弱极性挥发性有机物，由于石油醚的密度小于水，静止分层后，下层液体处理后的沼液。沼液经过两种有机溶剂萃取后，沼液中的有机恶臭物质绝大部分转移至萃取剂中，从根源阻断了恶臭气体的释放，这样的沼液可作为液体肥料出售。
本发明共涉及两种有机溶剂，氯仿属于中等毒性的物质，并且微溶于水；而石油醚微毒，与汽油相近，并且石油醚不溶于水。因此本发明中将石油醚萃取步骤置于氯仿萃取之后，这样可以将溶解在水中的极少量氯仿萃取到石油醚中，最大限度避免沼液中有机溶剂的残留。
本发明的有益效果：
(1)本发明应用两种有机溶剂对沼液中的挥发性有机恶臭物质进行萃取，能够有效降低挥发性有机恶臭物质的成分含量，实验证明，沼液中苯系物、酯类等挥发性有机恶臭物质的含量降为处理前的12.6％～10.3％；
(2)本发明中利用两种有机溶剂对沼液进行萃取，属于物理作用，只是将沼液中的挥发性有机恶臭物质转移至有机溶剂中，并未发生化学反应，因此不会有新的污染物产生，并且沼液中的无机营养元素不会被有机溶剂溶解，也就不会产生营养物质流失的现象；
(3)本发明萃取完成后所产生的废液可以利用蒸馏或分馏的方法对萃取剂进行提纯，使其可再生使用，所以本发明的成本很低。
附图说明
图1是利用本发明所述方法对以牛粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理前的气相色谱图；
图2是利用本发明所述方法对以牛粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理后的气相色谱图；
图3是利用本发明所述方法对以鸡粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理前的气相色谱图；
图4是利用本发明所述方法对以鸡粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理后的气相色谱图。
具体实施方式
具体实施方式一：本发明之方法具体实施方式如下：结合图1、图2说明本实施方式。
沼液取自吉林省九台市沼气站，主要发酵原料为牛粪。
a、氯仿萃取：将去除了渣质性物质的沼液与氯仿按体积比为12∶1的比例混合后装入密闭容器中(为保证有充分的振荡空间，容器容积应该是沼液和氯仿总体积的2-3倍，最好是玻璃材料的)，对容器以往复或回旋的方式振荡30分钟，将容器内液体转入到分液装置中，静止2小时，使其分层，完成第一次萃取；待液体静止分层后，弃去下层液体，并将上层液体按照相同的方法用氯仿再进行一次萃取，得混合液A；
b、石油醚(石油醚的沸程为60-90℃)萃取：将步骤a得到的混合液A与石油醚按体积比为12∶1的比例混合后装入密闭容器中(为保证有充分的振荡空间，容器容积应该是沼液和氯仿总体积的2-3倍，最好是玻璃材料的)，对容器以往复或回旋的方式振荡30分钟，将容器内液体转入到分液装置中，静止2小时，待液体静止分层后，弃去上层液体，并将下层液体按照相同的方法用石油醚再进行一次萃取，得产物。
本实施方式中步骤b中所述石油醚还可以是正己烷。
按照本发明所述的方法处理沼液，处理完成后，沼液中几乎没有异味。考虑不同人之间的嗅觉敏感程度不同，本发明采用气相色谱法对主要恶臭物质含量进行分析，比较处理前后恶臭物质含量差异，表征除臭效果。具体检验方法如下：
取处理后沼液10.0ml加入至20ml顶空瓶中，加盖密封，在40℃水浴中平衡5分钟，用气密性进样针取顶空瓶内液上气体0.20ml进行分析。
气相色谱分析条件：
色谱柱：DB-1(30m×0.32mm×0.25μm)；柱温：50℃，气化室温度：100℃，FID检测器温度：250℃；载气及补充气种类：高纯氮气(99.999％)；载气流速：2ml/min，补充气流速：43ml/min，空气流速：450ml/min，氢气流速：40ml/min；进样方式：不分流；进样体积：0.2ml。保留时间定性，峰面积定量。
分析结果如图1、图2所示，是利用本发明所述方法对以牛粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理前的气相色谱图，图2是利用本发明所述方法对以牛粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理后的气相色谱图。两图中的有机组分的保留时间一致，说明为同一类物质，经鉴定为苯系物及脂类等挥发性有机恶臭物质的混合物；根据峰面积法进行定量而确定，经本发明提供的方法处理后，沼液中苯系物、酯类等挥发性有机恶臭物质的含量降为处理前的12.6％，去除效果明显。
对处理前和由本发明所述方法处理后的沼液进行养分测定试验，表1是处理前后沼液中养分物质变化情况。
表1
Figure BDA0000082274490000051
从数据可以看出，养分物质含量几乎没有损失，能够很好地保证肥效。
具体实施方式二：
本发明之方法具体实施方式如下：结合图3、图4说明本实施方式。
沼液取自吉林省榆树市弓棚镇十三号村，主要发酵原料为鸡粪。
a、氯仿萃取：将去除了渣质性物质的沼液与氯仿按体积比为15∶1的比例混合后装入密闭容器中(为保证有充分的振荡空间，容器容积应该是沼液和氯仿总体积的2-3倍，最好是玻璃材料的)，对容器以往复或回旋的方式振荡30分钟，将容器内液体转入到分液装置中，静止2小时，使其分层，完成第一次萃取；待液体静止分层后，弃去下层液体，并将上层液体按照相同的方法用氯仿再进行一次萃取，得混合液A；
b、石油醚(石油醚的沸程为60-90℃)萃取：将步骤a得到的混合液A与石油醚按体积比为15∶1的比例混合后装入密闭容器中(为保证有充分的振荡空间，容器容积应该是沼液和氯仿总体积的2-3倍，最好是玻璃材料的)，对容器以往复或回旋的方式振荡30分钟，将容器内液体转入到分液装置中，静止2小时，待液体静止分层后，弃去上层液体，并将下层液体按照相同的方法用石油醚再进行一次萃取，得产物。
本实施方式中步骤b中所述石油醚还可以是正己烷。
按照本发明所述的方法处理沼液，处理完成后，沼液中几乎没有异味。采用气相色谱法对主要恶臭物质含量进行分析后，分析结果如图3、图4所示，图3是利用本发明所述方法对以鸡粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理前的气相色谱图，图4是利用本发明所述方法对以鸡粪为原料生产的沼液中挥发性有机恶臭物质处理后的气相色谱图。
两图中的有机组分的保留时间一致，说明为同一类物质，经鉴定为苯系物及脂类等挥发性有机恶臭物质的混合物；根据峰面积法进行定量而确定，经本发明提供的方法处理后，沼液中苯系物、酯类等挥发性有机恶臭物质的含量降为处理前的10.3％，去除效果明显。
对处理前和由本发明所述方法处理后的沼液进行养分测定试验，表2是处理前后沼液中养分物质变化情况。
表2
Figure BDA0000082274490000061
从数据可以看出，养分物质含量几乎没有损失，能够很好地保证肥效。

Claims (5)

1.萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现：
a、氯仿萃取：将去除了渣质性物质的沼液与氯仿按体积比为10∶1～15∶1的比例混合后装入密闭容器中，对容器进行充分振荡后，将容器内液体转入到分液装置中，待液体静止分层后，弃去下层液体，并将上层液体按照相同的方法用氯仿再进行一次萃取，得混合液A；
b、石油醚萃取：将步骤a得到的混合液A与石油醚按体积比为10∶1～15∶1的比例混合后装入密闭容器中，对容器进行充分振荡后，将容器内液体转入到分液装置中，待液体静止分层后，弃去上层液体，并将下层液体按照相同的方法用石油醚再进行一次萃取，得到去除了挥发性有机恶臭物质的沼液。
2.根据权利要求1所述的萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，其特征在于，所述沼液与氯仿的体积比优选为12∶1。
3.根据权利要求1所述的萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，其特征在于，所述混合液A与石油醚的体积比优选为12∶1。
4.根据权利要求1所述的萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，其特征在于，所述石油醚是正己烷。
5.根据权利要求1所述的萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法，其特征在于，所述石油醚的沸程为60-90℃。
CN 201110227933 2011-08-10 2011-08-10 萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法 Expired - Fee Related CN102390891B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110227933 CN102390891B (zh) 2011-08-10 2011-08-10 萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110227933 CN102390891B (zh) 2011-08-10 2011-08-10 萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102390891A true CN102390891A (zh) 2012-03-28
CN102390891B CN102390891B (zh) 2012-12-12

Family

ID=45858302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110227933 Expired - Fee Related CN102390891B (zh) 2011-08-10 2011-08-10 萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102390891B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104386852A (zh) * 2014-10-23 2015-03-04 浙江卓锦工程技术有限公司 一种高浓度表面活性剂废水处理工艺
CN105819589A (zh) * 2016-04-05 2016-08-03 北京化工大学 一种去除沼液臭味的方法
CN108083532A (zh) * 2017-12-08 2018-05-29 赵铎 一种帘子布浸胶废水的处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1460562A (zh) * 2003-06-15 2003-12-10 赵晓光 高效环保无害型垃圾处理方法
CN101698620A (zh) * 2009-10-19 2010-04-28 陈建国 一种秸秆牛粪有机肥加工方法
CN101709004A (zh) * 2009-12-07 2010-05-19 哈尔滨工业大学 一种畜禽废物综合处理与资源利用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1460562A (zh) * 2003-06-15 2003-12-10 赵晓光 高效环保无害型垃圾处理方法
CN101698620A (zh) * 2009-10-19 2010-04-28 陈建国 一种秸秆牛粪有机肥加工方法
CN101709004A (zh) * 2009-12-07 2010-05-19 哈尔滨工业大学 一种畜禽废物综合处理与资源利用方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104386852A (zh) * 2014-10-23 2015-03-04 浙江卓锦工程技术有限公司 一种高浓度表面活性剂废水处理工艺
CN105819589A (zh) * 2016-04-05 2016-08-03 北京化工大学 一种去除沼液臭味的方法
CN108083532A (zh) * 2017-12-08 2018-05-29 赵铎 一种帘子布浸胶废水的处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102390891B (zh) 2012-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. Influence of microplastics occurrence on the adsorption of 17β-estradiol in soil
Al Mamun et al. Enhancement of methane concentration by removing contaminants from biogas mixtures using combined method of absorption and adsorption
Cherosky et al. Hydrogen sulfide removal from biogas by bio-based iron sponge
He et al. Characterization of adsorption removal of hydrogen sulfide by waste biocover soil, an alternative landfill cover
Aita et al. Biofiltration of H2S-rich biogas using Acidithiobacillus thiooxidans
Gallo-Cordova et al. Comparison of the adsorption capacity of organic compounds present in produced water with commercially obtained walnut shell and residual biomass
CN104258440A (zh) 一种生物除臭剂及其制备方法
Wu et al. Elimination of methane in exhaust gas from biogas upgrading process by immobilized methane-oxidizing bacteria
Liu et al. Simultaneous removal of ammonium and phosphate in aqueous solution using Chinese herbal medicine residues: Mechanism and practical performance
CN110241142A (zh) 一种浓香型酒糟水热碳化耦合厌氧消化的全利用方法
Chiu et al. Microbial methane oxidation and gas adsorption capacities of biochar-modified soils
CN102390891A (zh) 萃取法去除沼液中挥发性有机恶臭物质的方法
Al Mamun et al. Enhancement of production and upgradation of biogas using different techniques-a review
Mohanakrishnan et al. Chemical scrubbing for removal of CO2 from biogas using algae and H2S using sponge iron
Asaad et al. Evaluation of Chlorella vulgaris biosorption capacity for phosphate and nitrate removal from wastewater
CN104874360B (zh) 一种多重污染吸附剂及其制备方法
CN112547032A (zh) 球磨巯基化生物炭及其制备方法和应用
CN104815831B (zh) 一种利用有机固体废弃物制备的除臭剂及其应用
CN103466741A (zh) 一种利用甜高粱秸秆发酵生产乙醇的残渣吸附重金属离子的方法
Ketwong et al. Utilization of bagasse fly ash for the production of low-cost ammonia adsorbents in poultry farm
CN112156645A (zh) 一种复合生物酶除臭剂及其制备方法
CN107876020A (zh) 一种吸附剂、制备方法及其应用
Tian et al. Removal of H2S by vermicompost biofilter and analysis on bacterial community
Huang et al. Biochar-based biocover to reduce landfill CH4 and H2S emissions
CN113413882A (zh) 海藻酸钠@天然矿物/生物炭复合凝胶小球的制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121212

Termination date: 20130810