工业废有机物以废治废生产浓浆肥料

摘要

本发明公开了一种用工业废有机物以废治废生产浓浆肥料，用造纸厂废黑液与焦化厂酚氰废液相混合，加入本发明的“助降解剂”和“引发剂”，在低温及常压下生产降解木质素浓浆有机肥料。具有以废治废、设备及工艺简易、产品肥效高、利于环境保护等优点。本发明广泛适用于含木质素的工业废水处理中使用。

说明书

技术领域  本发明涉及一种工业废弃有机物以废治废的方法生产浓浆肥料，更具体地说，涉及一种造纸厂废黑液与焦化厂废液混合，加入助降解剂和引发剂，在微加热及常压下生产降解木质素浓浆有机肥料。

背景技术  在现有技术中，我国造纸工业不断发展，伴随而来的大量废黑液的环境污染问题，则愈加突出。目前，我国造纸工业的废水排放量居各类工业排放量的首位，每年在35亿吨以上，碱法制浆产生废黑液的固型物中，有机物占三分之二以上，主要由木质素、半纤维素和纤维素的降解物及有机酸等组成；木质素是由酚类组成的聚合物，它是最稳定、最难被生物和热转化方法降解的物质；目前最为流行的方法是碱回收装置工艺技术，即对黑液进行蒸发浓缩后作为燃料燃烧，回收碱和热能；但由于此废液中的固型物存在滤水性差、黑液粘度大、含硅量高等不利因素，使碱回收的成本很高，处在亏本运行状态；黑液的处置利用，一直是造纸厂的难题，到目前为止，还没有较好的作为一种资源妥善加以利用。

还有，我国钢铁企业的焦化厂需用煤炼成焦炭，在用煤制焦、煤气净化、焦化产品回收等生产过程中，也产生大量含酚氰为主的废水，组成主要有酚类、氰、氨氮、联苯、吡啶、吲哚、喹啉等；化学需氧量(COD)浓度一般在1500～3500mg/L，环保要求排放浓度COD小于200mg/L；我国到2010年，钢铁企业产焦炭将达到27000万吨/年，产生酚氰废水COD总量20～33万吨/年；现在，基本上仍用蒸氨和生化工艺处理此类废水，它既消耗能源又未能完全解决二次环境污染问题。

综上所述，如何使上述废液无害化和资源化，是环境保护和废物利用的迫切课题，应寻求出一种较为简单易行的方法，对上述废液加以无害化高效综合利用。

发明内容  本发明旨在提供一种用造纸厂废黑液和焦化厂废液，以废治废的方法生产浓浆肥料；即用化学方法，使黑液中的木质素和焦化厂酚氰废液混合后，在本发明的“助降解剂”和“引发剂”存在下，通过工艺处理，生成降解木质素为主组份的浓浆肥料。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一、在造纸厂的废黑液中加入焦化厂产生的酚氰废液，经搅拌混合均匀后，在搅拌条件下加入氟硼酸钠作助降解剂，然后加入超氧化钠引发剂，升温60～80℃，常压、保温1小时，使黑液中的木质素降解，包括脱氧反应，支链脱落等，生成降解木质素，主反应为：

二、生成的降解木质素，再配上氮、磷、钾等速效成份，即成为高效浓浆肥料。

本发明的降解木质素肥料的制造方法，包括混料、加热、降解、混配、包装。其具体制造过程为：(1)用带搅拌和烟道气夹道加热的敞口设备作混料、加热和降解罐，先加入含水55～70％的造纸厂废黑液；(2)在搅拌条件下，再加入造纸黑液重量25～35％的焦化厂酚氰废液，酚氰废液的COD浓度在1500～3500mg/L；(3)上述物料边搅拌边加入粉状氟硼酸钠，加入的数量为黑液重量的1.60～2.10％；(4)上述物料继续边搅拌边加入粉状超氧化钠引发剂，加入引发剂的数量为黑液重量的0.08～0.12％，加入时间为20～30分钟；(5)然后边搅拌边升温，加热到物料温度60～80℃，常压，保温0.8～1小时，使木质素发生降解反应，同时破坏木质素与多糖(纤维素、半纤维素)链间的脂键结合，并形成一部分盐类物质；(6)然后边搅拌边加入氮、磷、钾辅料，用塑料桶容器包装，得到降解木质素浓浆肥料。

所制得的浓浆肥料，产品成份和含量(折成干基)为：有机质30～40％，氮5～15％，五氧化二磷2～7％，氧化钾3～10％，含水60～80％，还含有其他有机和无机物质。

在实施本发明的过程中，黑液为造纸厂碱法制浆产生的废黑液，含水55～70％；酚氰废液为焦化厂产生的酚氰废液，COD浓度为1500～3500mg/L；加氟硼酸钠为工业级品，化学式NaBF₄，分子量109.81，密度2.47g/cm³，熔点384℃，质量标准：津Q/HB 3—393—77，含NaBF₄≥98％，水溶解试验：合格，氯化物(Cl^-1)≤0.005％，硫酸盐(SO₄^2-)≤0.005％，磷酸盐(PO₄^3-)≤0.01％，Fe≤0.005％，重金属(以Pb计)≤0.004％，SiO₂≤0.4％，它起“助降解剂”的作用；加超氧化钠为工业级品，化学式NaO₂，分子量54.99，密度2.2g/cm³，熔点552℃，质量标准：HG6—794—75，含有效氧≥35.5％，含氧化钙3.5±0.5％，含二氧化碳≤1.0％，它起“引发剂”的作用。上述助降解剂和引发剂的存在，可使酚氰废液中的酚类、氰等组分与木质素反应，实现低温常压下降解木质素、并将氰类有害物生成盐类物质，实现以废治废，是本发明的主要特点。

在实施本发明过程中，必须掌握反应进行的深度，控制三大因素来控制反应深度：(1)加入助降解剂和引发剂的数量、(2)温度、(3)时间。加入的数量过多、温度过高、时间过长，均可使反应过深而使有机物分解成NH₃、CO₂等物质，既产生了废气污染物，又失去了可利用的有机质；在相反情况下，则可使反应过浅，使木质素反应不完全而影响肥效。

与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：(1)本发明采用以废治废的方法，同时解决造纸厂和焦化厂有机废液处理的难题；(2)处理过程无“三废”污染问题，为环境保护开辟一条新途径；(3)制得的浓浆肥料在农作物中施用，可增加土壤有机质、改良土壤、增加肥力，在土壤细菌作用下容易分解放出养分，是农作物容易吸收的高效肥料；(4)设备简易、方法简单，易于实施。本发明适合于含木质素的其他工业废水的处理。浓浆肥料产品经大量施用证明：对作物增产增收、恢复生态平衡、改良土壤均具有显著的效果；本发明具有较好的经济效益、环保效益和生态循环效益。

附图说明图1是本发明的工业废有机物生产浓浆肥料的工艺流程示意图；图中明确表示了自废液至肥料的生产全过程。

具体实施方式以下通过具体的实施例对本发明进行更加详细的描述：

用造纸厂碱法制浆产生的含水重量60％的废黑液1000公斤，边搅拌边加入焦化厂含COD浓度2500mg/L的酚氰废液300公斤，然后再边搅拌边加入粉状氟硼酸钠20公斤，，再边搅拌边缓缓加入粉状超氧化钠1公斤，超氧化钠加入时间为20分钟，然后边搅拌边加热到70℃，常压，保温1小时，后加入尿素80公斤，磷酸二铵40公斤，氯化钾50公斤，搅拌均匀，然后用塑料桶包装，即得浓浆肥料产品1490公斤，该产品的组成为：有机质:N:P₂O₅:K₂O比值为30:9:4:6(干基重量比)。