專利名稱：一種利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型環(huán)保吸附劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法。
背景技術(shù)：
蚯蚓在我國俗稱“地龍”，蚯蚓在有機(jī)物的分解和土壤營養(yǎng)物質(zhì)的釋放中發(fā)揮著重要作用。蚯蚓的消化能力極強(qiáng)，其消化道能分泌出蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、甲殼素酶及淀粉酶等，在這些酶和微生物的作用下有機(jī) 物質(zhì)就會被水解成簡單的碳水化合物、脂肪、醇等低分子化合物，這些物質(zhì)再與土壌中的礦物質(zhì)結(jié)合成高度融合的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體，最終以蚯蚓糞的形式排出。蚯蚓的吞食量很大，I億條蚯蚓一天可吞食40-50t垃圾，排出約20t蚯蚓糞。目前養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞便廢棄物的產(chǎn)量迅速增長，已經(jīng)成為我國水源污染的主要原因之一，牲畜糞便對環(huán)境的污染主要集中在大、中城市郊區(qū)的集約化養(yǎng)殖場。在利用蚯蚓處理畜禽糞便有機(jī)廢棄物的過程中，我們不僅可取得環(huán)保效益，還可收獲蚓體和蚓糞，通過它們可獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前，就蚓糞來講，其主要有以下兩種用途，一是用作有機(jī)肥，蚓糞是團(tuán)粒結(jié)構(gòu)很好的微小顆粒，易被植株根系吸收，吸水保水性能好，它能大大提高土壌中微生物和微生物活性，可促進(jìn)植物生長發(fā)育，且不污染環(huán)境；另ー用途是用作除臭劑，蚓糞的比表面積大，是用來清除惡臭物質(zhì)的理想吸附劑。但是，蚓糞不論是用作有機(jī)肥還是除臭劑，都存在一定的問題。蚯蚓在活動過程中，需消耗一些營養(yǎng)物質(zhì)和能量，所以蚓糞中的有機(jī)質(zhì)、氮和鉀的含量下降，而磷的含量由較大的升高，做為肥料來講，蚓糞中過高的磷含量會造成農(nóng)作物倒伏、籽粒小，產(chǎn)量低，而且蚓糞中含有蚯蚓卵，這些蚯蚓卵變成小蚯蚓后，會對農(nóng)作物的根系造成破壞。另外，蚓糞中會混入ー些生物垃圾、畜禽糞便等雜物，多少也會殘存一些臭氣味，難以徹底除凈，作為除臭劑的蚓糞，從蚯蚓卵中繁殖出來的蚯蚓幼體，由于種種原因造成部分蚯蚓幼蟲會死亡，那些死亡的蚯蚓幼蟲混附在雜物中，也會產(chǎn)生臭味,這也是蚓糞做為除臭劑面臨的一個嚴(yán)重的問題，各國還沒有找到ー個根本的解決方法?；谝陨显颍纳乞炯S的性能，變廢為寶，成為目前一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是ー種利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法，包括以下步驟(I)將艇蝴糞晾曬至松散后，于105 115°C烘干2 4小時,之后破碎,研磨，過40 100目篩；(2)將步驟⑴處理后的蚯蚓糞與復(fù)合活化劑水溶液按固液比I : I I : 5的比例混合，然后在60 80°C浸潰16 24小時，之后過濾，所得濾液可繼續(xù)用于浸潰蚯蚓糞，將過濾得到的固體放入活化爐中，加熱至400 800°C保溫活化I. 5 4. 5小時，然后取出，再用稀鹽酸浸泡，之后過濾，所得濾餅在超聲波反應(yīng)器中沖洗，以回收ZnC12并防止蚓糞活性炭產(chǎn)品中Zn濃度超標(biāo)，之后用去離子水漂洗至中性，再經(jīng)烘干、破碎、篩分處理，制得蚓糞活性炭。所述蚯蚓糞的制備方法為在15 28°C、濕度為53 78%的條件下，用新鮮或腐熟的牛、馬、羊牲畜糞便喂養(yǎng)大平二號蚓，收集所述大平二號蚓產(chǎn)生的蚯蚓糞，即為本發(fā)明所使用的原料蚯蚓糞。所述復(fù)合活化劑水溶液由氯化鋅、磷酸、氯化銨和水組成，其中氯化鋅的質(zhì)量百分比濃度為12 30%，磷酸的質(zhì)量百分比濃度為5% 10%，氯化銨的質(zhì)量百分比濃度為
2% 5%。本發(fā)明提供的利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法采用的原料蚯蚓糞是大平二號蚓充分分解后產(chǎn)生的蚯蚓糞，大平二號蚓具有喜食牲畜糞便，繁殖率極高，定居性好，耐熱抗寒，適于一年四季生產(chǎn)的優(yōu)點，蚓體、蚓糞產(chǎn)量高。蚯蚓的餌料選擇C/N比較高的牛、馬、羊牲畜糞便。本發(fā)明提供的利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法通過采用復(fù)合活化劑水溶液浸潰蚯蚓糞、對浸潰后的蚯蚓糞進(jìn)行高溫活化處理以及超聲波反應(yīng)器沖洗，提高了蚓糞活性炭的品質(zhì)，且能耗低，減輕了氯化鋅的污染。采用本發(fā)明方法制得的蚓糞活性炭用比表面積和孔隙度分析儀測定蚓糞的比表面積和孔徑分布，發(fā)現(xiàn)蚓糞活性炭以中空為主，微孔次之。本發(fā)明方法制得的蚓糞活性炭吸附能力強(qiáng)，顆粒強(qiáng)度高，去除污染物的效果好，是良好的吸附劑和除臭劑，對廢水、重金屬和惡臭氣體均具有良好的吸附作用，此外，本發(fā)明方法制得的蚓糞活性炭還具有價格低廉的優(yōu)勢。本發(fā)明提供的利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)雙重效益。
具體實施例方式實施例I本實施例利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法，具體步驟為(I)在15 28°C、濕度為53 78%的條件下，用新鮮或腐熟的牛、馬、羊牲畜糞便喂養(yǎng)大平二號蚓，收集大平二號蚓產(chǎn)生的蚯蚓糞，將蚯蚓糞晾曬至松散后，于105°C烘干2小時,之后破碎,研磨,過40目篩；(2)將步驟(I)處理后的蚯蚓糞與復(fù)合活化劑水溶液按固液比I : I的比例混合，復(fù)合活化劑水溶液由氯化鋅、磷酸、氯化銨和水組成，其中氯化鋅的質(zhì)量百分比濃度為30 %，磷酸的質(zhì)量百分比濃度為5 %，氯化銨的質(zhì)量百分比濃度為2 %，然后在60で浸潰24小時，之后過濾，所得濾液繼續(xù)用于浸潰蚯蚓糞，將過濾得到的固體放入活化爐中，加熱至800°C保溫活化I. 5小時，然后取出，再用稀鹽酸浸泡，之后過濾，所得濾餅在超聲波反應(yīng)器中沖洗，之后用去離子水漂洗至中性，然后烘干，研磨，過100目篩，制得蚓糞活性炭。實施例2本實施例利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法，具體步驟為(I)在15 28°C、濕度為53 78%的條件下，用新鮮或腐熟的牛、馬、羊牲畜糞便喂養(yǎng)大平二號蚓，收集大平二號蚓產(chǎn)生的蚯蚓糞，將蚯蚓糞晾曬至松散后，于115°C烘干4小時,之后破碎,研磨,過100目篩；
(2)將步驟(I)處理后的蚯蚓糞與復(fù)合活化劑水溶液按固液比I : 5的比例混合，復(fù)合活化劑水溶液由氯化鋅、磷酸、氯化銨和水組成，其中氯化鋅的質(zhì)量百分比濃度為12%,磷酸的質(zhì)量百分比濃度為10%，氯化銨的質(zhì)量百分比濃度為5%，然后在80°C浸潰16小時，之后過濾，所得濾液繼續(xù)用于浸潰蚯蚓糞，將過濾得到的固體放入活化爐中，加熱至400°C保溫活化4. 5小時，然后取出，再用稀鹽酸浸泡，之后過濾，所得濾餅在超聲波反應(yīng)器中沖洗，之后用去離子水漂洗至中性，然后烘干，研磨，過100目篩，制得蚓糞活性炭。實施例3本實施例利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法，具體步驟為
(I)在15 28°C、濕度為53 78%的條件下，用新鮮或腐熟的牛、馬、羊牲畜糞便喂養(yǎng)大平二號蚓，收集大平二號蚓產(chǎn)生的蚯蚓糞，將蚯蚓糞晾曬至松散后，于115°C烘干2小時,之后破碎,研磨,過60目篩；(2)將步驟⑴處理后的蚯蚓糞與復(fù)合活化劑水溶液按固液比I : 2. 5的比例混合，復(fù)合活化劑水溶液由氯化鋅、磷酸、氯化銨和水組成，其中氯化鋅的質(zhì)量百分比濃度為25%，磷酸的質(zhì)量百分比濃度為8%，氯化銨的質(zhì)量百分比濃度為2%，然后在60°C浸潰24小時，之后過濾，所得濾液繼續(xù)用于浸潰蚯蚓糞，將過濾得到的固體放入活化爐中，加熱至500°C保溫活化I. 5小時，然后取出，再用稀鹽酸浸泡，之后過濾，所得濾餅在超聲波反應(yīng)器中沖洗，之后用去離子水漂洗至中性，然后烘干，研磨，過100目篩，制得蚓糞活性炭。實施例I、實施例2、實施例3制得的蚓糞活性炭用比表面積和孔隙度分析儀測定蚓糞的比表面積和孔徑分布，均以中空為主，實施例I制得的蚓糞活性炭的比表面積為928. 6cm2 孔徑分布為2. 85nm。實施例2制得的蝴糞活性炭的比表面積為635. 8cm2 *g_1,孔徑分布為8. 95nm。實施例3制得的蚓糞活性炭的比表面積為426. Scm2 · g_S孔徑分布為13. 27nm。試驗例I用實施例I制得的蚓糞活性炭吸附染料廢水配制模擬染料廢水，模擬染料廢水中亞甲基藍(lán)和羅丹明濃度均為500mg/L，不調(diào)整模擬染料廢水的初始PH值(初始pH值為配制模擬染料廢水的實測值)，在溫度為20°C條件下用實施例I制得的蚓糞活性炭吸附模擬染料廢水，蚓糞活性炭的濃度為4g/L，吸附24小時后，蚓糞活性炭對亞甲基藍(lán)和羅丹明廢水的去除率分別為88. 65%和93. 52%，相應(yīng)的吸附量分別為 110. 81mg/g、116. 90mg/g。試驗例2用實施例I制得的蚓糞活性炭吸附重金屬分別配制Cu2+、Ni2+ 和 Pb2+ 的水溶液，Cu2+、Ni2+ 和 Pb2+ 水溶液中 Cu2+、Ni2+ 和 Pb2+的濃度均為20mg/L，向以上三種水溶液中加入蚓糞活性炭，Cu2+水溶液中蚓糞活性炭的濃度為3g/L，Ni2+水溶液中蚓糞活性炭的濃度為5g/L，Pb2+水溶液中蚓糞活性炭的濃度為7. 5g/L，在溫度為20°C條件下，均吸附100分鐘，蚓糞活性炭對以上三種重金屬離子的吸附率均達(dá)到99%以上，Cu2+的吸附量為6. 65mg/g、Ni2+的吸附量為3. 97mg/g，Pb2+的吸附量為
2.64mg/g0試驗例3用實施例I制得的蚓糞活性炭做除臭劑取990g實施例I制得的蚓糞活性炭與IOg人工香精混合包裝后，用于廁所、盥洗室所排出的氨、硫化氫等氣味，可保持空氣清新。取蚓糞活性炭、碳酸鈉、碳酸氫鈉和香精按一定的重量比混合，可用于廚房除臭。
采用 本發(fā)明方法制得的蚓糞活性炭用途廣泛，實用性強(qiáng)，立見功效、無毒副作用，無二次污染，使用方便，操作技術(shù)簡易，投資少，成本低，是日常生活中比較理想的除臭用品ο
權(quán)利要求
1.ー種利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將艇蝴糞晾曬至松散后，于105 115°C烘干2 4小時,之后破碎,研磨,過40 100目篩； (2)將步驟(I)處理后的蚯蚓糞與復(fù)合活化劑水溶液按固液比I: I I : 5的比例混合，然后在60 80°C浸潰16 24小時，之后過濾，所得濾液繼續(xù)用于浸潰蚯蚓糞，將過濾得到的固體放入活化爐中，加熱至400 800°C保溫活化I. 5 4. 5小時，然后取出，再用稀鹽酸浸泡，之后過濾，所得濾餅在超聲波反應(yīng)器中沖洗，之后用去離子水漂洗至中性，再經(jīng)烘干、破碎、篩分處理，制得蚓糞活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法，其特征在于，所述蚯蚓糞的制備方法為在15 28°C、濕度為53 78%的條件下，用新鮮或腐熟的牛、馬、羊牲畜糞便喂養(yǎng)大平二號蚓，收集所述大平二號蚓產(chǎn)生的蚯蚓糞。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法，其特征在于，所述復(fù)合活化劑水溶液由氯化鋅、磷酸、氯化銨和水組成，其中氯化鋅的質(zhì)量百分比濃度為12 30%，磷酸的質(zhì)量百分比濃度為5% 10%，氯化銨的質(zhì)量百分比濃度為2% 5 %。
全文摘要
本發(fā)明涉及新型環(huán)保吸附劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法。該方法為將蚯蚓糞晾曬后烘干，之后破碎、研磨、過篩，然后用復(fù)合活化劑水溶液浸漬，之后過濾，將過濾得到的固體放入活化爐中，加熱保溫活化，然后取出，再用稀鹽酸浸泡，之后過濾，所得濾餅在超聲波反應(yīng)器中沖洗，之后用去離子水漂洗至中性，再經(jīng)烘干、破碎、篩分處理，制得蚓糞活性炭。本發(fā)明方法制得的蚓糞活性炭吸附能力強(qiáng)，顆粒強(qiáng)度高，去除污染物的效果好，是良好的吸附劑和除臭劑，對廢水、重金屬和惡臭氣體均具有良好的吸附作用。本發(fā)明提供的利用蚯蚓糞制取蚓糞活性炭的方法具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)雙重效益。
文檔編號B01J20/30GK102688745SQ20121000140
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者蘭維娟, 劉亞納, 司岸恒, 周鳴, 徐航, 朱書法, 朱青菊, 湯紅妍, 苗娟 申請人:河南科技大學(xué)