一種從養豬場沼渣中提取腐植酸的方法
【專利摘要】本發明公開一種養豬場沼渣提取腐植酸的方法。先稱取一定含水率的沼渣，加入一定量濃度為0.5mol/L的鹽酸在沸水浴(100℃)下加熱45min，期間震蕩數次。使用離心機固液分離(轉速3000r/min)，倒出上清液，并用蒸餾水多次清洗沉淀至中性，隨后用一定量濃度為0.2mol/L的氫氧化鈉溶液于錐形瓶內溶解沉淀，在溫度60℃下反應30min，使得腐植酸完全溶解于氫氧化鈉溶液。得到腐植酸鈉溶液后，加入一定量的體積濃度為10％的硫酸至溶液pH為1?2，反應一段時間后產生絮狀沉淀。將絮狀沉淀壓濾機壓濾或離心機脫水，得到濾餅，濾餅烘干、碾碎，得到的棕色粉末即為本發明提取的腐植酸。本發明的腐植酸具有純度高、制備工藝簡單、原料便宜易得、應用廣泛等優點。
【專利說明】
一種從養豬場沼渣中提取腐植酸的方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種以養豬場沼渣為原料提取腐植酸的方法。
【背景技術】
[0002] 現今，規模化養豬已經成為我國生豬養殖的主要方式，對地方經濟的發展起到了 重大作用，但養殖帶來的大量糞便和污水會污染環境。沼氣工程能有效解決糞污量多、難處 理的問題。沼氣工程是指將養殖場糞污收集后厭氧發酵從而達到污水處理、廢物利用的一 項工程。其產生的沼氣可以作為發電、燃燒的原料，但是發酵后會產生沼液、沼渣。《農業工 程學報》2013年29卷第22期218-225頁報道了我國畜禽養殖每年排放的糞、尿達到4.06億 噸，沼渣沼液量超過1.3X10 9噸。其中少數沼渣作為肥料回田，但是直接使用容易造成燒苗 現象，大部分沼渣則因運費昂貴而被堆放棄置，其惡臭會影響周圍環境、滋生細菌，所含氮 磷及有機物質會使水體富營養化。
[0003]腐植酸是一種天然有機高分子聚合物，它分子結構中含有羰基、芳香烴等基團。它 的應用廣泛，在農業方面，它可以縮小植物葉面氣孔，減少水汽蒸騰，提高農作物抗性;在工 業生產中，它以添加劑的形式出現，從而提高產品質量、提高產品合格率、節省原材料和降 低能耗;在醫用方面，它可以消炎止痛、止血、去腐生肌抗潰瘍，促進傷口愈合、改善血液循 環，抗風濕、調節機體免疫功能，增強抗病能力，而且沒有毒副作用，對皮膚不刺激不過敏。
[0004] 《當代畜牧》2011年08期40-41頁報道了養豬場沼氣池沼渣中含有機質30 %~ 49%，腐植酸10%~24.6%。《中國沼氣》2014年32卷第3期74-82頁報道了沼渣大約含有 30 %~50 %的有機質，10 %~20 %的腐殖酸。
[0005] 正是由于天然有機高分子聚合物腐植酸能廣泛應用于農林、石化、醫用、環保等多 個領域，產品附加值較高這一特點，本發明以養豬場沼渣為原料，從中提取腐植酸，實現養 豬場沼渣資源化。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是:針對養豬場沼渣中含有較多腐植酸這一特性，以其為原料，從中 提取具有較高附加值的腐植酸。
[0007] 本發明的提取原理基于以下3點：
[0008] 其一是，沼渣中難溶于氫氧化鈉的腐植酸鈣、腐植酸鎂及腐植酸鐵等腐植酸鹽類 先與鹽酸反應生成腐植酸沉淀，其反應式如下：
[0009] R (COO) 4Ca2+4HCl (C00H) 4|+2CaCl 2
[0010] R (COO) 4Mg2+4HCl (C00H) 4|+2MgCl 2
[0011] (R (COO) 4) 3Fe4+12HC1 (C00H) 4|+4FeC 13
[0012] 其二是，將所有的沉淀收集起來加氫氧化鈉充分溶解生成腐植酸鈉溶液，其反應 式如下：
[0013] R (C00H) 4+4NaOH^R (COONa) 4+4H20
[0014] 其三是，向氫氧化鈉溶液中加入硫酸使H+與腐植酸鈉中Na+發生置換反應生成較高 純度的腐植酸，其反應式如下：
[0015] R (COONa) 4+2H2S〇4-R (C00H) 4丄+2Na2S〇4
[0016] 本發明采用的技術方案是：
[0017]步驟1:先稱取一定量的沼渣，加入一定體積0.5mol/L的鹽酸在沸水浴下加熱 45min，期間震蕩數次。反應結束后取出，趁熱過濾，并用蒸餾水多次清洗沉淀，得到的沉淀 為腐植酸固體及不溶于水的雜質。
[0018]步驟2:將沉淀用用清水多次清洗至中性，隨后取一定體積0.2mol/L的氫氧化鈉溶 液溶解沉淀并置于錐形瓶內，在溫度60°C下反應30min，使得腐植酸完全溶解于氫氧化鈉溶 液得到腐植酸鹽溶液。
[0019]步驟3:過濾去除不溶的雜質，在得到的腐植酸鈉溶液中加入一定體積10 %的硫酸 使溶液pH為1-2,反應一段時間后產生絮狀沉淀。將絮狀沉淀壓濾機壓濾或離心機脫水，得 到濾餅，濾餅烘干、碾碎，得到的棕色粉末即為本發明提取的腐植酸。
[0020] 本發明的主要優點是:本發明提取的腐植酸是棕色粉末狀固體。沼渣及反應過程 用到的藥劑原料均為常規化學藥品，價格低廉，提取工藝簡單，無需高溫、高壓條件。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明的腐植酸的紅外光譜
[0022]圖2為本發明的腐植酸的13CNMR核磁共振圖譜 [0023]圖3為本發明的腐植酸的hNMR核磁共振圖譜 圖4為本發明的腐植酸的掃描電鏡圖
【具體實施方式】
[0024] 本發明沼渣提取腐植酸的方法如下：
[0025] 先稱取含水率90%~96%的沼渣50~6001^，加入701^~7001^.5111〇1/1的鹽酸在沸 水浴下加熱40~60min，期間震蕩數次。使用離心機至固液分離，倒出上清液，并用蒸餾水多 次清洗沉淀，得到的沉淀即為腐植酸固體和不溶于水的雜質。隨后取100L~1200L0.2mol/L 氫氧化鈉溶液溶解沉淀并置于錐形瓶內，在溫度50~60 °C下反應30~40min，使得腐植酸 完全溶解于氫氧化鈉溶液得到腐植酸鹽溶液。得到腐植酸鈉溶液后加入5~150L10%的硫 酸至溶液pH為1-2,反應20~30min后產生絮狀沉淀。將絮狀沉淀壓濾機壓濾或離心機脫水， 得到濾餅，濾餅烘干、碾碎，得到的棕色粉末即為本發明提取的腐植酸。
[0026] 以下提供本發明的5個實施例 [0027] 實施例1
[0028] 先稱取含水率94.19%的沼渣501^，加入701^0.5111〇1/1的鹽酸在沸水浴下加熱 45min，期間震蕩數次。使用離心機至固液分離，倒出上清液，并用蒸餾水多次清洗沉淀，得 到的沉淀即為腐植酸固體和不溶于水的雜質。隨后取110L0.2mol/L的氫氧化鈉溶液溶解沉 淀并置于錐形瓶內，在溫度60 °C下反應30min，使得腐植酸完全溶解于氫氧化鈉溶液得到腐 植酸鹽溶液。得到腐植酸鈉溶液后加入10L10 %的硫酸至溶液pH為1-2，反應一段時間后產 生絮狀沉淀。將絮狀沉淀壓濾機壓濾或離心機脫水，得到濾餅，濾餅烘干、碾碎，得到的棕色 粉末即為本發明提取的腐植酸產品，其產量為ο. 72kg。
[0029] 實施例2-5與實施例1的區別是原輔料投加量不同，其它工藝參數和制備方法均相 同。表1為5個實施例的不同試劑投加量所得產量的結果。
[0030] 表1本發明的5個實施例
[0031]
【主權項】
1. 一種從養豬場沼渣中提取腐植酸的方法，其特征是采用如下步驟進行： (1) 先稱取一定量一定含水率的沼渣，加入一定量的濃度為0.5mol/L的鹽酸在沸水浴 下加熱45min，期間震蕩數次。反應結束后取出，趁熱過濾，得到的沉淀為腐植酸固體及不溶 于水的雜質。 (2) 將沉淀用蒸餾水多次清洗至中性，隨后取一定量濃度為0.2mol/L的氫氧化鈉溶液 溶解沉淀并置于錐形瓶內，在溫度60°C下反應30min，使得腐植酸完全溶解于氫氧化鈉溶液 得到腐植酸鈉溶液。 (3) 過濾去除不溶的雜質，在得到的腐植酸鈉溶液中加入一定量的體積濃度為10 %的 硫酸使溶液PH為1-2,反應一段時間后產生絮狀沉淀。將絮狀沉淀壓濾機壓濾或離心機脫 水，得到濾餅，濾餅烘干、碾碎，得到的棕色粉末即為本發明提取的腐植酸。
【文檔編號】C08H99/00GK105885061SQ201610200623
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】張文藝, 沈紅池, 蔡慶慶, 吳旭鵬
【申請人】常州大學