[發(fā)明專利]一種非脫水態(tài)污泥高摻量合成吸水保水材料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611088155.0
• 申請(qǐng)日: 2016-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106699990B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉鳳;彭龍貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F285/00
• 分類號(hào): C08F285/00;C08F222/38;C08F251/00;C08F220/06;C08F2/18;C08K11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明涉及一種非脫水態(tài)污泥高摻量合成吸水保水材料及制備方法，先用氫氧化鈉中和丙烯酸單體；再向步驟一所得的混合溶液中加入淀粉添加劑，使淀粉溶解；再向混合溶液中加入過(guò)硫酸鉀溶液進(jìn)行反應(yīng)；再向步驟三的混合溶液中加入非脫水態(tài)污泥的水分散液進(jìn)行反應(yīng)；再向步驟五的混合溶液中加入N，N′?亞甲基雙丙烯酰胺的水溶液進(jìn)行聚合反應(yīng)；再將液體倒出，剩余的物質(zhì)進(jìn)行烘干即得非脫水態(tài)污泥高摻量合成吸水保水材料。本發(fā)明采用新的材料配比和合成路線，在污泥不需要脫水狀態(tài)下制備具有高吸水倍率的吸水保水材料，極大的降低了吸水保水材料的制備成本，為污泥的高附加值應(yīng)用及變廢為寶提供了一種全新的制備方法，該材料的有效制備及推廣，能有效節(jié)能減排。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種新型吸水保水材料的制備工藝，特別是一種非脫水態(tài)污泥高摻量合成吸水保水材料及制備方法。

【背景技術(shù)】

對(duì)工業(yè)和城市污水處理過(guò)程中，產(chǎn)生大量的污泥，其成分及含量為：有機(jī)腐殖質(zhì)(初沉池污泥含33％，消化污泥含35％，活性污泥含41％，腐殖污泥含47％)是良好的土壤改良劑；蛋白質(zhì)、脂肪、維生素是有價(jià)值的動(dòng)物飼料成分。所以，污泥具有潛在的利用價(jià)值，引起了國(guó)內(nèi)外政府、企業(yè)及研究人員的持久關(guān)注、研究和推廣使用。目前，污泥處置的主要方式有填埋、投海、焚燒和土地利用。這些方法都能容納大量的污泥，是污泥處置的有效途徑，但其中也存在諸多問(wèn)題。為了充分利用污泥資源，減輕環(huán)境公害，世界上許多國(guó)家都在大力發(fā)展污泥處理處置和資源化利用的各種技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

有研究者為將污泥應(yīng)用到吸水保水材料領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究推廣工作。吸水保水材料屬于一種高吸水性樹(shù)脂材料，是一種含有強(qiáng)親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的功能性高分子材料。該材料不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，能吸收數(shù)百倍乃至數(shù)千倍于自身重量的水，而且保水性能強(qiáng)，即使加壓水也不會(huì)被擠出，由于高吸水性樹(shù)脂良好的吸水保水能力，其被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、衛(wèi)生、建筑材料、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及食品等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。高吸水性樹(shù)脂種類繁多，一般按高吸水性樹(shù)脂的原料來(lái)源可以分為淀粉類高吸水性樹(shù)脂、纖維素類高吸水樹(shù)脂和合成類高吸水樹(shù)脂等；其中，又以聚丙烯酸鹽類高吸水樹(shù)脂是目前生產(chǎn)最多的一類合成類高吸水樹(shù)脂，由丙烯酸或其鹽類與具有二官能度的單體共聚而成。一般具有吸水倍率高、制備工藝簡(jiǎn)單、吸水和保水能力強(qiáng)、吸水速度較快、耐水解、吸水后凝膠強(qiáng)度大以及抗菌性好但可降解性差等特點(diǎn)。高吸水保水材料的制備方法主要有本體聚合法、溶液聚合法、反相懸浮聚合法和反相乳液聚合法等方法。

但是，利用污泥的前提條件是污泥必須經(jīng)過(guò)脫水和干燥處理，由于污泥含水量達(dá)60％—80％，且本生呈凝膠狀結(jié)構(gòu)，所以，污泥脫水干燥的難度和工業(yè)成本偏高，造成了大量的能耗，這是阻礙污泥進(jìn)一步應(yīng)用于更高端領(lǐng)域和高端材料制品的主要因素之一；在日本、歐洲和美國(guó)有研究者將脫水干燥后的污泥采用富摻法制備了污泥填充類高吸水保水樹(shù)脂材料，但是一直無(wú)法進(jìn)行該技術(shù)的推廣使用，原因也是如此。鑒于我國(guó)水資源十分匱乏、國(guó)土沙漠化日趨嚴(yán)重、化肥的利用率較低和大量化肥流失而污染水源的基本國(guó)情，開(kāi)發(fā)一種高效的、低成本的和環(huán)保的吸水保水材料，必將節(jié)水抗旱、治理沙漠、植樹(shù)造林、減少化肥流失提高化肥利用率等方面將發(fā)揮重要作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

鑒于上述利用污泥合成吸水保水材料中存在的技術(shù)難題，本發(fā)明的目的在于提供一種非脫水態(tài)污泥高摻量合成吸水保水材料及制備方法，本發(fā)明采用一種新型的材料配比和合成工藝路線，在污泥不需要脫水狀態(tài)即非脫水態(tài)的條件下制備具有高吸水倍率的吸水保水材料，極大的降低了吸水保水材料的制備成本，也為污泥的高附加值應(yīng)用及變廢為寶提供了一種全新的制備方法，該材料的有效制備及推廣，能有效節(jié)能減排。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種非脫水態(tài)污泥高摻量合成吸水保水材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，用氫氧化鈉中和丙烯酸單體，得到澄清的混合溶液；

步驟二，再向步驟一所得的混合溶液中加入淀粉添加劑，使淀粉溶解；