[發(fā)明專利]一種用污泥與廚余垃圾制備的保水營養(yǎng)凝膠及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910195359.1
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109824432B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇冰琴;張弛;陶艷;林昱廷;劉一清
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C05G3/80
• 分類號: C05G3/80;C05G5/18;C05G3/40;B01J13/00
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一 種用污泥與廚余垃圾制備保水營養(yǎng)凝膠的方法，其特征在于：所述的保水營養(yǎng)凝膠由保水模塊凝膠、營養(yǎng)模塊膠體、丙烯酰胺水溶液與丙烯酸水溶液混合按照體積比為65-68:17-20:5-7:8-10的比例混合組成，其中丙烯酰胺水溶液的濃度為3.8-4.2mol/L，丙烯酸水溶液的濃度為0.6-0.9mol/L，所述保水模塊凝膠由凝水劑和鎖水增效劑按照體積比為2:1的比例混合制成，所述的營養(yǎng)模塊膠體由脫水污泥和K營養(yǎng)基質(zhì)按照體積比為1:2的比例混合制成；

所述保水營養(yǎng)凝膠的制備方法包括以下步驟：

(1)凝水劑的制備：

1)將濃度為3.8-4.2mol/L的丙烯酰胺水溶液與0.6-0.9mol/L的丙烯酸水溶液按照體積比為1:2的比例混合，在溫度為55-58℃下攪拌反應(yīng)，使丙烯酰胺與丙烯酸完成聚合反應(yīng)，形成丙烯酰胺—丙烯酸初級聚合膠體；

2)取廚余垃圾中的水果皮，切成塊狀，裝于玻璃容器中，向玻璃容器中加入濃度為0.2mol/L的稀鹽酸溶液以將塊狀果皮淹沒，然后調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為2.0-2.5，攪拌后進(jìn)行抽濾；

3)將抽濾后的濾液冷卻后加入濃度為4.5-5.2mol/L的氨水調(diào)節(jié)pH值為3.5-4.0，將調(diào)節(jié)后的濾液進(jìn)行攪拌，攪拌的同時加入體積分?jǐn)?shù)為95％的乙醇水溶液，乙醇水溶液的體積為調(diào)節(jié)后濾液體積的1.2倍，靜置后得到絮狀果膠，將上述絮狀果膠過濾，制得濕果膠；

4)將步驟1)中的丙烯酰胺—丙烯酸初級聚合膠體、引發(fā)劑、步驟3)中的濕果膠按體積比1:0.05:0.5的比例混合，在溫度為55-60℃下攪拌反應(yīng)，使其完成二次聚合反應(yīng)，得到凝水劑，其中的引發(fā)劑由濃度為0.001mol/L的過硫酸鉀水溶液與0.002mol/L的亞硫酸氫鈉水溶液按照體積比為2:1的比例混合；

(2)鎖水增效劑的制備：

1)取1000mL污泥于容器中第一次離心過濾，倒掉上層清液，得到污泥沉淀物C1，向污泥沉淀物加入500mL生理鹽水，進(jìn)行第一次超聲處理，第二次離心后將上層清液Q1和沉淀物C2備用；

2)向沉淀物C2中加入500mL生理鹽水，第二次超聲后在溫度為75-80℃下加熱25min，然后第三次離心分離取上層清液Q2；

3)將上層清液Q1和上層清液Q2混合，采用孔徑為2.0-3.0微米的濾紙過濾，過濾后的液體為污泥胞外多聚物提取液，即鎖水增效劑；

(3)保水模塊凝膠的制備：

將上述步驟(1)制得的凝水劑和步驟(2)制得的鎖水增效劑按照體積比為2:1的比例混合，攪拌后制得軟果凍狀保水模塊凝膠；

(4)脫水污泥的制備：

脫水污泥采用改良型A²O工藝污水廠的脫水污泥；

(5)K營養(yǎng)基質(zhì)的制備：

所述的K營養(yǎng)基質(zhì)由廚余垃圾中的粥類殘渣、淘米水、魚蝦類殘渣發(fā)酵產(chǎn)生的液體構(gòu)成；

(6)營養(yǎng)模塊膠體的制備：

將脫水污泥與K營養(yǎng)基質(zhì)按照體積比為1:2的比例混合，在攪拌轉(zhuǎn)速為120r/min，攪拌時間為20min的條件下攪拌制成營養(yǎng)模塊膠體；

(7)保水營養(yǎng)凝膠的制備：

將步驟(3)制得的保水模塊凝膠、步驟(6)制得的營養(yǎng)模塊膠體、丙烯酰胺水溶液與丙烯酸水溶液按照體積比為65-68:17-20:5-7:8-10的比例混合，在溫度為62-65℃下先快速攪拌反應(yīng)，再進(jìn)行慢速攪拌反應(yīng)，完成第三階段聚合反應(yīng)，形成新的凝膠體，經(jīng)過切割、造粒，制得球狀保水營養(yǎng)凝膠；

所述（1）凝水劑的制備中步驟1)的丙烯酰胺水溶液與丙烯酸水溶液攪拌反應(yīng)的時間為30min，步驟4)中丙烯酰胺—丙烯酸初級聚合膠體、引發(fā)劑、步驟3)中濕果膠混合溶液的攪拌時間為40min。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用污泥與廚余垃圾制備保水營養(yǎng)凝膠的方法，其特征在于：所述(1)凝水劑的制備中步驟1)的丙烯酰胺水溶液與丙烯酸水溶液攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為60r/min；所述步驟2)中的果皮為蘋果皮、橘皮或者香蕉皮中的任意一種或者質(zhì)量比1:2:1的蘋果皮、橘皮和香蕉的混合果皮，所述塊狀果皮的長和寬均為20mm，所述步驟2)中攪拌時的溫度為85-88℃，時間為45min，轉(zhuǎn)速為20r/min，所述步驟2)中抽濾溫度大于30℃。