[發明專利]一種用污泥與廚余垃圾制備的保水營養凝膠及方法

有效

• 申請號: 201910195359.1
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109824432B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 蘇冰琴;張弛;陶艷;林昱廷;劉一清
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 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所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明涉及固體廢物綜合利用技術領域，具體涉及一種用污泥與廚余垃圾制備的保水營養凝膠及方法，本發明所述保水營養凝膠由保水模塊凝膠、營養模塊膠體、丙烯酰胺水溶液與丙烯酸水溶液混合組成，其中，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，脫水污泥和K營養基質按照體積比為1:2的比例混合制成。本發明保水營養凝膠可以廣泛用于城市綠化營養基材加工、礦山生態治理工程、高速公路護坡生態保護等場合，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明涉及一種用污泥與廚余垃圾制備的保水營養凝膠及方法，屬于固體廢物綜合利用技術領域。

背景技術

隨著社會經濟的發展，生活污水排放量日益增大，脫水污泥處置問題是環保行業的難題，其含水率偏高，運輸困難，填埋場難于接收，即使放置在填埋場經歷長時間晾曬也依然難于徹底干化。我國的廚余垃圾產量呈上升趨勢，廚余垃圾在存放、收集的過程中極大地污染了周圍環境，其后續的處置仍然是一個難題。

生活污水處理廠產生污泥的過程，是一個將污水中的氮、磷物質富集至污泥的過程，此時的污泥可以看作是富含氮素以及聚磷菌的營養物質，若能加以利用，便是優質的營養源。廚余垃圾中的蘋果皮、橘皮、香蕉皮等物質，富含果膠成分，蘋果皮、橘皮、香蕉皮等果皮中約含20-35％的果膠，其中的果膠主要存在于植物的細胞壁和細胞內層，為內部細胞的支撐物質，可以通過化學方法予以提取，用作凝水、保水基質。廚余垃圾中的粥類殘渣、淘米水、魚蝦類殘渣可以通過發酵，制取液體鉀肥。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用污水處理廠的脫水污泥、廚余垃圾、丙烯酰胺水溶液和丙烯酸水溶液，通過物理與化學方法進行加工處理，制備出了具有保水與營養性的保水營養凝膠，本發明還提供了該保水營養凝膠的制備方法。

本發明采用的技術方案為：

本發明為一種用污泥與廚余垃圾制備的保水營養凝膠，所述的保水營養凝膠由保水模塊凝膠、營養模塊膠體、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，所述的脫水污泥和K營養基質按照體積比為1:2的比例混合制成。

本發明用污泥與廚余垃圾制備保水營養凝膠的方法，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，使丙烯酰胺與丙烯酸完成聚合反應，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，然后調節混合溶液的pH值為2.0-2.5，攪拌后進行抽濾；

3)將抽濾后的濾液冷卻后加入濃度為4.5-5.2mol/L的氨水調節pH值為3.5-4.0，將調節后的濾液進行攪拌，攪拌的同時加入體積分數為95％的乙醇水溶液，乙醇水溶液的體積為調節后濾液體積的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，使其完成二次聚合反應，得到凝水劑，其中的引發劑由濃度為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：