[發明專利]固體廢棄物聯合制備凈化污水中氮磷的凝膠類填料的方法

在審

• 申請號: 202210024767.2
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114558556A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 李亞林;劉蕾;關明玥;王恩賜;孫猛;何海洋;張行;宋雨晴
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

本發明公開一種固體廢棄物聯合制備凈化污水中氮磷的凝膠類填料的方法，包括以下步驟：（1）將餐廚垃圾原料進行預處理，加入一定質量的污泥，用破壁機打磨成漿液，得到污泥?餐廚混合漿液；（2）取一定體積污泥?餐廚混合漿液，使用微波反應器施加一定微波能量；（3）向污泥?餐廚混合漿液中依次加入氧化劑、支撐劑、單體溶液、交聯劑和引發劑，攪拌至混合均勻；（4）將步驟（3）所得漿液在恒溫水浴條件下繼續攪拌，直至漿液達到所需黏度，靜置得到凈化污水中氮磷的凝膠類填料。本發明充分利用了兩種原料的資源屬性，可以實現“1+1＞2”的協同效應，可實現固體廢棄物資源化利用和吸附污水中的氮磷。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物資源化利用技術領域，尤其涉及固體廢棄物聯合制備凈化污水中氮磷的凝膠類填料的方法。

背景技術

我國餐廚垃圾和污泥年產量巨大，但部分傳統的處理技術以處置為目的，造成了大量的資源浪費。餐廚垃圾中含有大量-OH、-COOH等官能團，污泥中含有二氧化硅等無機物質，可將其交聯聚合為凝膠，充當填料，用于污水處理領域吸附柱內，實現廢棄物的高增值轉化。

近年來我國污水污染防治形式嚴峻，導致總磷逐漸成為重點湖庫、長江經濟帶地表水首要污染物，無機氮、磷酸鹽成為近岸海域首要污染物，氮磷污染上升為水污染防治的主要問題，成為影響流域水質改善的突出瓶頸。2018年，生態環境部下發通知，要求各地要高度重視氮磷污染防治工作，嚴控并逐步削減重點行業氮磷排放總量，推動流域水質改善。然而傳統技術如化學沉淀法、混凝過濾法和生物法均存在凈化氮磷效率低、資源化程度低、成本高昂等問題。針對上述問題，亟需研發固體廢棄物聯合制備凈化污水中氮磷的凝膠類填料的方法。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供了一種綠色環保、成本低廉、制備工藝簡單、實現多種廢棄物資源化共處置、凈化氮磷效果好的固體廢棄物聯合制備凈化污水中氮磷的凝膠類填料的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：固體廢棄物聯合制備凈化污水中氮磷的凝膠類填料的方法，包括以下步驟：

（1）將餐廚垃圾原料進行預處理，加入一定質量的污泥，用破壁機打磨成漿液，得到污泥-餐廚混合漿液；

（2）取一定體積污泥-餐廚混合漿液，使用微波反應器施加一定微波能量；

（3）向污泥-餐廚混合漿液中依次加入氧化劑、支撐劑、單體溶液、交聯劑和引發劑，攪拌至混合均勻；

（4）將步驟（3）所得漿液在恒溫水浴條件下繼續攪拌，直至漿液達到所需黏度，靜置得到凈化污水中氮磷的凝膠類填料。

步驟（1）的具體過程為：餐廚垃圾預處理是指分揀出大骨頭、紙巾、塑料袋、泡沫雜質，過0.150 mm孔徑篩網瀝去餐廚垃圾滲濾液，與等體積的蒸餾水混合，加入一定質量的污泥，在破壁機中破碎成分散均勻的漿液，過0.125 mm孔徑篩網，得到污泥-餐廚混合漿液。

步驟（1）中污泥原料含水率為70-80%，加入污泥的質量為分散均勻的污泥-餐廚混合漿液的1-20%。

步驟（2）所述微波輻射功率為210-560 W，微波反應時間為110 s。

步驟（3）中的氧化劑指CaO₂、H₂O₂或K₂MnO₄，氧化劑作用為將原料中的碳組分釋放出來，每50 mL漿液投加量為0.2-1.5 g。

步驟（3）中的支撐劑指含有硅酸根的無機物，如污泥灰、粉煤灰、椰子灰或鋰皂石，也包括污泥-餐廚漿液中被氧化劑釋放的碳組分，作用為增強凈化污水中氮磷的凝膠類填料的機械性能，每50 mL漿液投加量為3-10 g。

步驟（3）中的單體溶液指丙烯酰胺、海藻酸鈉或氯乙烯類簡單化合物的水溶液，作用為能引起聚合反應或縮聚反應而合成高分子化合物，每50 mL漿液投加量為4-8 ml。