[发明专利]一种用污泥与厨余垃圾制备的保水营养凝胶及方法

说明书

本发明涉及固体废物综合利用技术领域，具体涉及一种用污泥与厨余垃圾制备的保水营养凝胶及方法，本发明所述保水营养凝胶由保水模块凝胶、营养模块胶体、丙烯酰胺水溶液与丙烯酸水溶液混合组成，其中，保水模块凝胶由凝水剂和锁水增效剂按照体积比为2:1的比例混合制成，脱水污泥和K营养基质按照体积比为1:2的比例混合制成。本发明保水营养凝胶可以广泛用于城市绿化营养基材加工、矿山生态治理工程、高速公路护坡生态保护等场合，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种用污泥与厨余垃圾制备的保水营养凝胶及方法，属于固体废物综合利用技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，生活污水排放量日益增大，脱水污泥处置问题是环保行业的难题，其含水率偏高，运输困难，填埋场难于接收，即使放置在填埋场经历长时间晾晒也依然难于彻底干化。我国的厨余垃圾产量呈上升趋势，厨余垃圾在存放、收集的过程中极大地污染了周围环境，其后续的处置仍然是一个难题。

生活污水处理厂产生污泥的过程，是一个将污水中的氮、磷物质富集至污泥的过程，此时的污泥可以看作是富含氮素以及聚磷菌的营养物质，若能加以利用，便是优质的营养源。厨余垃圾中的苹果皮、橘皮、香蕉皮等物质，富含果胶成分，苹果皮、橘皮、香蕉皮等果皮中约含20-35％的果胶，其中的果胶主要存在于植物的细胞壁和细胞内层，为内部细胞的支撑物质，可以通过化学方法予以提取，用作凝水、保水基质。厨余垃圾中的粥类残渣、淘米水、鱼虾类残渣可以通过发酵，制取液体钾肥。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用污水处理厂的脱水污泥、厨余垃圾、丙烯酰胺水溶液和丙烯酸水溶液，通过物理与化学方法进行加工处理，制备出了具有保水与营养性的保水营养凝胶，本发明还提供了该保水营养凝胶的制备方法。

本发明采用的技术方案为：

本发明为一种用污泥与厨余垃圾制备的保水营养凝胶，所述的保水营养凝胶由保水模块凝胶、营养模块胶体、丙烯酰胺水溶液与丙烯酸水溶液混合按照体积比为65-68:17-20:5-7:8-10的比例混合组成，其中丙烯酰胺水溶液的浓度为3.8-4.2mol/L，丙烯酸水溶液的浓度为0.6-0.9mol/L，所述保水模块凝胶由凝水剂和锁水增效剂按照体积比为2:1的比例混合制成，所述的脱水污泥和K营养基质按照体积比为1:2的比例混合制成。

本发明用污泥与厨余垃圾制备保水营养凝胶的方法，包括以下步骤：

(1)凝水剂的制备：

1)将浓度为3.8-4.2mol/L的丙烯酰胺水溶液与0.6-0.9mol/L的丙烯酸水溶液按照体积比为1:2的比例混合，在温度为55-58℃下搅拌反应，使丙烯酰胺与丙烯酸完成聚合反应，形成丙烯酰胺—丙烯酸初级聚合胶体；

2)取厨余垃圾中的水果皮，切成块状，装于玻璃容器中，向玻璃容器中加入浓度为0.2mol/L的稀盐酸溶液以将块状果皮淹没，然后调节混合溶液的pH值为2.0-2.5，搅拌后进行抽滤；

3)将抽滤后的滤液冷却后加入浓度为4.5-5.2mol/L的氨水调节pH值为3.5-4.0，将调节后的滤液进行搅拌，搅拌的同时加入体积分数为95％的乙醇水溶液，乙醇水溶液的体积为调节后滤液体积的1.2倍，静置后得到絮状果胶，将上述絮状果胶过滤，制得湿果胶；

4)将步骤1)中的丙烯酰胺—丙烯酸初级聚合胶体、引发剂、步骤3)中的湿果胶按体积比1:0.05:0.5的比例混合，在温度为55-60℃下搅拌反应，使其完成二次聚合反应，得到凝水剂，其中的引发剂由浓度为0.001mol/L的过硫酸钾水溶液与0.002mol/L的亚硫酸氢钠水溶液按照体积比为2:1的比例混合；

(2)锁水增效剂的制备：