本發明專利技術提供一種復合凝膠及復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝，所述復合凝膠的制備方法包括如下步驟：A）稱取混合堿于反應器中，加磁化水配制成混合堿液，水浴條件下加入丙烯酸，攪拌，得到中和溶液；B）向所述中和溶液中依次加入交聯劑、膨潤土和引發劑，攪拌，得到待聚合溶液；C）所述待聚合溶液發生聚合反應，洗滌，干燥，得到復合凝膠材料。本發明專利技術屬于環保技術領域，本發明專利技術提供的復合凝膠具有優良的吸附性能，吸附容量大等優點。本發明專利技術還提供的復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝，以污泥為原料，制備得到緩釋肥料，實現了變廢為寶，制得的緩釋肥料具有改善土壤理化性狀，保水保肥，促進植物生長等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環保
，尤其涉及一種復合凝膠及復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝。
技術介紹
隨著社會經濟的發展，城市污水量不斷增長。污泥是污水處理的直接產物，污泥的成分很復雜，包括泥砂、纖維、有機質、重金屬等成分。據統計，我國的污泥年產量已超過3000萬噸。污泥具有含水率高（往往高達95%以上），有機物含量高，容易腐化發臭等特點。當前的污泥處理主要包括填埋、焚燒、堆肥等方法，焚燒可以減少污泥的容積，但需要較高的能耗，會導致二次污染。膠凝材料，指在物理化學作用下，能從漿體變成堅固的石狀體，并能膠結其他物料，制成有一定機械強度的復合固體的物質。凝膠材料可分為水硬性膠凝材料和非水硬性膠凝材料兩大類。凝膠材料由于其優異的吸附性能，得到了越來越廣泛的應用。中國專利申請201310397252.8公開了一種吸附重金屬的凝膠囊材的制備方法，該方法包括如下步驟：氫氧化鈉或氫氧化鉀加水配制成堿液，加入丙烯酸，攪拌混勻，再依次加入交聯劑和引發劑，攪拌反應，再加入硅藻土，攪拌混勻，聚合反應，洗滌，干燥，研磨，得到凝膠囊材。現有技術的凝膠材料雖然具有較好的吸附能力，但存在制備的反應溫度較高，時間較長等缺點。此外，現有技術尚無將凝膠材料用于污泥處理并實現變廢為寶的報道。
技術實現思路
為解決現有技術中存在的問題，專利技術人通過大量試驗對復合凝膠的制備方法進行探索，預料不到的發現：通過使用磁化水，可顯著改善反應條件，得到一種新的復合凝膠，且該復合凝膠具有優良的吸附性能，吸附容量大，膨潤土的使用降低了生產成本。進一步地，本專利技術還提供了復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝。本專利技術的目的將通過下面的詳細描述來進一步體現和說明。本專利技術提供一種復合凝膠，所述復合凝膠的制備方法包括如下步驟：A）稱取12～20重量份數的混合堿于反應器中，加磁化水配制成混合堿液，水浴條件下加入25～40重量份數的丙烯酸，攪拌，得到中和溶液；B）向所述中和溶液中依次加入40～50重量份數的交聯劑、25~32重量份數的膨潤土和75～90重量份數的引發劑，攪拌，得到待聚合溶液；C）所述待聚合溶液于55～65℃發生聚合反應，洗滌，干燥，得到復合凝膠。采用上述技術方案，制得的復合凝膠具有優良的吸附性能，且制備方法簡單，降低了能耗；通過特定堿液的使用，實現了膨潤土等在較低溫度下的聚合，膨潤土的使用降低了生產成本，還提高了復合凝膠的機械強度和耐鹽性能。優選地，所述混合堿由氫氧化鈉和三乙醇胺以1：3~6的重量比組成。優選地，所述磁化水由去離子水經釹鐵硼磁體磁化得到，所述釹鐵硼磁體的磁感應強度為4000～7000高斯。優選地，所述交聯劑為雙丙烯酰胺或水溶性酚醛樹脂；所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。更優選地，所述聚合反應的反應時間為1~3h。此外，本專利技術還提供一種復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝，包括如下步驟：S1）收集污泥，加入所述污泥重量10~30%的輔料，混勻，得到污泥混合物；S2）向所述污泥混合物中加入所述輔料重量0.02~0.2%的纖維素分解菌，攪拌均勻，堆體于50～60℃條件下進行一次發酵，發酵周期5～10天，得到一次發酵產物；S3）對所述一次發酵產物進行蚯蚓養殖堆肥，得到蚯蚓堆肥產物；S4）篩分回收所述堆肥產物中的大顆粒輔料和蚯蚓，得到粗肥料，加入所述的復合凝膠，復合凝膠的加入量為所述污泥重量的0.1~20%，混勻，得到緩釋肥料。本專利技術提供的復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝，以污泥為原料制備得到緩釋肥料，實現了變廢為寶，制得的緩釋肥料具有改善土壤理化性狀，保水保肥，促進植物生長等優點。通過加入輔料，可以降低污泥的含水率，還可以作為纖維素分解菌的原料，進而通過一次發酵和二次發酵，豐富了產物中的營養成分。復合凝膠起保水、保肥和緩釋的作用，而復合凝膠本身也含有鈉等成分，自身也可起到肥效作用。篩分出的大顆粒輔料進行回收再利用，篩分出的活體蚯蚓可經深加工用于制作藥物。整個工藝過程中產生的廢氣由風機收集經生物濾池處理后排放。蚯蚓堆肥采用現有的常規堆肥技術，蚯蚓的密度為2~3萬條/m2，溫度為15~25℃，堆肥時間為5~15天。蚯蚓采用赤子愛勝蚓，利用蚯蚓的特性，增加了最終產品的肥效。優選地，所述輔料包括膨脹劑，所述膨脹劑選自鋸末、秸稈或其混合物。優選地，所述步驟S4）還包括粗肥料于35～45℃條件下進行二次發酵15～25天的步驟。通過二次發酵，得到含水率28~35%的有機肥料，可以進一步增強肥效。優選地，所述一次發酵的堆體氧濃度為3~15%。優選地，所述輔料還包括鈍化劑，所述鈍化劑選自粉煤灰、磷礦粉或其混合物。優選地，所述二次發酵的堆體氧濃度為3~15%。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術提供了一種新的復合凝膠，該復合凝膠具有優良的吸附性能，吸附容量大，其制備方法簡單，降低了能耗和生產成本。此外，本專利技術還提供了復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝，以污泥為原料，添加蚯蚓及復合凝膠等，制備得到緩釋肥料，實現了變廢為寶，制得的緩釋肥料具有改善土壤理化性狀，保水保肥，促進植物生長等優點。具體實施方式下面通過具體實施例對本專利技術做進一步的詳細說明。實施例一復合凝膠稱取3重量份數的氫氧化鈉、12重量份數的三乙醇胺于反應器中，加磁化水配制成氫氧化鈉濃度為1mol/L的堿液，4℃水浴條件下加入32重量份數的丙烯酸，攪拌，得到中和溶液；向中和溶液中依次加入45重量份數的雙丙烯酰胺、32重量份數的膨潤土和80重量份數的過硫酸銨，攪拌，得到待聚合溶液；待聚合溶液于60℃發生聚合反應2h，去離子水洗滌，干燥，得到復合凝膠。所述磁化水由去離子水經釹鐵硼磁體磁化得到，所述釹鐵硼磁體的磁感應強度為5000高斯。實施例二復合凝膠稱取2重量份數的氫氧化鈉、10重量份數的三乙醇胺于反應器中，加磁化水配制成氫氧化鈉濃度為1mol/L的堿液，4℃水浴條件下加入28重量份數的丙烯酸，攪拌，得到中和溶液；向中和溶液中依次加入42重量份數的雙丙烯酰胺、28重量份數的膨潤土和76重量份數的過硫酸銨，攪拌，得到待聚合溶液；待聚合溶液于55℃發生聚合反應2h，去離子水洗滌，干燥，得到復合凝膠。所述磁化水由去離子水經釹鐵硼磁體磁化得到，所述釹鐵硼磁體的磁感應強度為7000高斯。對比例一復合凝膠稱取3重量份數的氫氧化鈉、12重量份數的三乙醇胺于反應器中，加去離子水配制成氫氧化鈉濃度為1mol/L的堿液，4℃水浴條件下加入32重量份數的丙烯酸，攪拌，得到中和溶液；向中和溶液中依次加入45重量份數的雙丙烯酰胺、32重量份數的膨潤土和80重量份數的過硫酸銨，攪拌，得到待聚合溶液；待聚合溶液于60℃發生聚合反應2h，去離子水洗滌，干燥，得到復合凝膠。實施例三緩釋肥料的制備收集1000kg污泥（含水率98.4%），加入150kg秸稈，混勻，得到污泥混合物（含水率65.2%）；向所述污本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種復合凝膠，其特征在于：所述復合凝膠的制備方法包括如下步驟：A）稱取12～20重量份數的混合堿于反應器中，加磁化水配制成混合堿液，水浴條件下加入25～40重量份數的丙烯酸，攪拌，得到中和溶液；B）向所述中和溶液中依次加入40～50重量份數的交聯劑、25~32重量份數的膨潤土和75～90重量份數的引發劑，攪拌，得到待聚合溶液；C）所述待聚合溶液于55～65℃發生聚合反應，洗滌，干燥，得到復合凝膠。
【技術特征摘要】
1.一種復合凝膠，其特征在于：所述復合凝膠的制備方法包括如下步驟：
A）稱取12～20重量份數的混合堿于反應器中，加磁化水配制成混合堿液，水浴條件下加入25～40重量份數的丙烯酸，攪拌，得到中和溶液；
B）向所述中和溶液中依次加入40～50重量份數的交聯劑、25~32重量份數的膨潤土和75～90重量份數的引發劑，攪拌，得到待聚合溶液；
C）所述待聚合溶液于55～65℃發生聚合反應，洗滌，干燥，得到復合凝膠。
2.根據權利要求1所述的復合凝膠，其特征在于：所述混合堿由氫氧化鈉和三乙醇胺以1：3~6的重量比組成。
3.根據權利要求1所述的復合凝膠，其特征在于：所述磁化水由去離子水經釹鐵硼磁體磁化得到，所述釹鐵硼磁體的磁感應強度為4000～7000高斯。
4.根據權利要求1所述的復合凝膠，其特征在于：所述交聯劑為雙丙烯酰胺或水溶性酚醛樹脂；所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。
5.一種復合凝膠協同生物治理市政污泥及資源化利用工藝，其特征在于：包括如下步驟：
S1）收集污泥，加入所述污泥重量10~30%的輔料，混勻，得到污泥混合物；
S2）向所述污泥混合物中加入所述輔料重量0.02~0.2%的纖維素分...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王海波，吉廣林，李華章，王中元，陳作橋，周維維，
申請(專利權)人：珠海國佳新材股份有限公司，國佳污水污泥治理總院湖北連鎖有限公司，珠海國佳凝膠研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44
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