CN112403527B - 一种用于餐厨垃圾降解的催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于餐厨垃圾降解的催化剂及其制备方法与应用。所述催化剂由载体与活性组分组成，所述载体为杨木锯末，所述活性组分为质量比为α‑FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷。本发明所得催化剂生成的强氧化性自由基可将餐厨垃圾中蛋白质、碳水化合物和脂肪等有机物氧化成有机质，处理时间较微生物厌氧好氧法大大缩短，处理前后不会产生二次污染。

Description

一种用于餐厨垃圾降解的催化剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于餐厨垃圾处理技术领域，具体涉及一种用于餐厨垃圾降解的催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速，城市居民的生活水平发生了巨大的改变，反映在生活垃圾方面的则是：有机垃圾的成分显著增加，而城市生活垃圾中的有机垃圾绝大部分是餐厨垃圾。另一面，随着我国餐饮业的迅速崛起，餐厨垃圾产量越来越大。而餐厨垃圾具有含水量、有机物含量、油脂含量、盐分含量高以及营养元素丰富等特点，使其在城市生活垃圾处理中占有非常重要的地位，越来越受到人们的重视。
生活垃圾不但含有病原微生物，在堆放腐败的过程中还会产生大量的有机污染物，并会将垃圾中的重金属溶解出来，形成有机物质、重金属和病原微生物三位一体的污染源。如果控制不当进入周围水体或渗入土壤，必然会造成地表水和地下水的严重污染。另外，城市生活垃圾含有的大量有机物质，在微生物的作用下，在堆存过程中易产生大量的沼气，形成严重的爆炸隐患。随着城市生活垃圾中有机质含量的提高和由露天分散堆放变为集中堆存，只采用简单覆盖，易造成产生甲烷气体的厌氧环境，使垃圾产生的沼气量增加，危害日益突出，事故不断，造成重大损失。
现在国内外的餐厨垃圾处理方法主要有：餐厨垃圾的好氧堆肥处理、小型生化处理机、真空油炸技术、餐厨垃圾的厌氧发酵、微生物发酵制备饲料蛋白、蚯蚓处理餐厨垃圾等。但存在着处理时间长、减量率低、盐分难以处理及可回收资源浪费等问题。因此市场急需一种快速处理且能较大资源化利用餐厨垃圾的新技术。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种用于餐厨垃圾降解的催化剂。
本发明所述催化剂能够减量餐厨垃圾并将其转变成有机肥料。
本发明法另一目的在于提供上述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种用于餐厨垃圾降解的催化剂，由质量比为(1～1.5)：1的载体与活性组分组成，所述载体为杨木锯末，所述活性组分为质量比为(0.10～0.15)：(0.10～0.15)：(0.05～0.15)：(0.02～0.05)的α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷。
优选地，所述载体与活性组分的质量比为(1.2～1.5)：1。
优选地，所述α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷的质量比为(0.10～0.15)：(0.10～0.15)：(0.12～0.15)：(0.03～0.05)。
上述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将杨木锯末加入足量水搅拌形成固体悬浮物；
(2)将α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷以一定比例混合于水中；
(3)将步骤(2)得到的混合物与步骤(1)的固体悬浮物混合均匀，于80～100℃加热烘干至含水率不超过5％，得到所述催化剂。
优选地，步骤(2)所述α-FeOOH与水的质量比为1:10。
优选地，步骤(3)所述加热的温度为90～100℃。
上述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂在餐厨垃圾降解中的应用。
优选地，所述应用为：在餐厨垃圾中加入所述催化剂并于70～80℃下降解。
更优选地，所述餐厨垃圾与催化剂的质量比为1～2：1。
更优选地，所述降解的时间为4～6h。
发明人经过对餐厨垃圾降解产物进行分析，发现α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷混合后加热可发生协同作用生成强氧化性自由基将餐厨垃圾中蛋白质、碳水化合物和脂肪等有机物氧化成有机质。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)催化剂对餐厨垃圾中的碳水化合物、脂肪、蛋白质均具有良好的催化降解能力；
(2)能够将餐厨垃圾转变为液态有机肥；
(3)处理时间较微生物厌氧好氧法大大缩短；
(4)处理前后不会产生二次污染。
附图说明
图1为实施例1的催化剂降解餐厨垃圾后的照片。
图2为实施例2的催化剂降解餐厨垃圾后的照片。
图3为实施例3的催化剂降解餐厨垃圾后的照片。
图4为未降解的餐厨垃圾照片。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种餐厨垃圾降解催化剂，包括载体和活性组分，所述载体为杨木锯末，所述活性组分包括α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷。该催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将60g杨木锯末加入足量水搅拌形成固体悬浮物；
(2)将15gα-FeOOH、10g蛭石粉末、10g磷酸钙和5g聚二甲基硅氧烷以一定比例(按照α-FeOOH与水的质量比1：10)混合于水中，充分搅拌均匀；
(3)将(2)得到的混合物与(1)杨木锯末充分混合搅拌，得到所制备的催化剂悬浮液；
(4)将催化剂悬浮液在90℃加热烘干，得到所述催化剂；
(5)按照质量比1：1在餐厨垃圾中加入上述催化剂于80℃下降解5h。
实施例2
本实施例提供一种可用于餐厨垃圾催化降解的催化剂，包括载体和活性组分，所述载体为杨木锯末，所述活性组分包括α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷。
该复合催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将60g杨木锯末加入足量水搅拌形成固体悬浮物；
(2)将10gα-FeOOH、15g蛭石粉末、12g磷酸钙和3g聚二甲基硅氧烷以一定比例(按照α-FeOOH与水的质量比1：10)混合于水中，充分搅拌均匀；
(3)将(2)得到的混合物与(1)杨木锯末充分混合搅拌，得到所制备的催化剂悬浮液；
(4)将催化剂悬浮液在100℃加热烘干，得到所述的催化剂；
(5)按照质量比1：1在餐厨垃圾中加入上述催化剂于80℃下降解5h。
实施例3
本实施例提供一种可用于餐厨垃圾催化降解的催化剂，包括载体和活性组分，所述载体为杨木锯末，所述活性组分包括α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷。
该复合催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将55g杨木锯末加入足量水搅拌形成固体悬浮物；
(2)将10gα-FeOOH、15g蛭石粉末、15g磷酸钙和5g聚二甲基硅氧烷以一定比例(按照α-FeOOH与水的质量比1：10)混合于水中，充分搅拌均匀；
(3)将(2)得到的混合物与(1)杨木锯末充分混合搅拌，得到所制备的催化剂悬浮液；
(4)将催化剂悬浮液在90℃加热烘干，得到所述的催化剂；
(5)按照质量比1：1在餐厨垃圾中加入上述催化剂于70℃下降解4h。
表1.餐厨垃圾降解情况汇总
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于餐厨垃圾降解的催化剂，其特征在于，由质量比为(1～1.5)：1的载体与活性组分组成，所述载体为杨木锯末，所述活性组分为质量比为(0.10～0.15)：(0.10～0.15)：(0.05～0.15)：(0.02～0.05)的α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂，其特征在于，所述载体与活性组分的质量比为(1.2～1.5)：1。
3.根据权利要求1所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂，其特征在于，所述α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷的质量比为(0.10～0.15)：(0.10～0.15)：(0.12～0.15)：(0.03～0.05)。
4.权利要求1～3任一项所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将杨木锯末加入足量水搅拌形成固体悬浮物；
(2)将α-FeOOH、蛭石粉末、磷酸钙和聚二甲基硅氧烷以一定比例混合于水中；
(3)将步骤(2)得到的混合物与步骤(1)的固体悬浮物混合均匀，于80～100℃加热烘干至含水率不超过5％，得到所述催化剂。
5.根据权利要求4所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述α-FeOOH与水的质量比为1:10。
6.根据权利要求4所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述加热的温度为90～100℃。
7.权利要求1～3任一项所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂在餐厨垃圾降解中的应用。
8.根据权利要求7所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂在餐厨垃圾降解中的应用，其特征在于，所述应用为：在餐厨垃圾中加入所述催化剂并于70～80℃下降解。
9.根据权利要求8所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂在餐厨垃圾降解中的应用，其特征在于，所述餐厨垃圾与催化剂的质量比为1～2：1。
10.根据权利要求8所述一种用于餐厨垃圾降解的催化剂在餐厨垃圾降解中的应用，其特征在于，所述降解的时间为4～6h。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5310548A (en) * 1989-04-21 1994-05-10 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Deodorants, deodorant sheets, filter sheets and functional papers as well as filtering mediums for exhaust gas
CN102173500A (zh) * 2011-02-25 2011-09-07 华中师范大学 一种活化分子氧的芬顿氧化水处理方法
CN105503335A (zh) * 2015-12-17 2016-04-20 东莞市环境科学研究所 一种餐厨垃圾制高有机碳肥的方法及装置
CN105713928A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 威德环境科技股份有限公司 一种餐厨垃圾处理工艺
CN108273480A (zh) * 2018-04-19 2018-07-13 许水仙 一种可降解吸油材料的制备方法
CN110975880A (zh) * 2019-12-19 2020-04-10 华南师范大学 一种用于降解餐厨垃圾的复合催化剂及其制备方法和应用
CN111266081A (zh) * 2020-03-20 2020-06-12 湖南大学 一种用于地下水除Mn的羟基氧化铁改性蛭石复合吸附材料的制备方法及其应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5310548A (en) * 1989-04-21 1994-05-10 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Deodorants, deodorant sheets, filter sheets and functional papers as well as filtering mediums for exhaust gas
CN102173500A (zh) * 2011-02-25 2011-09-07 华中师范大学 一种活化分子氧的芬顿氧化水处理方法
CN105503335A (zh) * 2015-12-17 2016-04-20 东莞市环境科学研究所 一种餐厨垃圾制高有机碳肥的方法及装置
CN105713928A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 威德环境科技股份有限公司 一种餐厨垃圾处理工艺
CN108273480A (zh) * 2018-04-19 2018-07-13 许水仙 一种可降解吸油材料的制备方法
CN110975880A (zh) * 2019-12-19 2020-04-10 华南师范大学 一种用于降解餐厨垃圾的复合催化剂及其制备方法和应用
CN111266081A (zh) * 2020-03-20 2020-06-12 湖南大学 一种用于地下水除Mn的羟基氧化铁改性蛭石复合吸附材料的制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国材料研究学会."黏土吸附剂的应用及发展趋势".《中国战略性新兴产业 新材料 环境工程》.中国铁道出版社,2018,第21页. *

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