本发明涉及有污水处理技术领域，具体是一种铁基纳米污水处理剂及其使用方法。
背景技术：
迫于水体富营养化的严峻形势，近年来各国政府和民众对城市污水处理要求愈益提高，污水排放标准中有关营养盐类的指标也越来越严格，为了达到排放标准，越来越多的城市污水处理厂都引入了具有脱氮除磷功能的污水处理工艺，在净化城市污水中有机污染物的同时，大幅削减出水中的氮磷含量。但目前由于各种原因，很多污水厂生物脱氮除磷工艺效果没有达到预期，出水磷只依靠生物除磷较难达标。吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质对水中磷酸根离子的亲和力，来实现的污水除磷工艺。磷通过吸附剂表明的物理吸附、离子交换或表明共沉淀过程，实现磷从污水中的分离，并可进一步通过解吸处理回收磷资源。吸附法除磷的关键在于寻找高效的吸附剂。
目前，对于镇村污水处理大部分还仅限于COD为主要控制，对氮、磷等指标根本无法满足排放要求，这不仅是因为技术管理水平限制，有很大程度上受限于常规的磷去除操作繁琐、运行费用高、污泥产生量大等，本项目就是通过寻找到一种高效材料，用于经生化处理后的低含磷尾水进行深度处理，反应速度快，操作简易，并且浓缩产物为高含磷液休，可以回收利用，不会对环境产生二次污染的优点，而且可以设备化制作，适应于大中小各种规模，与各种生化处理系统都能无缝对接。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于污水处理的铁基纳米污水处理剂及其使用方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土70-80份、有机硅橡胶废料25-40份、铁基纳米复合剂5-10份、活性炭颗粒2-6份、纤维乙醇1-3份、再生复合剂1-3份和立德粉5-8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 5-10份、纳米Fe(OH)3 15-20份和聚乙二醇1-3份。
进一步的，一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、铁基纳米复合剂8份、活性炭颗粒5份、纤维乙醇2份、再生复合剂2份和立德粉6份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 6-8份、纳米Fe(OH)3 17-18份、聚乙二醇1-2份。
进一步的，一种铁基纳米污水处理剂，所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 7份、纳米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。
进一步的，一种铁基纳米污水处理剂，所述表面改性的凹凸棒粘土，是在相对于100份的凹凸棒粘土表面添加树枝状季铵盐四聚表面活性剂20-30份、纳米氧化锰5-10份、高铁酸钾的添加量为10-15份。
进一步的，一种铁基纳米污水处理剂，所述再生复合剂包括沸石1.5-2.5份、强碱1-3份和氯化钠3-5份。
进一步的，一种铁基纳米污水处理剂，所述有机硅橡胶废料被粉碎成0.3-0.5mm大小的颗粒。
进一步的，一种铁基纳米污水处理剂，所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
上述任意一种铁基纳米污水处理剂的使用方法，包括如下步骤：
(1)将污水从生化处理系统二级沉池出水口流入浅层砂滤器，并在砂滤器中添加上述污水处理剂，去除水中非溶解性污染物；
(2)将步骤(1)中的滤液，通过装填有上述污水处理剂的吸附塔，使生化尾水中难以生物降解的溶解性有机物和磷被有效吸附，并在吸附塔底增加曝气装置进行曝气，进吸附后，出水中的COD和总磷浓度大幅降低；
(3)当吸附达到穿透点时停止吸附，添加上述的再生复合剂，对上述铁基纳米复合剂进行脱附再生，供循环使用；
(4)将步骤(3)得到的高浓度脱附液经酸碱度中和、浓缩、干燥后，密封保存，用于下一次污水处理时使用。
进一步的，所述的铁基纳米污水处理剂的使用方法，所述步骤(1)中，所述待净化水源在砂滤器中的滤速为6-10m/h；所述步骤(4)酸碱度中和操作中，加入HNO3进行中和，控制pH值在6.8-7.5之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明铁基纳米污水处理剂，添加的表面改性的凹凸棒粘土、铁基纳米复合剂结合活性炭颗粒可以对污水进行有效的处理；而且有机硅橡胶废料的添加促进疏水性能，提高载体加工的方便性，包装运输也非常方便；纤维乙醇、立德粉可以有效过滤污水，促进污水中杂质和有害物质尤其是磷能被表面改性的凹凸棒粘土、铁基纳米复合剂和活性炭颗粒吸附，再生复合剂可以促进表面改性的凹凸棒粘土和铁基纳米复合剂的再生利用，利用效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、铁基纳米复合剂8份、活性炭颗粒5份、纤维乙醇2份、再生复合剂2份和立德粉6份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 6份、纳米Fe(OH)3 17份、聚乙二醇1份。
使用方法，步骤如下：
(1)将污水从生化处理系统二级沉池出水口流入浅层砂滤器，并在砂滤器中添加上述污水处理剂，去除水中非溶解性污染物；
(2)将步骤(1)中的滤液，通过装填有上述污水处理剂的吸附塔，使生化尾水中难以生物降解的溶解性有机物和磷被有效吸附，并在吸附塔底增加曝气装置进行曝气，进吸附后，出水中的COD和总磷浓度大幅降低；
(3)当吸附达到穿透点时停止吸附，添加上述的再生复合剂，对上述铁基纳米复合剂进行脱附再生，供循环使用；
(4)将步骤(3)得到的高浓度脱附液经酸碱度中和、浓缩、干燥后，密封保存，用于下一次污水处理时使用。
Fe3O4、Fe(OH)3具有对环境无害性、分布范围广泛、比表面积大的特点，而且表面活性高等优点。使得纳米铁基材料产生块体具备的电、磁、光和化学等宏观特性,从而具有很好的吸附性，独特的优势使铁基纳米材料在环境污染物的治理过程中具有很好的应用前景。改变了传统污水处理和污水中除磷的思路，本发明材料容易获得，不产生化学污泥，对环境不会产生二次污染，饱和再生产生的浓缩液经过中和后可以回收再利用，产业形成后，能够非常容易地与目前各类污水处理系统相配套。市场推广后，对整个水生态系统都会产业很大的贡献。
本实施例产品除磷效率为94.5％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.5％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例2
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、铁基纳米复合剂8份、活性炭颗粒5份、纤维乙醇2份、再生复合剂2份和立德粉6份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 8份、纳米Fe(OH)3 17份、聚乙二醇1份。
使用方法同实施例1。
本实施例产品除磷效率为93.8％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.2％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例3
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、铁基纳米复合剂8份、活性炭颗粒5份、纤维乙醇2份、再生复合剂2份和立德粉6份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 7份、纳米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。
使用方法同实施例1。
本实施例产品除磷效率为95.2％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.4％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例4
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、铁基纳米复合剂8份、活性炭颗粒5份、纤维乙醇2份、再生复合剂2份和立德粉6份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 7份、纳米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。所述表面改性的凹凸棒粘土，是在相对于100份的凹凸棒粘土表面添加树枝状季铵盐四聚表面活性剂20-30份、纳米氧化锰5-10份、高铁酸钾的添加量为10-15份。
使用方法同实施例1。
本实施例产品除磷效率为96.8％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.3％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例5
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、铁基纳米复合剂8份、活性炭颗粒5份、纤维乙醇2份、再生复合剂2份和立德粉6份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 7份、纳米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。所述再生复合剂包括沸石1.5-2.5份、强碱1-3份和氯化钠3-5份。
使用方法同实施例1。
本实施例产品除磷效率为98.1％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.2％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
对比例1
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、纤维乙醇2份、再生复合剂2份和立德粉6份。
使用方法同实施例1。
本实施例产品除磷效率为70.5％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重5.4％，将产品放置水中一周有微弱下沉，说明疏水性能正常。
对比例2
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为:凹凸棒粘土65份、有机硅橡胶废料30份、铁基纳米复合剂8份、活性炭颗粒5份、纤维乙醇2份和立德粉6份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 7份、纳米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。
使用方法同实施例1。
本实施例产品除磷效率为78.6％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重3.2％，将产品放置水中一周有微弱下沉，说明疏水性能正常。
对比例3
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为:凹凸棒粘土65份、活性炭颗粒5份、再生复合剂2份和立德粉6份；所述再生复合剂包括沸石1.5-2.5份、强碱1-3份和氯化钠3-5份。
使用方法同实施例1。
本实施例产品除磷效率为81.5％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重3.8％，将产品放置水中一周有微弱下沉，说明疏水性能正常。
应用例
将实施例和对比例获得的污水处理剂以相同分量用实施例1的方法对含有重度磷污染的污水进行处理。分别在三天和一周后进行污水处理后的水体测试；其评价结果如表1和表2所示。
表1污水净化情况
从表1可以看出，本发明的实施例对污水的处理明显优于对比例，而且处理后的水体符合相关排放标准。
表2除磷情况
由表2可知，本发明的实施例对污水中磷的处理明显优于对比例，而且处理后的水体中的磷含量符合相关要求。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。