本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种工业污水处理用净水包及其制备方法。
背景技术：
水是人类生产和生活中必不可少的自然资源，也是生物赖以生存的环境资源，随着现代工业的迅猛发展，人口的激增，能源问题已越来越严重，水资源短缺已演变成一个全世界共同关注的问题，同时，环境污染和水污染问题也在进一步加剧。大量污染物的排放，自然水体遭到了严重的污染，水资源的利用率下降，更是加剧了我国水资源短缺的问题。水污染源包括工业污染源、农业污染源和生活污染源三大部分。其中，工业污水含量较大，在工业污水中含有大量难降解的有机物、重金属离子及无机化合物等污染物，若处理不达标便进行排放，会对人类健康和环境产生巨大的危害。
因此，如何有效地处理这些污水，对于保护水体安全和人类健康都具有重要的意义。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种环保、成本低且处理效果优异的工业污水处理用净水包，能够高效地去除污水中的有机物、重金属和无机物等污染物质，大大提高污水排放指标，满足排放标准，进而能够避免污水排出后对环境和水体造成污染，威胁人类的健康和安全。
本发明提供的工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可；
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料19-22份、硅藻土24-26份、沸石16-18份、玉米芯18-21份、玉米秸秆13-16份、竹茹丝19-22份、辣木锯末11-13份、南瓜藤12-15份、辣木籽5-7份、皂土9-11份、北投石粉2-2.5份、海藻粉4-6份、青花椒1-1.5份；
进一步，所述tio2-ceo2/rgo复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30％、ceo25-10％、tio260-65％；
进一步，所述tio2-ceo2/rgo复合材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将石墨烯在去离子水中超声分散，并加入冰醋酸和无水乙醇，制成溶液a，备用；
(2)将钛酸四丁酯溶解于浓度为50％的乙醇水溶液中，制得溶液b，备用；
(3)混合溶液a与溶液b，在室温下搅拌2h，然后转移至高压反应釜中，在120℃下保温12h后，烘干，然后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧5h；
(4)将煅烧后的物料用去离子水超声分散后，加入硝酸铈溶液，搅拌均匀后，进行烘干，之后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧3h，即可制得tio2-ceo2/rgo复合材料；
进一步，所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料20份、硅藻土25份、沸石17份、玉米芯20份、玉米秸秆15份、竹茹丝20份、辣木锯末12份、南瓜藤13份、辣木籽6份、皂土10份、北投石粉2.5份、海藻粉5份、青花椒1份。
本发明还公开了一种用于制备所述的工业污水处理用净水包的方法，包括如下步骤：
a、取烘干的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤、辣木籽、青花椒粉碎成粒度不低于500目的粉末后，混合制得混合粉ⅰ；
b、取干燥的tio2-ceo2/rgo复合材料、硅藻土、沸石、皂土混合后，粉碎制成低度不低于500目的混合粉ⅱ；
c、将混合粉ⅰ与混合粉ⅱ混合后，浸泡于适量去离子水中，搅拌至少1.5h，使混合粉ⅰ与混合粉ⅱ充分混匀，然后过滤并收集固体；
d、向所得固体中加入北投石粉和海藻粉，搅拌混匀，之后进行挤压造粒，制得直径为3～5mm的湿颗粒，然后进行烘干，制得水分不高于8％的干颗粒，即为复合净水剂；
e、将复合净水剂填充到由苎麻纤维编织的包装袋中，即制得工业污水处理用净水包成品。
本发明的有益效果：
本发明将特定用量的原料组分按相关工艺进行混合制成复合净水剂，能够使各原料组分实现较好的分散、融合，在使用时，能够充分发挥各原料组分之间的相互协同作用，达到协同增效的效果，实现高效地去除污水中的有机物、重金属和无机物等污染物质，大大提高污水排放指标，达到良好的净水效果。
本发明采用的复合净水剂中：硅藻土具有独特的孔隙结构，孔隙度大，吸附性能强，能够吸附大量有机污染物，沸石由于内部有很多孔径、均匀的管状孔道和内表面积很大的孔穴，使其对水中无机污染物、有机物和重金属离子具有较强的吸附能力，皂土对有机物质具有优异的吸附性能，玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤内部具有特殊的超细微孔结构，对污水中有机物质及重金属均具有强劲的吸附能力，将这些原料组分粉碎并充分混匀后，能够大大提高对于污水中有机物质和重金属离子的吸附量；而tio2-ceo2/rgo复合材料具有优异的光催化活性，将tio2-ceo2/rgo复合材料分散于各原料组分之间，能够使被吸附的有机物质与tio2-ceo2/rgo复合材料实现更充分地结合，然后利用tio2-ceo2/rgo复合材料的优异光催化活性，使被吸附的有机物质在可见光照射下，被大量的催化降解，从而实现利用吸附结合催化降解反应，有效地去除污水中的有机物质的净水效果；当有机物质降解后，复合净水剂又能够产生更多的重金属离子吸附空间，从而可大大提高复合净水剂对重金属离子的吸附去除率；同时，竹茹丝、辣木锯末、辣木籽、青花椒具有优异的杀菌抑菌效果，北投石粉能够释放负离子，对于细菌也具有优异的灭杀效果，将这些原料组分充分混匀后，能够大大提高对污水中的细菌及寄生微生物等的灭杀效果，一方面可以避免水中的细菌等降解复合净水剂中的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤等原料组分，降低复合净水剂的净水效果，另一方面，可以避免污水中细菌分解出更多的胞外高聚物，污染水体；海藻粉可协同皂土，将各原料组分更好地进行粘接，能够有效的防止和抑制制得的复合净水剂发生离析，便于各原料组分更好地相互配合、相互协同发挥作用。
此外，本发明中采用苎麻纤维编织净水包包装袋，不仅能够使复合净水剂与污水实现更好地接触，还能够发挥苎麻纤维优异的吸附性能和灭菌性能，利用苎麻纤维配合复合净水剂，能够大大提高净水包的净水效果。
本发明的工业污水处理用净水包中各原料组分来源广泛、价格低廉、性质稳定，且均为无毒无害的环境友好型材料，能够保证水质的安全性，并同时降低处理成本；且本发明中采用的原料组分大都为质轻材料，可以增加净水包的悬浮性以及沉浮可控性，有利于达到三维立体的净水效果。同时，本发明还提供了一种步骤合理，操作简单的工业污水处理用净水包的制备方法，能够充分混匀各原料组分，有利于各原料组分更好地发挥相互协同、相互配合的作用，最终可以制备出性能优异，稳定性好，净水效果好的净水包。
具体实施方式
本实施例提供的工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可；
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料19-22份、硅藻土24-26份、沸石16-18份、玉米芯18-21份、玉米秸秆13-16份、竹茹丝19-22份、辣木锯末11-13份、南瓜藤12-15份、辣木籽5-7份、皂土9-11份、北投石粉2-2.5份、海藻粉4-6份、青花椒1-1.5份；
优选地，所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料20份、硅藻土25份、沸石17份、玉米芯20份、玉米秸秆15份、竹茹丝20份、辣木锯末12份、南瓜藤13份、辣木籽6份、皂土10份、北投石粉2.5份、海藻粉5份、青花椒1份；
本实施例将特定用量的原料组分按相关工艺进行混合制成复合净水剂，能够使各原料组分实现较好的分散、融合，在使用时，能够充分发挥各原料组分之间的相互协同作用，达到协同增效的效果，实现高效地去除污水中的有机物、重金属和无机物等污染物质，大大提高污水排放指标，达到良好的净水效果；本实施例采用的复合净水剂中：硅藻土具有独特的孔隙结构，孔隙度大，吸附性能强，能够吸附大量有机污染物，沸石由于内部有很多孔径、均匀的管状孔道和内表面积很大的孔穴，使其对水中无机污染物、有机物和重金属离子具有较强的吸附能力，皂土对有机物质具有优异的吸附性能，玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤内部具有特殊的超细微孔结构，对污水中有机物质及重金属均具有强劲的吸附能力，将这些原料组分粉碎并充分混匀后，能够大大提高对于污水中有机物质和重金属离子的吸附量；而tio2-ceo2/rgo复合材料具有优异的光催化活性，将tio2-ceo2/rgo复合材料分散于各原料组分之间，能够使被吸附的有机物质与tio2-ceo2/rgo复合材料实现更充分地结合，然后利用tio2-ceo2/rgo复合材料的优异光催化活性，使被吸附的有机物质在可见光照射下，被大量的催化降解，从而实现利用吸附结合催化降解反应，有效地去除污水中的有机物质的净水效果；当有机物质降解后，复合净水剂又能够产生更多的重金属离子吸附空间，从而可大大提高复合净水剂对重金属离子的吸附去除率；同时，竹茹丝、辣木锯末、辣木籽、青花椒具有优异的杀菌抑菌效果，北投石粉能够释放负离子，对于细菌也具有优异的灭杀效果，将这些原料组分充分混匀后，能够大大提高对污水中的细菌及寄生微生物等的灭杀效果，一方面可以避免水中的细菌等降解复合净水剂中的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤等原料组分，降低复合净水剂的净水效果，另一方面，可以避免污水中细菌分解出更多的胞外高聚物，污染水体；海藻粉可协同皂土，将各原料组分更好地进行粘接，能够有效的防止和抑制制得的复合净水剂发生离析，便于各原料组分更好地相互配合、相互协同发挥作用。此外，本实施例中采用苎麻纤维编织净水包包装袋，不仅能够使复合净水剂与污水实现更好地接触，还能够发挥苎麻纤维优异的吸附性能和灭菌性能，利用苎麻纤维配合复合净水剂，能够大大提高净水包的净水效果。
本实施例中，所述tio2-ceo2/rgo复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30％、ceo25-10％、tio260-65％；利用特定用量的石墨烯、ceo2协同改性tio2，能够大大提高制得的复合材料的光催化活性，提高对于污水中有机物质的降解效率。
本实施例中，所述tio2-ceo2/rgo复合材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将石墨烯在去离子水中超声分散，并加入冰醋酸和无水乙醇，制成溶液a，备用；
(2)将钛酸四丁酯溶解于浓度为50％的乙醇水溶液中，制得溶液b，备用；
(3)混合溶液a与溶液b，在室温下搅拌2h，然后转移至高压反应釜中，在120℃下保温12h后，烘干，然后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧5h；
(4)将煅烧后的物料用去离子水超声分散后，加入硝酸铈溶液，搅拌均匀后，进行烘干，之后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧3h，即可制得tio2-ceo2/rgo复合材料。
本实施例还提供了一种用于制备所述的工业污水处理用净水包的方法，包括如下步骤：
a、取烘干的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤、辣木籽、青花椒粉碎成粒度不低于500目的粉末后，混合制得混合粉ⅰ；
b、取干燥的tio2-ceo2/rgo复合材料、硅藻土、沸石、皂土混合后，粉碎制成低度不低于500目的混合粉ⅱ；
c、将混合粉ⅰ与混合粉ⅱ混合后，浸泡于适量去离子水中，搅拌至少1.5h，使混合粉ⅰ与混合粉ⅱ充分混匀，然后过滤并收集固体；
d、向所得固体中加入北投石粉和海藻粉，搅拌混匀，之后进行挤压造粒，制得直径为3～5mm的湿颗粒，然后进行烘干，制得水分不高于8％的干颗粒，即为复合净水剂；
e、将复合净水剂填充到由苎麻纤维编织的包装袋中，即制得工业污水处理用净水包成品；本实施例提供的制备方法步骤合理，操作简单，能够充分混匀各原料组分，有利于各原料组分更好地发挥相互协同、相互配合的作用，最终可以制备出性能优异，稳定性好，净水效果好的净水包。
本实施例制得的工业污水处理用净水包的使用方法为：根据污水中污染物质的浓度将适量的工业污水处理用净水包置于污水中，在可见光照射下，进行搅拌净水处理。
以下为具体实施例：
实施例一
本实施例提供一种工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可；
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料22份、硅藻土26份、沸石18份、玉米芯21份、玉米秸秆16份、竹茹丝22份、辣木锯末13份、南瓜藤15份、辣木籽7份、皂土11份、北投石粉2.5份、海藻粉6份、青花椒1.5份；
所述tio2-ceo2/rgo复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30％、ceo210％、tio260％。
本实施例中，所述tio2-ceo2/rgo复合材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将石墨烯在去离子水中超声分散，并加入与石墨烯等量的冰醋酸和无水乙醇，制成溶液a，备用；
(2)将钛酸四丁酯溶解于浓度为50％的乙醇水溶液中，制得溶液b，备用；
(3)混合溶液a与溶液b，在室温下搅拌2h，然后转移至高压反应釜中，在120℃下保温12h后，烘干，然后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧5h；
(4)将煅烧后的物料用去离子水超声分散后，加入硝酸铈溶液，搅拌均匀后，进行烘干，之后将烘干所得样品在650℃条件下煅烧3h，即可制得tio2-ceo2/rgo复合材料。
本实施例中用于制备该工业污水处理用净水包的方法，包括如下步骤：
a、取烘干的玉米芯、玉米秸秆、竹茹丝、辣木锯末、南瓜藤、辣木籽、青花椒粉碎成粒度不低于500目的粉末后，混合制得混合粉ⅰ；
b、取干燥的tio2-ceo2/rgo复合材料、硅藻土、沸石、皂土混合后，粉碎制成低度不低于500目的混合粉ⅱ；
c、将混合粉ⅰ与混合粉ⅱ混合后，浸泡于适量去离子水中，搅拌至少1.5h，使混合粉ⅰ与混合粉ⅱ充分混匀，然后过滤并收集固体；适量指足够浸泡所有粉末的量即可；
d、向所得固体中加入北投石粉和海藻粉，搅拌混匀，之后进行挤压造粒，制得直径为3～5mm的湿颗粒，然后进行烘干，制得水分不高于8％的干颗粒，即为复合净水剂；
e、将复合净水剂填充到由苎麻纤维编织的包装袋中，即制得工业污水处理用净水包成品。
实施例二
本实施例提供一种工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可；
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料19份、硅藻土26份、沸石16份、玉米芯21份、玉米秸秆13份、竹茹丝22份、辣木锯末11份、南瓜藤15份、辣木籽5份、皂土11份、北投石粉2份、海藻粉6份、青花椒1份。
所述tio2-ceo2/rgo复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30％、ceo25％、tio265％。
本实施例中，制备工业污水处理用净水包的方法和所述tio2-ceo2/rgo复合材料的制备方法同实施例一。
实施例三
本实施例提供一种工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可；
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料22份、硅藻土24份、沸石18份、玉米芯18份、玉米秸秆16份、竹茹丝19份、辣木锯末13份、南瓜藤12份、辣木籽7份、皂土9份、北投石粉2.5份、海藻粉4份、青花椒1.5份；
所述tio2-ceo2/rgo复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30％、ceo210％、tio260％。
本实施例中，制备工业污水处理用净水包的方法和所述tio2-ceo2/rgo复合材料的制备方法同实施例一。
实施例四
本实施例提供一种工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可；
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料19份、硅藻土24份、沸石16份、玉米芯18份、玉米秸秆13份、竹茹丝19份、辣木锯末11份、南瓜藤12份、辣木籽5份、皂土9份、北投石粉2份、海藻粉4份、青花椒1份；
所述tio2-ceo2/rgo复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30％、ceo25％、tio265％。
本实施例中，制备工业污水处理用净水包的方法和所述tio2-ceo2/rgo复合材料的制备方法同实施例一。
实施例五
本实施例提供一种工业污水处理用净水包，将复合净水剂填充于由苎麻纤维编织的包装袋中，即可；
所述复合净水剂按重量份计，由如下原料组分制成：tio2-ceo2/rgo复合材料20份、硅藻土25份、沸石17份、玉米芯20份、玉米秸秆15份、竹茹丝20份、辣木锯末12份、南瓜藤13份、辣木籽6份、皂土10份、北投石粉2.5份、海藻粉5份、青花椒1份；
所述tio2-ceo2/rgo复合材料中各组分的质量分数分别为：石墨烯30％、ceo27％、tio263％。
本实施例中，制备工业污水处理用净水包的方法和所述tio2-ceo2/rgo复合材料的制备方法同实施例一。
取实施例一至实施例五制得的净水包对某工厂污水进行处理，以每个重量为0.45g制得净水包，处理方法为：在1000l水中放置5个净水包，在可见光照射下，以155r/min的转速搅拌处理8h；测试处理前后的cod值、所含重金属的浓度以及微生物的数量，计算去除率，结果见下表1。
表1
由上表可知，采用上述实施例制备的净水包能够高效地去除污水中有机物质和重金属，还能够较好地杀灭水体中的微生物，具有非常好的净水效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。