本发明涉及一种藻基生物除磷净水剂，具体涉及一种纳米硅藻复合净水剂及其制备方法。
背景技术：
：磷是生态圈的一个重要元素，各种各样含磷化合物在人类工农业生产和日常生活中扮演着重要的角色，但这同时也使大量含磷废水排入自然水体，而磷在水体中富集是引起水质富营养化的重要原因，水体营养化会引起藻类大量繁殖、水体溶解氧大量下降、水质恶化，其严重威胁水生态系统平衡，造成了极大的环境问题，给工业、农业、水产业及旅游业都带来了极大的危害。因此如何有效降低污水中磷的含量，对消除污染、保护环境具有十分重要的意义。传统的化学除磷剂通常指在环保处理中使用有铝盐、铁盐、钙盐等一些化学合成材料。该类化学合成材料对无机磷的去除有一定的作用但不稳定，并且只仅限于对无机磷中的正磷的去除，对无机磷中的亚磷与次磷及有机磷去除效果甚微。另外所加的化学除磷剂对污水处理的可生化性没有帮助反而使污水处理的成份更为复杂，导致处理效果不稳定。因此很多环保从事者都在追寻更贴近自然、环保、更经济、更高效的新型净水材料。硅藻土是由硅藻及其他微生物的硅质遗骸组成的生物硅质岩，成分为无定型二氧化硅与少量硅氧化物、氧化铝，硅藻土表面具有特殊的微孔结构，其比表面积的大小直接影响吸附性能，且比表面积与吸附量呈正比。硅藻土表面分布的大量硅羟基和氢键在水溶液中解离出h+，使硅藻土表现出一定的电负性，且电位绝对值很大，因此硅藻土对正电荷污染物吸附能力较大。目前，由于硅藻土具有性能稳定、耐酸、孔容大、孔径大、比表面积大、吸附性强等特点，已在污水处理多个领域用作吸附剂、载体制备、污泥脱水剂等。硅藻土原土表面微孔一部分被杂质覆盖，吸附点位被占据，溶液中的离子进入硅藻土孔道受到阻碍，这些都在一定程度上限制了硅藻土的吸附能力。技术实现要素：为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种藻基生物除磷净水剂及其制备方法。为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种藻基生物除磷净水剂，按质量分数计，包括以下组分：改性硅藻土70％-75％，铝矿粉24.9％-29.9％，聚磷菌0.05-0.1％。优选地，所述的藻基生物除磷水剂，按质量分数计，包括以下组分：改性硅藻土70％，铝矿粉29.9％，聚磷菌0.1％。一种藻基生物除磷净水剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将天然硅藻矿粉进行机械研磨，并过80-100目筛，将过筛子后得到的硅藻土在温度650-750℃下，焙烧40-160min，随后冷却至室温；(2)将步骤(1)所得硅藻土按照每克硅藻土加入5ml浓度为0.2-0.6mol/l的硝酸溶液的配比，按所需进行配置，将上述溶液置于合适容器中并放入恒温水浴振荡器中，水浴温度为35-45℃，振荡时间为1.5-2h，结束后，过滤，用去离子水将滤渣洗至中性，在85℃下真空干燥6-8h，随后冷却至室温，将所得硅藻土再次进行机械研磨，并过80目筛，即得改性硅藻土；(3)将步骤(2)所得改性硅藻土，与铝矿粉、聚磷菌按照质量分数70％-75％：24.9％-29.9％：0.05-0.1％取总重量为1kg，混合置于2000ml去离子水中，于室温下充分搅拌3-5小时，过滤，用去离子水充分洗涤滤渣，将滤渣在室温下干燥并机械研磨，过60目筛，即得本发明藻基生物除磷净水剂。作为一种藻基生物除磷净水剂的制备方法的进一步说明，所述步骤(1)中，硅藻土优选在650℃下，焙烧80min。作为一种藻基生物除磷净水剂的制备方法的进一步说明，所述步骤(2)中，硝酸溶液的浓度优选为0.6mol/l。作为一种藻基生物除磷净水剂的制备方法的进一步说明，所述步骤(3)中，改性硅藻土：铝矿粉：聚磷菌优选的质量分数为70％:29.9％:0.1％。有益效果本发明提供了一种以高纯度硅藻天然矿品为基体加入一定量的含铝矿品及特种噬磷生物菌种混合而成的藻基生物除磷净水剂。在污水处理过程中加入本发明藻基生物除磷净水剂，利用硅藻本身具有的巨大的比表面积和较强的吸附力，把无机磷吸附到硅藻表面，在结合铝盐的絮凝作用，使吸附着无机磷的硅藻快速物理絮凝、形成沉淀污泥排出，污水中的总磷得到大幅度去除。本发明净水剂中所含的特种噬磷生物菌在污水中以硅藻为载体快速生长繁殖的同时可以消耗、分解吞噬污水中的有机磷。本发明皆有传统化学除磷剂的絮凝吸附去除无机磷的作用，且又为特种噬磷生物菌提供载体分解吞噬有机磷，同时具备物理生物作用，达到去除污水中除总磷的目标。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种纳米硅藻复合净水剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将天然硅藻矿粉进行机械研磨，并过80-100目筛，将过筛子后得到的硅藻土在温度650℃下，焙烧80min，随后冷却至室温；(2)将步骤(1)所得硅藻土按照每克硅藻土加入5ml浓度为0.6mol/l的硝酸溶液的配比，按所需进行配置，将上述溶液置于合适容器中并放入恒温水浴振荡器中，水浴温度为40℃，振荡时间为1.5h，结束后，过滤，用去离子水将滤渣洗至中性，在85℃下真空干燥6-8h，随后冷却至室温，将所得硅藻土再次进行机械研磨，并过80目筛，即得改性硅藻土；(3)将步骤(2)所得改性硅藻土，与铝矿粉、聚磷菌按照质量分数70％:29.9％:0.1取总重量为1kg，混合置于2000ml去离子水中，于室温下充分搅拌3-5小时，过滤，用去离子水充分洗涤滤渣，将滤渣在室温下干燥并机械研磨，过60目筛，即得本发明藻基生物除磷净水剂。实施例2为筛选出硅藻土最优化的焙烧温度和时间，探究了不同焙烧温度和时间处理对硅藻土的比表面积和净水能力的影响。首先，采用正交试验对焙烧温度和焙烧时间进行筛选，并对比未处理的天然硅藻土的比表面积。在每一组的焙烧温度和时间条件下，取20g天然硅藻土进行处理，用去离子水洗涤，然后80℃真空干燥6小时后冷却至室温，测定每一组处理后硅藻土的比表面积。结果如表1所示。表1不同焙烧温度和时间对硅藻土比表面积的影响未处理的天然硅藻土的比表面积为16.56m2/g。由表1可知，经过焙烧处理的硅藻土较之天然的硅藻土的比表面积都有明显的的增加；在焙烧时间较短的情况下(焙烧时间40min)，随着焙烧温度的升高，硅藻土的比表面积逐渐增加，这可能是由于短时间内的高温可以更好的将硅藻土中的杂质、有机质给处理出来；在同等温度下，随着焙烧时间的增加，硅藻土的比表面积呈现先增加后减少的趋势，这可能是由于在焙烧80min时硅藻土中的杂质和有机质得到很好的处理，随着焙烧时间的增加导致硅藻土的骨架有部分坍塌，表面积有所下降；焙烧时间分别为80、120、160min时，随着温度的升高，硅藻土的比表面积呈现减少的趋势；由以上结果可知，本发明硅藻土最优选的焙烧温度为650℃，焙烧时间为80min。随后测试用上述不同焙烧温度和时间处理后的硅藻土和天然硅藻土处理废水后，废水中的cod浓度，并计算cod去除率，结果如表2所示。表2不同焙烧温度和时间处理后的硅藻土对废水中cod去除影响原废水中cod的浓度为800mg/l，天然硅藻土处理废水后cod的浓度为616mg/l，cod去除率为23.0％。由表2结果可知，经过焙烧处理的硅藻土较之天然的硅藻土的cod去除率都有明显的的增加；cod去除率随着焙烧温度和时间的变化与硅藻土的比表面积变化保持一致，说明，比表面积的增加有利于提升硅藻土的净水能力。综合以上结果可得，本发明硅藻土最优选的焙烧温度为650℃，焙烧时间为80min。实施例3为筛选出最优化的硝酸溶液浓度，探究了不同浓度硝酸溶液处理对硅藻土的比表面积和净水能力的影响。将天然硅藻土等重分成5组，编号为1-5组，1-5组分别为天然组、焙烧组、低浓度酸处理组(0.2mol/l)、中浓度酸处理组(0.4mol/l)、高浓度酸处理组(0.6mol/l)。其中2-4组硅藻土在温度为650℃下焙烧80min处理，随后，3-5组分别在浓度为0.2mol/l、0.4mol/l、0.6mol/l的硝酸溶液中进行酸浸处理。处理方法为：每克硅藻土加入5ml浓度为0.6mol/l的硝酸溶液的配比，按所需进行配置，将上述溶液置于合适容器中并放入恒温水浴振荡器中，水浴温度为40℃，振荡时间为1.5h，结束后，过滤，用去离子水将滤渣洗至中性，在85℃下真空干燥6-8h，随后冷却至室温；测试1-5组硅藻土的比表面积，并分别用1-5组硅藻土处理废水，测试废水处理后的cod浓度，并计算cod去除率，结果如表3所示。表3不同浓度硝酸溶液处理对硅藻土的比表面积和净水能力的影响组别比表面积(m2/g)cod去除率(％)116.5623.0231.2660.2331.9761.31433.0265.49535.8472.11由表3结果可知，经过酸浸处理后，焙烧过的硅藻土的比表面积都有增加，较之于天然硅藻土有明显的增加；随着硝酸浓度的增加，硅藻土的比表面积呈现增加的趋势，这可能是由于高浓度酸可以更好的溶解焙烧过的硅藻土中的杂质和有机质，对孔道进行二次造孔，增加孔道比表面积；并且硅藻土的净水能力也有明显提升，与比表面积呈现正相关关系；综合以上结果可得，本发明最优选的硝酸溶液浓度为0.6mol/l。实施例4在对硅藻土改性后的基础上，对本发明净水剂的组分进行筛选。第一组：改性硅藻土70％wt，铝矿粉30％wt；第二组：改性硅藻土99.9％wt，聚磷菌0.1％wt；第三组：铝矿粉99％wt，聚磷菌1％wt；第四组：改性硅藻土70％wt，铝矿粉29.9％wt，聚磷菌0.1％wt；按照上述配方制备不同净水剂，并将所制备的净水剂应用于同一污水处理厂的同一批生活污水，对处理后的污水进行检测，记录污水中总磷含量，结果如下所示。组别处理前tp(mg/l)处理后tp(mg/l)处理效率(％)第一组81.5281.00第二组81.9775.38第三组84.2646.75第四组80.0199.88从上述结果可知，对比四组结果可以确定的是改性硅藻土在污水处理去除磷方面起到主要作用；铝矿粉起到絮凝作用，使已经吸附了杂质的改性硅藻土更好的沉淀下来，提升净水剂的除磷能力；聚磷菌利用厌氧放磷，好氧段大量吸磷从而提升除磷能力。综上所述，本发明所涉及组分改性硅藻土、铝矿粉和聚磷菌三者共同作用，缺一不可。实施例5将实施例1所制得本发明纳米硅藻复合净水剂应用于鄯善第一污水处理厂：150000吨/日，主要为生活污水，使用后效果如下：由上表可知，采用本发明纳米硅藻复合净水剂处理生活污水，cod、氨氮、总氮、总磷、ss均达到91％以上。当前第1页12