本发明涉及污水处理领域，特别是一种污水处理剂及其制备方法。
背景技术：
：随着我国社会经济的发展，水资源的污染和短缺问题日益突出，如何将污水资源化成为目前研究的热点。由于污水厂进水普遍存在碳源较低的问题，导致污水中的总氮含量较高，而污水中的总氮过量排放可造成水体富营养化，进而导致水质下降，甚至污染地下水，从而对人类的生产生活造成极大影响。目前，污水处理领域生物法的应用最为广泛。生物法利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。污水处理厂一般通过氨化、硝化、反硝化等生物过程除去氮素。但是，生物方法有一定的局限性，如污水的有机物含量(即碳氮比)较低或外界温度较低时，除氮效果会受到一定的影响，导致出水中的总氮含量难以达到国家污水排放标准，而且生物处理方法的工艺较为复杂，除氮反应速度较慢，反应器体积庞大，不适用于小型污水处理及分散给水的污水处理。因此，目前污水处理领域急需一种能环保高效地降低污水中总氮含量的技术，从而减少进入外部环境的总氮含量。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种不受气温及碳氮比影响、高效除氮的污水处理剂及其制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种污水处理剂，由以下重量份数的原料制成：阴离子聚丙烯酰胺10-30份、聚合硅酸铝铁50-80份、六氯钯酸30-60份、氢氧化铜10-30份、活性炭10-30份、零价铁50-70份、膨润土30-50份。制备所述污水处理剂的方法步骤如下1)将上述重量份数的零价铁在0.3mol/l的盐酸中浸泡30分钟，盐酸用量为零价铁体积的1.5倍，使用去离子水冲洗5次，65℃真空烘干1小时，制得预处理过的零价铁，由于零价铁表面易被空气氧化而产生钝化氧化膜，因此需要用盐酸对其进行预处理除去氧化膜。2)将上述重量的膨润土400℃高温焙烧20分钟，取出静置，制得改性膨润土，膨润土自身结构含有大量的自由水、吸附水、层间水和结晶水，高温焙烧可以使膨润土失去部分水，同时使膨润土内的空气逸出，从而在膨润土内部形成许多细小的空隙，增大比表面积，增强了膨润土对污水对有机污染物的吸附能力。3)将上述重量的六氯钯酸、氢氧化铜和活性炭加入到乙二醇中混合均匀，乙二醇用量为活性炭体积的1.5倍即可，通入氮气，氢氧化钠调节ph为10，140℃回流3小时，然后进行固液分离，固体用离子水清洗3次，65℃真空干燥1小时，制得pd-cu2o/活性炭复合物。此步骤反应化学式如下：ch2oh-ch2oh+cu(oh)2→cho-cho(乙二醛)+cu2o+h2och2oh-ch2oh+h2pdcl6→pd+cho-cho(乙二醛)+hcl六氯钯酸与氢氧化铜在碱性环境和水热条件下被乙二醇还原为单质钯和氧化亚铜并负载到活性炭上形成pd-cu2o/活性炭复合物，通入的氮气作为保护气氛，防止单质钯和氧化亚被再次氧化。4)将预处理过的零价铁、pd-cu2o/活性炭复合物、阴离子聚丙烯酰胺、聚合硅酸铝铁和改性膨润土混合，400r/min搅拌20分钟，即可制得污水处理剂。本发明中的零价铁以电子供体的形式存在，铁失去的电子向含氮化合物转移，在pd-cu2o/活性炭复合物的协同作用下，促进含氮化合物的氧化还原，产生中间产物nox，pd-cu2o/活性炭表面会吸附nox分子，两个nox分子会相互结合形成n-n键，从而生成氮气，由此反应逐步完成将绝大部分含氮化合物转化为氮气的过程。本发明中作为絮凝剂的阴离子聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性且对电解质有很好的相容性；聚合硅酸铝铁作为助凝剂改善絮体结构，生成坚固密实的絮体，加快沉降速度；膨润土具有良好的吸附能力，可有效去除水中的有机物，且原料储量丰富,价廉易得，可有效降低成本。pd-cu2o/活性炭复合物的钯为贵金属，因此pd-cu2o/活性炭复合物的回收利用显得尤为必要。失去作用的pd-cu2o/活性炭复合物可用2mol/l的hcl溶液进行酸洗，即可重新恢复pd-cu2o/活性炭复合物的吸附能力和协同作用，有利于pd-cu2o/活性炭复合物的再利用，节约成本。本发明的有益效果是：在本发明的各个成分的协同作用下，将污水中的含氮化合物转化为氮气，实现真正意义上的将氮素从污水中去除，而且本发明制作工艺简单、反应周期短、适用任何规模的污水处理。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行说明和分析。实施例1：一种污水处理剂，由以下重量份数的原料制成：阴离子聚丙烯酰胺10份、聚合硅酸铝铁50份、六氯钯酸30份、氢氧化铜10份、活性炭10份、零价铁50份、膨润土30份。一种制备权利要求1所述污水处理剂的方法，步骤如下：1)将上述重量份数的零价铁在0.3mol/l的盐酸中浸泡30分钟，盐酸用量为零价铁体积的1.5倍，使用去离子水冲洗5次，65℃真空烘干1小时，制得预处理过的零价铁；2)将上述重量份数的膨润土400℃高温焙烧20分钟，取出静置，制得改性膨润土；3)将上述重量的六氯钯酸、氢氧化铜和活性炭加入到乙二醇中混合均匀，乙二醇用量为活性炭体积的1.5倍即可，通入氮气，氢氧化钠调节ph为10，140℃回流3小时，然后进行固液分离，固体用离子水清洗3次，65℃真空干燥1小时，制得pd-cu2o/活性炭复合物；4)将所述预处理过的零价铁、pd-cu2o/活性炭复合物、改性膨润土、上述重量份数的阴离子聚丙烯酰胺和上述重量份数的聚合硅酸铝铁混合，400r/min搅拌20分钟，即可制得污水处理剂。实施例2：一种污水处理剂，由以下重量份数的原料制成：阴离子聚丙烯酰胺30份、聚合硅酸铝铁80份、六氯钯酸60份、氢氧化铜30份、活性炭30份、零价铁70份、膨润土50份。制备污水处理剂的方法与实施例1相同。实施例3；一种污水处理剂，由以下重量份数的原料制成：阴离子聚丙烯酰胺20份、聚合硅酸铝铁65份、六氯钯酸65份、氢氧化铜20份、活性炭20份、零价铁65份、膨润土40份。制备污水处理剂的方法与实施例1相同。实施例4：一种污水处理剂，由以下重量份数的原料制成：阴离子聚丙烯酰胺10份、聚合硅酸铝铁50份、六氯钯酸60份、氢氧化铜30份、活性炭30份、零价铁50份、膨润土30份。制备污水处理剂的方法与实施例1相同。实施例5：一种污水处理剂，由以下重量份数的原料制成：阴离子聚丙烯酰胺30份、聚合硅酸铝铁80份、六氯钯酸30份、氢氧化铜10份、活性炭10份、零价铁70份、膨润土50份。制备污水处理剂的方法与实施例1相同。实施例6：一种污水处理剂，由以下重量份数的原料制成：阴离子聚丙烯酰胺25份、聚合硅酸铝铁25份、六氯钯酸30份、氢氧化铜30份、活性炭30份、零价铁60份、膨润土50份。制备污水处理剂的方法与实施例1相同。以污水处理厂的污水作为实验用水，污水体积400ml，其水质指标：ph值为7.4、氨氮为0.15mg/l、亚硝态氮为2.1mg/l、硝态氮为19.7mg/l、总氮(tn)为23mg/l、总磷(tp)为0.28mg/l、化学需氧量(cod)为21mg/l、生化需氧量(bod)为8.9mg/l、悬浮物(ss)为1.3mg/l。取6份实验用水，分别加入6个实施例制成的污水处理剂，在350r/分钟下搅拌反应3小时，静置后检测各项水质指标。ph值通过ph计测量，总氮通过碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测量，硝态氮通过紫外分光光度法测量悬浮物用浊度仪测量，亚硝态氮通过n-(1-萘基)-乙二胺分光光度法测量，氨氮通过纳氏试剂分光光度法测量，总磷通过总磷测定仪测量，生化需氧量通过bod测定仪测量，化学需氧量通过微波消解仪测量，6个实施例的实验结果如下表：实施例123456出水ph值7.98.17.77.97.68.0氨氮(mg/l)4.14.34.64.14.94.3亚硝态氮(mg/l)0.050.060.080.080.050.07硝态氮(mg/l)5.15.05.35.85.35.2总氮(mg/l)11.211.411.611.311.611.6总磷(mg/l)0.020.050.080.050.070.04cod(mg/l)5.05.35.25.25.25.1bod(mg/l)2.62.42.62.52.92.4ss(mg/l)0.10.30.20.50.20.2从实验结果可知6个实施例均有效地将污水中的氮素转化为氮气去除，少部分转化为氨氮，而且总磷和悬浮物含量也有明显下降，实现了对污水水质的有效改善。国家污水综合排放标准的一级标准中的a标准：总氮≤15mg/l，氨氮≤5mg/l，总磷≤0.5mg/l，cod≤150mg/l，bod≤10mg/l，ss≤10mg/l，ph值6～9，经过污水处理剂处理的污水均符合排放标准。所述污水处理剂的制备步骤及实验步骤除非特别说明，不然均在常温常压下进行操作。以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业
技术领域：
的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。当前第1页12