本发明涉及一种污水处理材料。
背景技术：
：伴随着工业领域的迅猛发展，环境问题已成为阻碍我国经济发展和社会建设的一大因素。很多的污水和生活废水多年来不经达标处理就排放，致使水污染不断加重。据统计，我国大约有1/4的人口在使用不达标的水，这已经严重的影响了国人的身体健康。同时，我国人口的快速增长，加剧了可用水的开发和使用，使水资源成为限制我国可持续发展步伐的一大因素。新技术和新产品的研制，增大了水资源的使用范围，产生了更多复杂的污染物，这使污水更加难处理。据统计，污水占重较大，约70％，而且污水的排放量大，污水中有害有毒的杂质含量高、难处理。根据国家相关部门对大约10万公里的河流进行了检测，其结果表明，约有一半的河流被污染，10％的河流因污染过重而失去了使用价值。广州市区的水质低于水质的五类标准，有害物质多达20种。污水中的重金属离子浓度高，而这些离子经过水体的稀释，将会使河流中的重金属含量持续升高。同时，污水中的重金属离子若进入人体内，往往是不能被代谢排出，它们会在人体内不断堆积，最终导致人发病甚至是失去生命。因此，不管是对于人们的健康还是国家的发展，污水治理都刻不容缓。近年来，国家对城市污水的处理已有了明显的改善，但在污水的治理方面相对来说还很滞后。经过国家多年来的努力，污水处理在城市中已基本覆盖，而污水方面因国家干预较少，处理方面还很薄弱。因此，污水也就成为了导致水污染的一个主要因素。从2012年的我国环境水资源统计公告可以看出，污水的排放量约为221.6亿吨，占同期国内污水总排放的35％，据业内分析，污水处理投资将超过千亿元。一般情况下，工厂对污水的处理分为3种方式：(1)不进行处理或仅仅进行必要处理，然后回用于原来的工艺或其他工艺，该过程构成了一个循环的用水系统；(2)先进行一些必要的预处理，在达到相应的预处理排放标准后就排入到相应的管道；(3)进行系统的处理，在水质达标后排入水体或进行农田灌溉。这反应了我们国家在污水处理方面还没有一套完整的标准和体系，实际处理上很混乱。中国授权专利CN107162077B公开了一种铝厂污水处理方法，但经该污水处理方法处理后的污水仍然存在一定的残留有害物质，洁净度有待提高。技术实现要素：为了解决现有技术中污水处理方法处理后的污水仍然存在一定的残留有害物质，洁净度有待提高的技术问题。本发明提供了如下技术方案：一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按10-15：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为20-25min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按3-5：6-8：4-6质量比例混合制成；所述外层以经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在500-540℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物由如下方法制备得到：S1按质量比为1：1将凹凸棒土和蒙脱土混合，过250目筛，得凹凸棒土和蒙脱土的混合物；S2向混合物中同时加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠，充分拌合后置于粉磨机中高速反应，即得经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物；其中，所述双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠的用量分别为S1中凹凸棒土和蒙脱土的混合物重量的5wt％。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)相比于现有技术中外层的主要材料仅采用硅藻土的技术方案，采用凹凸棒土和蒙脱土这样的复配组合更能够提高污水处理效果，这是由于相比于单一的硅藻土，具有特殊结构的凹凸棒土和蒙脱土具有更好的污水处理效果。(2)如果仅采用凹凸棒土和蒙脱土这样的复配组合，其污水处理效果仍然难以满足高标准的要求，因此，本发明在大量改性剂中筛选出适宜的两种复配改性剂，采用该复配改性剂对凹凸棒土和蒙脱土进行改性处理，提高污水处理效果。两者复配的改性剂之间能够实现协同互补，相比于未改性的凹凸棒土和蒙脱土，经过改性后的凹凸棒土和蒙脱土具有更好的污水效果，污水中的COD、SS能够进行有效的去除，去除率好，去除效果透彻，效率高。具体实施方式下面具体实施方式对本发明作进一步详细描述。实施例1一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按10：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为20min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按3：6：4质量比例混合制成；所述外层以经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在500℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物由如下方法制备得到：S1按质量比为1：1将凹凸棒土和蒙脱土混合，过250目筛，得凹凸棒土和蒙脱土的混合物；S2向混合物中同时加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠，充分拌合后置于粉磨机中高速反应，即得经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物；其中，所述双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠的用量分别为S1中凹凸棒土和蒙脱土的混合物重量的5wt％。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。实施例2一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按12：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为22min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按4：7：5质量比例混合制成；所述外层以经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在520℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物由如下方法制备得到：S1按质量比为1：1将凹凸棒土和蒙脱土混合，过250目筛，得凹凸棒土和蒙脱土的混合物；S2向混合物中同时加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠，充分拌合后置于粉磨机中高速反应，即得经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物；其中，所述双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠的用量分别为S1中凹凸棒土和蒙脱土的混合物重量的5wt％。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。实施例3一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按15：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为25min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按5：8：6质量比例混合制成；所述外层以经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在500-540℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物由如下方法制备得到：S1按质量比为1：1将凹凸棒土和蒙脱土混合，过250目筛，得凹凸棒土和蒙脱土的混合物；S2向混合物中同时加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠，充分拌合后置于粉磨机中高速反应，即得经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物；其中，所述双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和琥珀酸二辛酯磺酸钠的用量分别为S1中凹凸棒土和蒙脱土的混合物重量的5wt％。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。对比例1一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按10：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为20min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按3：6：4质量比例混合制成；所述外层以经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在500℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物由如下方法制备得到：S1按质量比为1：1将凹凸棒土和蒙脱土混合，过250目筛，得凹凸棒土和蒙脱土的混合物；S2向混合物中加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，充分拌合后置于粉磨机中高速反应，即得经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物；其中，所述双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物的用量为S1中凹凸棒土和蒙脱土的混合物重量的10wt％。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。对比例2一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按10：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为20min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按3：6：4质量比例混合制成；所述外层以经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在500℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物由如下方法制备得到：S1按质量比为1：1将凹凸棒土和蒙脱土混合，过250目筛，得凹凸棒土和蒙脱土的混合物；S2向混合物中加入琥珀酸二辛酯磺酸钠，充分拌合后置于粉磨机中高速反应，即得经改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物；其中，所述琥珀酸二辛酯磺酸钠的用量为S1中凹凸棒土和蒙脱土的混合物重量的10wt％。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。对比例3一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按10：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为20min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按3：6：4质量比例混合制成；所述外层以未改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将未改性处理的凹凸棒土和蒙脱土的混合物与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在500℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。对比例4一种污水处理材料，所述污水处理材料为球状且由三层结构制成，分别为芯层、中间层和外层；所述芯层由活性淤泥与榛子壳基活性炭按10：1质量比例混合制成；所述榛子壳基活性炭制备方法为将榛子壳粉碎过120目筛，经过超临界二氧化碳处理，处理压力为6MPa，处理时间为20min，炭化温度为380℃，炭化时间为2小时，然后进行活化处理，活化温度为620℃，活化时间为90min；所述中间层由海藻寡糖、环糊精、明胶按3：6：4质量比例混合制成；所述外层以未改性处理的硅藻土为主要原料，添加超细碳粉、烧结助剂和粘结剂，依次按18：2：6：0.8的质量比例混合制成；所述外层制备方法为：将未改性处理的硅藻土与烧结助剂均匀混合后，过250目筛，然后在500℃下煅烧2小时，然后自然冷却至450℃，添加超细碳粉，均匀混合后，保温30min，再自然冷却至室温，然后与粘结剂混合，制成外层；其中，所述烧结助剂为膨润土。其中，所述粘结剂为紫胶树脂。其中，所述污水处理材料的直径为4cm，所述芯层最大直径为2cm，中间层最大直径为3cm，外层最大直径为4cm。为了表明本发明的发明思路，将实施例1以及对比例1-4存在不同的地方列于下表中。效果表征：，向铝厂污水中投入污水处理材料，每吨铝厂污水中投入5kg的污水处理材料，检测处理前后的指标变化，结果如下：指标处理前实施例1对比例1对比例2对比例3对比例4CODCr(mg/L)13502427283237SS(mg/L)1704548505460上述结果表明，(1)相比于现有技术中外层的主要材料仅采用硅藻土的技术方案，采用凹凸棒土和蒙脱土这样的复配组合更能够提高污水处理效果，这是由于相比于单一的硅藻土，具有特殊结构的凹凸棒土和蒙脱土具有更好的污水处理效果；(2)如果仅采用凹凸棒土和蒙脱土这样的复配组合，其污水处理效果仍然难以满足高标准的要求，因此，本发明在大量改性剂中筛选出适宜的两种复配改性剂，采用该复配改性剂对凹凸棒土和蒙脱土进行改性处理，提高污水处理效果。两者复配的改性剂之间能够实现协同互补，相比于未改性的凹凸棒土和蒙脱土，经过改性后的凹凸棒土和蒙脱土具有更好的污水效果，污水中的COD、SS、能够进行有效的去除，去除率好，去除效果透彻，效率高。当前第1页1 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