本发明属于涉及一种污水处理剂及其制备方法和应用。
背景技术：
：近年来集约化水产、畜牧养殖在我国迅速发展，但国内大多数水产养殖采用的是封闭性水域，水体自我净化能力远低于水体富营养化速度，水域环境受到极大的破坏。由于饲料的施用、动物尸体和动物粪便的积累，导致养殖废水中的有机物、氮磷比例极高，而且长期喂养的饲料中抗生素使动物集体产生抗药性的细菌侵害人畜。畜牧养殖废水主要包括畜禽尿液、残余粪便、饲料残渣等，其特点为污染物浓度高、悬浮物多、含氮量高、排放水量大、残留大量病原体等。养殖废水对周边的水域环境和生态环境造成了极大的危害，并且因工业废水的在河道中的排放，使得河道污水中还存在着重金属含量高的问题。目前，养殖废水处理的方法按其处理原理可分为物理法、化学法和生物法。物理法主要是通过机械、物理的方法去除水中悬浮物和有害气体，常见的方法有沉淀、过滤、泡沫分离、逆渗透、吸附等。其中，过滤法只能除去养殖废水中的残余饲料和排泄物，对于其中可能含有的重金属和小颗粒污染物则难以除去；泡沫分离法则只能除去养殖废水中的表面活性物质，对于其他的污染物则难以去除。化学分主要是氧化处理、絮凝剂中和混凝、电化学法等。其中的电化学法，虽然可以去除其中的氨和亚硝酸盐等有害物质，但是需要消耗大量的电能；臭氧处理法则需要通入大量的臭氧，高能耗、高成本。生物法如生物滤池去除氨氮和有机物效果比较好，但会使水中硝酸盐含量增加，硝酸盐的国度累积会影响生物生长，而且含氮量高的废水排放至环境中，又会引起二次污染。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种污水处理剂，该污水处理剂生物活性物质稳定性强、活性高，具有良好的吸附能力、絮凝能力以及生物降解能力，应用于河道污水、养殖废水处理中，可有效去除污水中的大部分重金属以及络合物、有机物，有效降低污水中的氮磷含量，净化水体，高效环保，不会造成二次污染。本发明的技术方案如下：一种污水处理剂，包括以下按重量份数计算的组分：壳聚糖固化单宁8-20份，钠基膨润土负载菌剂30-35份，石墨烯15-23份，生物复合酶3-10份，有机-无机絮凝剂28-39份，絮凝助剂20-35份，亚硫酸氢钠2-3份，椰壳粉12-15份，木屑12-20份。进一步的，所述壳聚糖固化单宁由水解单宁、壳聚糖和戊二醛制备而成。进一步的，所述钠基膨润土负载菌剂由氯化钠、乙醇、膨润土和菌剂制备而成；所述菌剂为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、酵母菌、乳酸菌中的至少一种。进一步的，生物复合酶包括淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶。进一步的，所述有机-无机絮凝剂由有机絮凝剂和无机絮凝剂复配而成，有机絮凝剂和无机絮凝剂的质量比3-5:1-2；所述有机絮凝剂为羧甲基纤维素钠、魔芋胶葡甘露聚糖、海藻酸钠、淀粉黄原酸酯中的至少一种；所述无机絮凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、磷酸二氢钠中的至少一种。进一步的，所述絮凝助剂为聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷中的至少一种。一种所述的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：s1.制备壳聚糖固化单宁：32-40份水解单宁溶于300-350份的水中，用氢氧化钠调节ph至7，搅拌溶解后加入15-20份的壳聚糖，常温下反应1-2h，50-55℃下反应1-6h，过滤干燥后制得壳聚糖固化单宁；s2.制备钠基膨润土负载菌剂：将氯化钠溶解于浓为度50%乙醇水溶液中，取膨润土混合均匀，静置30-60min可使膨润土充分润湿，功率为2000-2500w微波辐射0.5-2.5min，制得钠基膨润土；取20-30份所述钠基膨润土加入180-250份的菌剂中，用氢氧化钠或冰醋酸调节ph，35-45℃恒温搅拌1-1.5h，离心取沉淀物干燥后，制得钠基膨润土负载菌剂；s3.制备污水处理剂：将木屑和椰壳粉混合均匀，加入絮凝助剂，浸泡1-2h后,干燥研磨，制得混合物a；将生物复合酶经功率为1000-1200w微波辐射8-10s后，加入所述混合物a中，再加入壳聚糖固化单宁、钠基膨润土负载菌剂、石墨烯、有机-无机絮凝剂以及亚硫酸氢钠，混合均匀，制得污水处理剂。一种所述的污水处理剂在河道污水、养殖废水处理中的应用。本发明具有如下有益效果：本发明选用的壳聚糖固化单宁，其是由壳聚糖作为固化介质与水解单宁以共价方式结合而成。壳聚糖分子结构中有许多的游离氨基和羟基，其对过渡金属具有稳定的配位作用，且壳聚糖在戊二醛的交联作用下形成微球，具有较大的比表面积，单宁分子容易均匀填充、稳定固化；单宁分子结构中的两个相邻酚羟基，其以氧负离子的形态能与金属离子发生络合反应，形成稳定的五元环螯合物。二者都可与金属离子螯合，通过二者协同，提高了壳聚糖固化单宁对金属离子的吸附容量。本发明钠基膨润土负载菌剂的制备过程中，采用了50%乙醇水溶液溶解氯化钠，利用了乙醇粘度较低、易挥发的特点，容易渗透至膨润土分子间，产物易干燥，用na+置换出在膨润土中含量很高的mg2+，ca2+等离子；采用微波辐射法，加快了氯化钠中na+离子在膨润土内的传递速度；乙醇在微波加热下汽化膨胀，使膨润土层间距增大，分子扩散速度提高，加速了离子交换反应进，制备的钠基膨润土效率高，效果好。同时，钠基膨润土层间距的扩大，增大了孔隙的体积和孔隙率，有利于菌剂在层间扩散并负载于其上，在有效提高钠基膨润土吸附能力的同时，还可提高菌剂的稳定性，菌剂生物降解能力更高效持久。本发明选用的有机-无机絮凝剂，配合絮凝助剂、亚硫酸氢钠，可去除污水中大部分悬浮物和金属离子；配合钠基膨润土负载菌剂、生物复合酶降解有机物，并利用微波辐射提高菌剂负载率和酶活性，高效显著降低无水中的氮、磷含量；配合石墨烯、椰粉等组分，进一步降低氮、磷及重金属含量。各组分协同，可有效去除污水中的大部分重金属以及络合物、有机物，有效降低污水中的氮磷含量，净化水体，高效环保，不会造成二次污染。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。实施例下表为本发明污水处理剂3个实施例的配方表（单位：份）。组分实施例1实施例2实施例3壳聚糖固化单宁81120钠基膨润土负载菌剂30，所述菌剂为地衣芽孢杆菌、硝化细菌32，所述菌剂为枯草芽孢杆菌、硝化细菌、酵母菌35，所述菌剂为枯草芽孢杆菌、反硝化细菌、酵母菌、乳酸菌石墨烯152023生物复合酶3，淀粉酶、果胶酶5，纤维素酶、脂肪酶10，淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶有机-无机絮凝剂20，羧甲基纤维素钠：聚合氯化铝=3:128，海藻酸钠：聚合氯化铝、磷酸二氢钠=4:135，淀粉黄原酸酯、魔芋胶葡甘露聚糖：聚合硫酸铁=5:2絮凝助剂20，聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷28，聚丙烯酰胺35，聚环氧氯丙烷亚硫酸氢钠202225椰壳粉121415木屑121520。一种所述的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：s1.制备壳聚糖固化单宁：32份水解单宁溶于300份的水中，用氢氧化钠调节ph至7，搅拌溶解后加入15份的壳聚糖，常温下反应1h，55℃下反应3h，过滤干燥后制得壳聚糖固化单宁；s2.制备钠基膨润土负载菌剂：将氯化钠溶解于浓为度50%乙醇水溶液中，取膨润土混合均匀，静置30min，功率为2500w微波辐射2.5min，制得钠基膨润土；取20份所述钠基膨润土加入220份的菌剂中，用氢氧化钠或冰醋酸调节ph，37℃恒温搅拌1-1.5h，离心取沉淀物干燥后，制得钠基膨润土负载菌剂；s3.制备污水处理剂：将木屑和椰壳粉混合均匀，加入絮凝助剂，浸泡1.5h后,干燥研磨，制得混合物a；将生物复合酶经功率为1200w微波辐射10s后，加入所述混合物a中，再加入壳聚糖固化单宁、钠基膨润土负载菌剂、石墨烯、有机-无机絮凝剂以及亚硫酸氢钠，混合均匀，制得污水处理剂。对比例下表为本发明污水处理剂3个对比例的配方表（单位：份），制备方法为本领域常规的混合、干燥。组分对比例1对比例2对比例3壳聚糖8510单宁/610菌剂15，地衣芽孢杆菌、硝化细菌17，枯草芽孢杆菌、硝化细菌、酵母菌15，枯草芽孢杆菌、反硝化细菌、酵母菌、乳酸菌膨润土153520石墨烯15/23生物复合酶3，淀粉酶、果胶酶5，纤维素酶、脂肪酶10，淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶絮凝剂20，聚合氯化铝28，海藻酸钠35，淀粉黄原酸酯：聚合硫酸铁=5:2絮凝助剂20，聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷28，聚丙烯酰胺35，聚环氧氯丙烷亚硫酸氢钠202225椰壳粉121415木屑121520。将等质量本发明污水处理剂实施例1-3和对比例1-3分别加入1t河道污水中，检测污水在处理前后的化学需氧量（cod）去除率、生化需氧量（bod）去除率、水质中悬浮物（ss）去除率、重金属去除率、浊度去除率、tp去除率以及液态氮（nh+4﹣n）去除率。测试结果见下表。项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3cod去除率/%949396858689bod去除率/%969697868287ss去除率/%929596827986重金属去除率/%939494788088浊度去除率/%939394817986tp去除率/%909193858487nh+4﹣n去除率/%929194838486。可见，本发明污水处理剂可有效提高污水处理前后的cod去除率、bod去除率、ss去除率、重金属去除率、浊度去除率、tp去除率以及nh+4﹣n去除率。本发明污水处理剂生物活性物质稳定性强、活性高，具有良好的吸附能力、絮凝能力以及生物降解能力，应用于河道污水、养殖废水处理中，可有效去除污水中的大部分重金属以及络合物、有机物，有效降低污水中的氮磷含量，净化水体，高效环保，不会造成二次污染。当前第1页12