1.本发明涉及水处理领域，具体为一种基于改性硅藻土的复合絮凝剂及其应用。
背景技术：
2.水是人类赖以生存的最重要的自然资源之一，也是所有生态系统不可或缺的资源。我国虽幅员辽阔、河海众多，但全国人均占有水资源量很低。尤其随着经济的快速发展，大量生活污水、工业废水和农业废水等严重污染了水体环境，更影响着动植物以及人类的生命安全。面对越来越严苛的环保标准和要求，也为了减少污水处理过程中所需要的能源和资源需求，减少潜在的二次污染风险，必须开发出新型高效的水处理工艺和水处理剂。
3.常用的污水处理方法有：离子交换法、沉淀法、悬浮法、吸附法、絮凝法、生物法等。絮凝法通过絮凝剂能够使水溶液中的各种溶质、悬浮颗粒或胶体进行脱稳、聚集形成絮状物，从而使其加速沉降，是一种简单高效的废水处理方法，在工业中通常也结合生物法和吸附法使用。
4.大多数商用有机合成絮凝剂是以石油为基础，经化学加工后制得，是不可再生资源。目前，人们转而在大自然中寻找天然资源来替代有机合成絮凝剂。
技术实现要素：
5.针对现有技术中的不足之处，本发明提出了一种以天然资源硅藻土为基础的结合无机絮凝剂以及生物菌群制得的复合絮凝剂，相较于传统絮凝剂，絮凝效果更好。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种基于改性硅藻土的复合絮凝剂，包括20～40份改性硅藻土、10～15份无机絮凝剂和0.1～0.5份微生物菌群；其中，所述改性硅藻土的制备过程如下：
8.1)称取一定量的硅藻土于锥形瓶中，加入氢氧化钠溶液，在40℃下恒温振荡2～3h；结束后，过滤，水洗至中性，烘干后于350～400℃煅烧2～3h得到粉体；
9.2)待粉体冷却后置于聚乙二醇的水溶液中，超声振荡使其分散均匀，加热至60℃，之后向其中加入偏铝酸钠，偏铝酸钠的用量为粉体质量的1.5％～2.5％，恒温搅拌1h，得浆料；
10.3)向浆料中添加聚乙二胺，升温至80～90℃，搅拌1～2h；冷却至室温后，固液分离，将固体烘干、研磨即得改性硅藻土。
11.优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为10m，其与硅藻土的体积质量比为4ml:1g。
12.优选地，所述步骤2)中聚乙二醇的质量为粉体质量的1～1.5％。
13.优选地，所述聚乙二胺的用量为粉体质量的70～100％。
14.优选地，所述无机絮凝剂为聚合硫酸铝、聚合硅酸铝、聚合硅酸铁、氯化铁和聚合氯化铝中的一种或多种组合物。
15.优选地，所述微生物菌群为酵母菌、乳酸菌、枯草杆菌和硝化细菌中的至少两种。
16.优选地，所述复合絮凝剂还包括1～3份助凝剂，所述助凝剂为聚丙烯酰胺或壳聚
糖。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.硅藻土具有多孔性构造和较大的比表面积，本案首先采用氢氧化钠对其进行处理，可有效增大硅藻土孔径；煅烧后进一步去除杂质和增大孔容积；添加聚乙二醇增加空间位阻，进而在与偏铝酸钠混合时增大接触面积，能有效去除水体中的金属离子；利用铝对其包覆，铝带正电，因而改性硅藻土表面电性发生变化，可有效吸附水体中氮磷等杂质；最后聚乙二胺的加入在硅藻土表面形成保护层，一方面延长使用寿命，另一方面增加了吸附位点，对水体中的有机物也具有一定的吸附性。
19.通过改性硅藻土的吸附作用聚集水体中的杂质污染物，再通过无机絮凝剂以及微生物菌群协助对水体中的污染絮凝沉淀和降解，有效降低废水中的金属离子和有机物。
具体实施方式
20.下面将结合实施例对本发明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做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。
21.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
22.实施例1：
23.一种基于改性硅藻土的复合絮凝剂，包括20份改性硅藻土、10份无机絮凝剂(聚合硫酸铝和聚合硅酸铝1:1)、0.1份微生物菌群；其中，所述改性硅藻土的制备过程如下：
24.1)称取一定量的硅藻土于锥形瓶中，按照质量体积比为1g:4ml加入10m氢氧化钠溶液，在40℃下恒温振荡2～3h；结束后，过滤，水洗至中性，烘干后于350～400℃煅烧2～3h得到粉体；
25.2)待粉体冷却后置于含粉体质量的1％的聚乙二醇的水溶液中，超声振荡使其分散均匀，加热至60℃，之后向其中加入偏铝酸钠，偏铝酸钠的用量为粉体质量的1.8％，恒温搅拌1h，得浆料；
26.3)向浆料中添加粉体质量的70％的聚乙二胺，升温至80～90℃，搅拌1～2h；冷却至室温后，固液分离，将固体烘干、研磨即得改性硅藻土。
27.实施例2：
28.一种基于改性硅藻土的复合絮凝剂，包括30份改性硅藻土、12份无机絮凝剂(聚合硅酸铁、氯化铁和聚合氯化铝1:1:2)、0.2份微生物菌群和1份壳聚糖；其中，所述改性硅藻土的制备过程如下：
29.1)称取一定量的硅藻土于锥形瓶中，按照质量体积比为1g:4ml加入10m氢氧化钠溶液，在40℃下恒温振荡2～3h；结束后，过滤，水洗至中性，烘干后于350～400℃煅烧2～3h得到粉体；
30.2)待粉体冷却后置于含粉体质量的1.2％的聚乙二醇的水溶液中，超声振荡使其分散均匀，加热至60℃，之后向其中加入偏铝酸钠，偏铝酸钠的用量为粉体质量的1.8％，恒温搅拌1h，得浆料；
31.3)向浆料中添加粉体质量的80％的聚乙二胺，升温至80～90℃，搅拌1～2h；冷却至室温后，固液分离，将固体烘干、研磨即得改性硅藻土。
32.实施例3：
33.一种基于改性硅藻土的复合絮凝剂，包括40份改性硅藻土、15份无机絮凝剂(聚合硅酸铝、聚合硅酸铁和聚合氯化铝2:1:1)、0.2份微生物菌群和1份壳聚糖；其中，所述改性硅藻土的制备过程如下：
34.1)称取一定量的硅藻土于锥形瓶中，按照质量体积比为1g:4ml加入10m氢氧化钠溶液，在40℃下恒温振荡2～3h；结束后，过滤，水洗至中性，烘干后于350～400℃煅烧2～3h得到粉体；
35.2)待粉体冷却后置于含粉体质量的1.5％的聚乙二醇的水溶液中，超声振荡使其分散均匀，加热至60℃，之后向其中加入偏铝酸钠，偏铝酸钠的用量为粉体质量的2.5％，恒温搅拌1h，得浆料；
36.3)向浆料中添加粉体质量的100％的聚乙二胺，升温至80～90℃，搅拌1～2h；冷却至室温后，固液分离，将固体烘干、研磨即得改性硅藻土。
37.对比例1：
38.同实施例3，区别在于改性硅藻土的制备，在步骤2)后直接对浆料进行固液分离，固体烘干研磨制得改性硅藻土。
39.对比例2：
40.同实施例3，区别在于采用等量未改性硅藻土替换改性硅藻土。
41.对比例3：
42.去除改性硅藻土，其余组分同实施例3。
43.产品效果测试
44.采用实施例1-3以及对比例1-3制得的复合絮凝剂对模拟废水进行处理。
45.模拟废水的成分如表1所示：
46.表1
47.成分fe
2+
zn
2+
cd
2+
氨氮总磷cod浓度mg/l90806070100300
48.向1l模拟废水中加入50mg复合絮凝剂，搅拌混合均匀，静置一天，检测废水中离子和cod的去除率，结果如表2所示。
49.表2
[0050] fe
2+
/％zn
2+
/％cd
2+
/％氨氮/％总磷/％cod/％实施例188.590.187.294.194.592.5实施例289.190.588.195.895.193.8实施例389.991.688.897.296.695.1对比例172.670.365.382.582.280.1对比例269.566.560.281.582.082.1对比例365.160.358.775.370.176.4
[0051]
从上表可知，本发明的基于改性硅藻土的复合絮凝剂对重金属离子、氨氮和总磷以及有机物均有良好的去除效果。
[0052]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。