本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种低成本吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
人们生活水平的不断提高，人类用水量也越来越大，生活污水也越来越多，若污水不经处理便排放到我国河流中，必然会对自然产生污染，因此如何妥善的处理污水已经成为关系到子孙后代生存的问题。现有的生活污水一般采用污水处理剂进行化学处理，但是成本较高，处理效果也不尽如人意。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低成本吸附剂及其制备方法和应用，绿色环保，吸附性能优异，吸附物质不但包括各种有机物，还包括部分金属离子，洗脱容易，便于循环使用，而且对生活废水的脱色能力优秀，制备工艺简易可行，浸泡在生活废水中不易松散，强度高，同时不需要曝气装置等复杂设备，能耗低、装置简单、处理成本低、操作方便，维护简单，效果显著，对铁污染的河水治理效果好，适用范围广。
本发明提出的一种低成本吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
s1、将蔗糖加入盐酸中搅拌，过滤，干燥，送入管式炉中炭化，降温，粉碎，加入铝酸钠溶液搅拌均匀，搅拌状态下加入硫酸溶液至体系ph值为9-9.4，过滤，沉淀物洗涤得到第一物料；
s2、将第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液搅拌，过滤，真空干燥，粉碎得到第二物料；
s3、向浓硫酸中加入椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖搅拌，过滤，洗涤，干燥，加入β型半水石膏、高铁酸钠混合均匀得到第三物料；
s4、将聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、第二物料、明矾、轻质碳酸钙、氯化钙、第三物料混合均匀，再加入碳酸钾混合均匀，干燥得到低成本吸附剂。
优选地，s1中，蔗糖、盐酸、铝酸钠溶液的重量比为50-60：130-150：100-140，盐酸浓度为1-1.4mol/l，铝酸钠溶液浓度为1.2-1.6mol/l。
优选地，s1中，将蔗糖加入盐酸中搅拌20-40min，搅拌温度为85-95℃，过滤，干燥，送入管式炉中炭化6-14min，炭化温度880-960℃，降温，粉碎，加入铝酸钠溶液搅拌均匀，搅拌状态下加入浓度为6-10wt％硫酸溶液至体系ph值为9-9.4，过滤，沉淀物洗涤得到第一物料。
优选地，s2中，第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液的重量比为40-60：6-12：0.4-0.8：120-140，乙醇溶液浓度为11-14wt％。
优选地，s2中，将第一物料、腐殖酸、聚乙二醇、乙醇溶液搅拌20-30min，搅拌温度为145-155℃，过滤，140-150℃真空干燥8-12h，粉碎得到第二物料。
优选地，s3中，浓硫酸、椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖、β型半水石膏、高铁酸钠的重量比为120-240：20-30：10-20：10-20：10-20：4-8：6-12。
优选地，s3中，向浓硫酸中加入椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖搅拌30-50min，搅拌温度为85-95℃，过滤，洗涤，干燥，加入β型半水石膏、高铁酸钠混合均匀得到第三物料。
优选地，s4中，聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、第二物料、明矾、轻质碳酸钙、氯化钙、第三物料、碳酸钾的重量比为30-40：10-20：6-14：4-8：6-12：4-6：10-20：8-16。
本发明提出的一种低成本吸附剂，采用上述低成本吸附剂的制备方法制得。
本发明提出的上述低成本吸附剂作为污水处理剂的应用。
本发明绿色环保，吸附性能优异，吸附物质不但包括各种有机物，还包括部分金属离子，洗脱容易，便于循环使用，而且对生活废水的脱色能力优秀，制备工艺简易可行，浸泡在生活废水中不易松散，强度高，同时不需要曝气装置等复杂设备，能耗低、装置简单、处理成本低、操作方便，维护简单，效果显著，对铁污染的河水治理效果好，适用范围广。
本发明s1中，采用蔗糖经过盐酸酸化降解后，经过管式炉炭化后形成活化产物，表面含有大量含氧官能团，吸附能力极强，硫酸与铝酸钠反应形成的沉淀物可被吸附在活化产物表面；s2中，第一物料与聚乙二醇反应形成氢氧化铝胶状结构，而腐殖酸可与氢氧化铝反应，吸附活性进一步增强；s3中，采用椰壳、秸秆、竹炭粉、蔗糖复配，经过浓硫酸活化后，对β型半水石膏、高铁酸钠的分散程度高，而且吸附活性极高，协同作用，对金属离子的吸附活性极高，配合第二物料作用，不仅内部形成大量蜂窝状结构，负载率极高，具备优良的物理吸附性能的同时，成型效果好，相互间的吸附物质穿插分散，在保证吸附材料具备优异吸附脱色性能的同时，对有机物与金属离子的吸附活性极高，可大规模推广应用。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种低成本吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
s1、将50kg蔗糖加入150kg浓度为1mol/l盐酸中搅拌40min，搅拌温度为85℃，过滤，干燥，送入管式炉中炭化14min，炭化温度880℃，降温，粉碎，加入140kg浓度为1.2mol/l铝酸钠溶液搅拌均匀，搅拌状态下加入浓度为10wt％硫酸溶液至体系ph值为9-9.4，过滤，沉淀物洗涤得到第一物料；
s2、将40kg第一物料、12kg腐殖酸、0.4kg聚乙二醇、140kg浓度为11wt％乙醇溶液搅拌30min，搅拌温度为145℃，过滤，150℃真空干燥8h，粉碎得到第二物料；
s3、向240kg浓硫酸中加入20kg椰壳、20kg秸秆、10kg竹炭粉、20kg蔗糖搅拌30min，搅拌温度为95℃，过滤，洗涤，干燥，加入4kgβ型半水石膏、12kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料；
s4、将30kg聚丙烯酰胺、20kg聚乙烯亚胺、6kg第二物料、8kg明矾、6kg轻质碳酸钙、6kg氯化钙、10kg第三物料混合均匀，再加入16kg碳酸钾混合均匀，75℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例2
一种低成本吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
s1、将60kg蔗糖加入130kg浓度为1.4mol/l盐酸中搅拌20min，搅拌温度为95℃，过滤，干燥，送入管式炉中炭化6min，炭化温度960℃，降温，粉碎，加入100kg浓度为1.6mol/l铝酸钠溶液搅拌均匀，搅拌状态下加入浓度为6wt％硫酸溶液至体系ph值为9-9.4，过滤，沉淀物洗涤得到第一物料；
s2、将60kg第一物料、6kg腐殖酸、0.8kg聚乙二醇、120kg浓度为11-14wt％乙醇溶液搅拌30min，搅拌温度为145℃，过滤，150℃真空干燥8h，粉碎得到第二物料；
s3、向240kg浓硫酸中加入20kg椰壳、20kg秸秆、10kg竹炭粉、20kg蔗糖搅拌30min，搅拌温度为95℃，过滤，洗涤，干燥，加入4kgβ型半水石膏、12kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料；
s4、将30kg聚丙烯酰胺、20kg聚乙烯亚胺、6kg第二物料、8kg明矾、6kg轻质碳酸钙、6kg氯化钙、10kg第三物料混合均匀，再加入16kg碳酸钾混合均匀，75℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例3
一种低成本吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
s1、将57kg蔗糖加入135kg浓度为1.3mol/l盐酸中搅拌25min，搅拌温度为92℃，过滤，干燥，送入管式炉中炭化8min，炭化温度940℃，降温，粉碎，加入110kg浓度为1.5mol/l铝酸钠溶液搅拌均匀，搅拌状态下加入浓度为7wt％硫酸溶液至体系ph值为9-9.4，过滤，沉淀物洗涤得到第一物料；
s2、将55kg第一物料、8kg腐殖酸、0.7kg聚乙二醇、125kg浓度为13wt％乙醇溶液搅拌22min，搅拌温度为152℃，过滤，143℃真空干燥11h，粉碎得到第二物料；
s3、向160kg浓硫酸中加入28kg椰壳、13kg秸秆、18kg竹炭粉、13kg蔗糖搅拌45min，搅拌温度为88℃，过滤，洗涤，干燥，加入7kgβ型半水石膏、8kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料；
s4、将37kg聚丙烯酰胺、12kg聚乙烯亚胺、12kg第二物料、5kg明矾、10kg轻质碳酸钙、4.5kg氯化钙、18kg第三物料混合均匀，再加入10kg碳酸钾混合均匀，82℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例4
一种低成本吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
s1、将53kg蔗糖加入145kg浓度为1.1mol/l盐酸中搅拌35min，搅拌温度为88℃，过滤，干燥，送入管式炉中炭化12min，炭化温度900℃，降温，粉碎，加入130kg浓度为1.3mol/l铝酸钠溶液搅拌均匀，搅拌状态下加入浓度为9wt％硫酸溶液至体系ph值为9-9.4，过滤，沉淀物洗涤得到第一物料；
s2、将45kg第一物料、10kg腐殖酸、0.5kg聚乙二醇、135kg浓度为12wt％乙醇溶液搅拌28min，搅拌温度为148℃，过滤，147℃真空干燥9h，粉碎得到第二物料；
s3、向200kg浓硫酸中加入22kg椰壳、17kg秸秆、12kg竹炭粉、17kg蔗糖搅拌35min，搅拌温度为92℃，过滤，洗涤，干燥，加入5kgβ型半水石膏、10kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料；
s4、将33kg聚丙烯酰胺、18kg聚乙烯亚胺、8kg第二物料、7kg明矾、8kg轻质碳酸钙、5.5kg氯化钙、12kg第三物料混合均匀，再加入14kg碳酸钾混合均匀，78℃干燥得到低成本吸附剂。
实施例5
一种低成本吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
s1、将55kg蔗糖加入140kg浓度为1.2mol/l盐酸中搅拌30min，搅拌温度为90℃，过滤，干燥，送入管式炉中炭化10min，炭化温度920℃，降温，粉碎，加入120kg浓度为1.4mol/l铝酸钠溶液搅拌均匀，搅拌状态下加入浓度为8wt％硫酸溶液至体系ph值为9-9.4，过滤，沉淀物洗涤得到第一物料；
s2、将50kg第一物料、9kg腐殖酸、0.6kg聚乙二醇、130kg浓度为12.5wt％乙醇溶液搅拌25min，搅拌温度为150℃，过滤，145℃真空干燥10h，粉碎得到第二物料；
s3、向180kg浓硫酸中加入25kg椰壳、15kg秸秆、15kg竹炭粉、15kg蔗糖搅拌40min，搅拌温度为90℃，过滤，洗涤，干燥，加入6kgβ型半水石膏、9kg高铁酸钠混合均匀得到第三物料；
s4、将35kg聚丙烯酰胺、15kg聚乙烯亚胺、10kg第二物料、6kg明矾、9kg轻质碳酸钙、5kg氯化钙、15kg第三物料混合均匀，再加入12kg碳酸钾混合均匀，80℃干燥得到低成本吸附剂。
对生活污水进行取样检测，然后每20kg生活污水投入0.5-1kg实施例5所得低成本吸附剂，12h后再次进行取样检测，本发明所得吸附絮凝剂对污水悬浮物去除率达到98.3％，bod去除率为95.2％，cod去除率为96.8％，色度为5；其结果证实：本发明所得吸附絮凝剂能有效处理生活污水，成本低，效果好，减轻生活污水对生态环境的污染，具有净化速度快，效果好，环保无毒等优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。