[发明专利]一种污水处理剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种污水处理剂及其制备方法，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，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。

技术领域

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。

发明内容

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+H₂O

CH₂OH-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。