[发明专利]一种废水处理一体化药剂及其应用方法

说明书

本发明公开了一种废水处理一体化药剂的制备及其应用方法。目前硝酸盐和重金属污染普遍存在，采用异养微生物还原硝酸盐和重金属，但该方法需外加营养源，易造成二次污染，成本高。因此廉价、可持续的缓释固相营养源受到广泛关注。其中关于咖啡渣和磷矿石作为固相营养源的研究很少，且出水重金属总量不达标，还原产物无法彻底从系统中去除，咖啡渣色度问题和剩余污泥等问题亟待解决。本发明借助PVA和海藻酸钠将微生物，咖啡渣和磷矿石共同固定，得到一种易于分离成本低廉的废水处理药剂。本发明提高了同步去除污染物能力，将还原产物彻底从污染系统中去除。采用本发明制备的药剂能对硝酸盐和重金属复合污染废水进行有效的处理，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种废水处理用一体化药剂及其应用方法。

背景技术

地下水是一种与人类生存息息相关的重要天然来源，约占整个淡水资源的30％，成为主要的饮用水和生活用水来源，但是由于国民经济迅速发展越来越多的污染物被排放到地下水中，严重威胁生态环境，而地下水中硝酸盐和铬盐污染物共存现象十分常见。

由化肥农药的大量使用，工业废水的不达标排放和固体废弃物的淋滤下渗等引起的地下水硝酸盐污染是一个世界性问题，并日趋严重，硝酸盐本身几乎无毒，但是进入生物体内容易转化为毒性很强的亚硝酸盐，长期摄入会导致高铁血红蛋白症，出现腹痛腹泻头晕恶心等症状，浓度过高会使人因窒息而死。同时铬酸盐在制革、电镀、钢铁加工、木材防腐及纺织印染等工业上的广泛应用，工业废水的不达标排放与泄露、工业废弃物的随意丢弃等使重金属铬对生态环境造成严重威胁。水体中铬主要以六价铬和三价铬形式存在，其中六价铬由于其高溶解性、迁移性，可以轻易穿过细胞膜而具有剧毒性。研究表明，六价铬还具有致癌、致畸、致突变的作用。因此，解决自然水体中硝酸盐和铬酸盐的复合污染问题势在必行且迫在眉睫。

发明内容

本发明以咖啡渣，磷矿石，聚乙烯醇和海藻酸钠为基质包埋微生物用于污染废水的修复，其中咖啡渣作为固相碳源，咖啡渣含有丰富的营养物质，如酚类等有机物可以被微生物利用，同时也可以作为重金属的吸附剂，磷矿石可用作固相磷源、活性添加剂、微生物载体和吸附剂，聚乙烯醇凝胶可用作微生物包埋体和吸附剂，以提高反应速率、防止过量碳源磷源造成的二次污染、提高微生物抗冲击能力以及吸附还原产物并使其能够从污染体系中去除、再生，使出水出水污染物总量达标。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种废水处理一体化药剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将咖啡渣和磷矿石加入水中，充分分散，得混合液；将聚乙烯醇和海藻酸钠加入得到的混合液中，超声分散，得混合半凝胶液；

2)向步骤1)制得的混合半凝胶液中加入离心后的微生物，混合均匀；

3)将步骤2)制得的混合半凝胶液滴入氯化钙溶液中，不断搅拌，交联固化，过滤，制得废水处理药剂。

优选的，步骤1)所述咖啡渣含碳量为10％-50％，磷矿石粒径为1-300微米，质量浓度为0.05％-5％，聚乙烯醇质量浓度为2％-10％，海藻酸钠质量浓度为0.2％-3％，超声处理0.1-2小时。

优选的，步骤2)所述的微生物投加量为0.1-5克。

优选的，步骤3)所述的氯化钙溶液质量浓度为0.5％-5％，交联固化时间为0.5-12小时。

优选的，一种如上述制备方法制得的废水处理用药剂，药剂呈均匀球状，药剂直径1-6毫米。

一种如上述制备方法制得的药剂在废水处理中的应用。

优选的，废水具体指同时含有硝酸盐、铬、钒等复合污染物的废水。