本發(fā)明涉及有污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鐵基納米污水處理劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
迫于水體富營養(yǎng)化的嚴峻形勢，近年來各國政府和民眾對城市污水處理要求愈益提高，污水排放標準中有關(guān)營養(yǎng)鹽類的指標也越來越嚴格，為了達到排放標準，越來越多的城市污水處理廠都引入了具有脫氮除磷功能的污水處理工藝，在凈化城市污水中有機污染物的同時，大幅削減出水中的氮磷含量。但目前由于各種原因，很多污水廠生物脫氮除磷工藝效果沒有達到預期，出水磷只依靠生物除磷較難達標。吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面積的固體物質(zhì)對水中磷酸根離子的親和力，來實現(xiàn)的污水除磷工藝。磷通過吸附劑表明的物理吸附、離子交換或表明共沉淀過程，實現(xiàn)磷從污水中的分離，并可進一步通過解吸處理回收磷資源。吸附法除磷的關(guān)鍵在于尋找高效的吸附劑。
目前，對于鎮(zhèn)村污水處理大部分還僅限于COD為主要控制，對氮、磷等指標根本無法滿足排放要求，這不僅是因為技術(shù)管理水平限制，有很大程度上受限于常規(guī)的磷去除操作繁瑣、運行費用高、污泥產(chǎn)生量大等，本項目就是通過尋找到一種高效材料，用于經(jīng)生化處理后的低含磷尾水進行深度處理，反應速度快，操作簡易，并且濃縮產(chǎn)物為高含磷液休，可以回收利用，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點，而且可以設(shè)備化制作，適應于大中小各種規(guī)模，與各種生化處理系統(tǒng)都能無縫對接。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于污水處理的鐵基納米污水處理劑及其使用方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：表面改性的凹凸棒粘土70-80份、有機硅橡膠廢料25-40份、鐵基納米復合劑5-10份、活性炭顆粒2-6份、纖維乙醇1-3份、再生復合劑1-3份和立德粉5-8份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 5-10份、納米Fe(OH)3 15-20份和聚乙二醇1-3份。
進一步的，一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：表面改性的凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、鐵基納米復合劑8份、活性炭顆粒5份、纖維乙醇2份、再生復合劑2份和立德粉6份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 6-8份、納米Fe(OH)3 17-18份、聚乙二醇1-2份。
進一步的，一種鐵基納米污水處理劑，所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 7份、納米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。
進一步的，一種鐵基納米污水處理劑，所述表面改性的凹凸棒粘土，是在相對于100份的凹凸棒粘土表面添加樹枝狀季銨鹽四聚表面活性劑20-30份、納米氧化錳5-10份、高鐵酸鉀的添加量為10-15份。
進一步的，一種鐵基納米污水處理劑，所述再生復合劑包括沸石1.5-2.5份、強堿1-3份和氯化鈉3-5份。
進一步的，一種鐵基納米污水處理劑，所述有機硅橡膠廢料被粉碎成0.3-0.5mm大小的顆粒。
進一步的，一種鐵基納米污水處理劑，所述強堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。
上述任意一種鐵基納米污水處理劑的使用方法，包括如下步驟：
(1)將污水從生化處理系統(tǒng)二級沉池出水口流入淺層砂濾器，并在砂濾器中添加上述污水處理劑，去除水中非溶解性污染物；
(2)將步驟(1)中的濾液，通過裝填有上述污水處理劑的吸附塔，使生化尾水中難以生物降解的溶解性有機物和磷被有效吸附，并在吸附塔底增加曝氣裝置進行曝氣，進吸附后，出水中的COD和總磷濃度大幅降低；
(3)當吸附達到穿透點時停止吸附，添加上述的再生復合劑，對上述鐵基納米復合劑進行脫附再生，供循環(huán)使用；
(4)將步驟(3)得到的高濃度脫附液經(jīng)酸堿度中和、濃縮、干燥后，密封保存，用于下一次污水處理時使用。
進一步的，所述的鐵基納米污水處理劑的使用方法，所述步驟(1)中，所述待凈化水源在砂濾器中的濾速為6-10m/h；所述步驟(4)酸堿度中和操作中，加入HNO3進行中和，控制pH值在6.8-7.5之間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明鐵基納米污水處理劑，添加的表面改性的凹凸棒粘土、鐵基納米復合劑結(jié)合活性炭顆粒可以對污水進行有效的處理；而且有機硅橡膠廢料的添加促進疏水性能，提高載體加工的方便性，包裝運輸也非常方便；纖維乙醇、立德粉可以有效過濾污水，促進污水中雜質(zhì)和有害物質(zhì)尤其是磷能被表面改性的凹凸棒粘土、鐵基納米復合劑和活性炭顆粒吸附，再生復合劑可以促進表面改性的凹凸棒粘土和鐵基納米復合劑的再生利用，利用效率高。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：表面改性的凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、鐵基納米復合劑8份、活性炭顆粒5份、纖維乙醇2份、再生復合劑2份和立德粉6份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 6份、納米Fe(OH)3 17份、聚乙二醇1份。
使用方法，步驟如下：
(1)將污水從生化處理系統(tǒng)二級沉池出水口流入淺層砂濾器，并在砂濾器中添加上述污水處理劑，去除水中非溶解性污染物；
(2)將步驟(1)中的濾液，通過裝填有上述污水處理劑的吸附塔，使生化尾水中難以生物降解的溶解性有機物和磷被有效吸附，并在吸附塔底增加曝氣裝置進行曝氣，進吸附后，出水中的COD和總磷濃度大幅降低；
(3)當吸附達到穿透點時停止吸附，添加上述的再生復合劑，對上述鐵基納米復合劑進行脫附再生，供循環(huán)使用；
(4)將步驟(3)得到的高濃度脫附液經(jīng)酸堿度中和、濃縮、干燥后，密封保存，用于下一次污水處理時使用。
Fe3O4、Fe(OH)3具有對環(huán)境無害性、分布范圍廣泛、比表面積大的特點，而且表面活性高等優(yōu)點。使得納米鐵基材料產(chǎn)生塊體具備的電、磁、光和化學等宏觀特性,從而具有很好的吸附性，獨特的優(yōu)勢使鐵基納米材料在環(huán)境污染物的治理過程中具有很好的應用前景。改變了傳統(tǒng)污水處理和污水中除磷的思路，本發(fā)明材料容易獲得，不產(chǎn)生化學污泥，對環(huán)境不會產(chǎn)生二次污染，飽和再生產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)過中和后可以回收再利用，產(chǎn)業(yè)形成后，能夠非常容易地與目前各類污水處理系統(tǒng)相配套。市場推廣后，對整個水生態(tài)系統(tǒng)都會產(chǎn)業(yè)很大的貢獻。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為94.5％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重1.5％，將產(chǎn)品放置水中一周不下沉，說明疏水性能很好。
實施例2
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：表面改性的凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、鐵基納米復合劑8份、活性炭顆粒5份、纖維乙醇2份、再生復合劑2份和立德粉6份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 8份、納米Fe(OH)3 17份、聚乙二醇1份。
使用方法同實施例1。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為93.8％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重1.2％，將產(chǎn)品放置水中一周不下沉，說明疏水性能很好。
實施例3
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：表面改性的凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、鐵基納米復合劑8份、活性炭顆粒5份、纖維乙醇2份、再生復合劑2份和立德粉6份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 7份、納米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。
使用方法同實施例1。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為95.2％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重1.4％，將產(chǎn)品放置水中一周不下沉，說明疏水性能很好。
實施例4
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：表面改性的凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、鐵基納米復合劑8份、活性炭顆粒5份、纖維乙醇2份、再生復合劑2份和立德粉6份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 7份、納米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。所述表面改性的凹凸棒粘土，是在相對于100份的凹凸棒粘土表面添加樹枝狀季銨鹽四聚表面活性劑20-30份、納米氧化錳5-10份、高鐵酸鉀的添加量為10-15份。
使用方法同實施例1。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為96.8％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重1.3％，將產(chǎn)品放置水中一周不下沉，說明疏水性能很好。
實施例5
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：表面改性的凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、鐵基納米復合劑8份、活性炭顆粒5份、纖維乙醇2份、再生復合劑2份和立德粉6份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 7份、納米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。所述再生復合劑包括沸石1.5-2.5份、強堿1-3份和氯化鈉3-5份。
使用方法同實施例1。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為98.1％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重1.2％，將產(chǎn)品放置水中一周不下沉，說明疏水性能很好。
對比例1
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為：凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、纖維乙醇2份、再生復合劑2份和立德粉6份。
使用方法同實施例1。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為70.5％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重5.4％，將產(chǎn)品放置水中一周有微弱下沉，說明疏水性能正常。
對比例2
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為:凹凸棒粘土65份、有機硅橡膠廢料30份、鐵基納米復合劑8份、活性炭顆粒5份、纖維乙醇2份和立德粉6份；所述鐵基納米復合劑按照重量份的原料為：納米Fe3O4 7份、納米Fe(OH)3 18份、聚乙二醇2份。
使用方法同實施例1。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為78.6％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重3.2％，將產(chǎn)品放置水中一周有微弱下沉，說明疏水性能正常。
對比例3
一種鐵基納米污水處理劑，按照重量份的原料為:凹凸棒粘土65份、活性炭顆粒5份、再生復合劑2份和立德粉6份；所述再生復合劑包括沸石1.5-2.5份、強堿1-3份和氯化鈉3-5份。
使用方法同實施例1。
本實施例產(chǎn)品除磷效率為81.5％；在馬弗爐中300℃灼燒30分鐘，失重3.8％，將產(chǎn)品放置水中一周有微弱下沉，說明疏水性能正常。
應用例
將實施例和對比例獲得的污水處理劑以相同分量用實施例1的方法對含有重度磷污染的污水進行處理。分別在三天和一周后進行污水處理后的水體測試；其評價結(jié)果如表1和表2所示。
表1污水凈化情況
從表1可以看出，本發(fā)明的實施例對污水的處理明顯優(yōu)于對比例，而且處理后的水體符合相關(guān)排放標準。
表2除磷情況
由表2可知，本發(fā)明的實施例對污水中磷的處理明顯優(yōu)于對比例，而且處理后的水體中的磷含量符合相關(guān)要求。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。