CN107262034A - 一种园林污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种园林污水处理剂及其制备方法，属于污水处理领域，该污水处理剂由以下原料组成：改性生物壳活性炭40～50份、植物淀粉1～5份、棉籽壳80～90份和聚合硫酸铁1～3份；其中改性生物壳活性炭是由核桃壳、玉米芯、麦麸无氧热解后进行补养活化后得到；本发明的园林污水处理剂能够有效吸附污水中的杂质，净化了园林污水，并且在脱氮的同时能去除去除磷，解决了传统工艺中除磷与脱氮效果难以同时兼顾的矛盾；本发明将净化水返回用于园林灌溉，将污泥用于肥料，实现了变废为宝，一举三得。

Description

一种园林污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体说是一种园林污水处理剂及其制备方法。
背景技术
近年来，农业固废的资源化循环利用备受关注。核桃壳、玉米芯、麦麸和棉籽壳均为农业生产上的下脚料，一般不能很好的重复利用，只是大量堆置或焚烧处理，这不仅造成资源浪费，同时产生大量烟雾和CO、CO2等污染物质，危害生态环境。当前，有机农业固废炭化技术因其投入低、效益高、应用范围广等缺点而限制了其使用。但是有机农业固废炭化后的产物炭粒如果经过进一步的加工即可生产出民用炭和活性炭；其还可作为土壤改良剂施用于农田，提高农田土壤质量。此外，有学者研究表明，有机生物质经过炭化处理后制成的生物炭对大气、土壤及水体中污染物具有良好的吸附性能。
对生物质材料进行表面改性，就是通过物理化学等方法来改变生物质材料的表面性质，改变其孔隙结构，改变其表面酸碱性，或者在其表面引入或去除某些官能团使生物质具有特殊的吸附性能和催化特性。通常，通过表面改性后制备的生物炭，具有更佳的吸附性能，能够很好的处理污水。
目前园林污水一般经过过滤等处理后污水得到净化后重复使用，但是污泥的利用率并不高，一般进行填埋处理，无法实现污泥的循环利用功能，造成了资源的浪费，因此发明一种不但能有效处理园林污水，并且污泥也能重复利用的污水处理剂显得格外重要。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种园林污水处理剂，以质量份计，由以下原料组成：改性生物壳活性炭40～50份、植物淀粉1～5份、棉籽壳80～90份和聚合硫酸铁1～3份；
所述改性生物壳活性炭由以下步骤得到：
①将核桃壳、玉米芯、麦麸和聚乙二醇混合均匀后加入水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：2～4的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为200～220℃，时间持续50～60分钟，第二阶段温度为330～350℃，时间持续20～30分钟，得到生物壳活性炭；其中核桃壳、玉米芯、麦麸、聚乙二醇和水的质量比为30～40：30～40：10～20：1：20～30；
②向步骤①所得生物壳活性炭中加入补氧化合物，先在100～120℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至400～420℃下高温活化1～3小时，得到改性生物壳活性炭；其中补氧化合物为双氧水；步骤①所得生物壳活性炭和补氧化合物的质量比为100：5～10。
优选的，以质量份计，由以下原料组成：改性生物壳活性炭45份、植物淀粉3份、棉籽壳85份和聚合硫酸铁2份。
优选的，核桃壳、玉米芯、麦麸、聚乙二醇和水的质量比为35：35：15：1：25。
优选的，CO2和CO体积比为1：3。
优选的，第一阶段温度为210℃，时间持续55分钟，第二阶段温度为340℃，时间持续25分钟。
优选的，植物淀粉为小麦淀粉或土豆淀粉。
本发明还包括一种园林污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
①将核桃壳、玉米芯、麦麸和聚乙二醇混合均匀后加入水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：2～4的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为200～220℃，时间持续50～60分钟，第二阶段温度为330～350℃，时间持续20～30分钟，得到生物壳活性炭；其中核桃壳、玉米芯、麦麸、聚乙二醇和水的质量比为30～40：30～40：10～20：1：20～30；
②向步骤①所得生物壳活性炭中加入补氧化合物，先在100～120℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至400～420℃下高温活化1～3小时，得到改性生物壳活性炭；其中补氧化合物为双氧水；步骤①所得生物壳活性炭和补氧化合物的质量比为100：5～10；
③以质量份计，将植物淀粉1～5份加入100份水中，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温得到植物淀粉粘结剂；然后将步骤②所得改性生物壳活性炭40～50份和聚合硫酸铁1～3份混合均匀后成型为颗粒，然后在300～400℃下加热2小时，冷却得到颗粒料；
④将步骤③所得颗粒料和棉籽壳80～90份混合均匀，得到园林污水处理剂。
优选的制备方法，颗粒的直径为1～10毫米。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明的园林污水处理剂能够有效吸附污水中的杂质，净化了园林污水，并且在脱氮的同时能去除去除磷，解决了传统工艺中除磷与脱氮效果难以同时兼顾的矛盾；本发明将净化水返回用于园林灌溉，将污泥用于肥料，实现了变废为宝，一举三得；
本发明的园林污水处理剂的原料来源广泛，制作成本低廉，制备过程设计精妙，采用改性生物壳活性炭、植物淀粉、棉籽壳和聚合硫酸铁经过科学的配比得到；其中改性生物壳活性炭是由核桃壳、玉米芯、麦麸等在一定条件下无氧热解后进行补养活化后得到；反应条件温和，能够有效发挥改性生物壳活性炭的吸附作用，和棉籽壳、聚合硫酸铁的混合使用也能实现污水中各种杂质的有效去除，并且过滤后的污泥能用于园林植物的肥料，代替了现有的污泥还要填埋处理的步骤，实现了真正的循环利用。
具体实施方式
本发明的植物淀粉可选取旅类、壳斗科、禾本科、寥科、百合科、天南星科、旋花科、豆科、防己科、莲科、桔梗科、檀香科、银杏科等植物以其不同部位得到不同的淀粉，比如小麦淀粉，玉米淀粉，木薯淀粉等该植物淀粉的主要作用是起粘结剂的作用，并且处理污水后，其成分可作为肥料使用，适合园林植物的生长。
本发明原料核桃壳、玉米芯可先粉碎至粒度5～10mm，以便于更好的混合和湿润处理。
实施例1
一种园林污水处理剂，由以下原料组成：改性生物壳活性炭40kg、植物淀粉1kg、棉籽壳80kg和聚合硫酸铁1kg。
所述改性生物壳活性炭由以下步骤得到：
①将30kg核桃壳、30kg玉米芯、10kg麦麸和1kg聚乙二醇混合均匀后加入20kg水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：3的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为200℃，时间持续50分钟，第二阶段温度为330℃，时间持续20分钟，得到生物壳活性炭；
②取40kg步骤①所得生物壳活性炭中加入2kg双氧水，先在100℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至400℃下高温活化1小时，得到改性生物壳活性炭；
实施例2
一种园林污水处理剂，由以下原料组成：改性生物壳活性炭50kg、植物淀粉5kg、棉籽壳90kg和聚合硫酸铁3kg；
所述改性生物壳活性炭由以下步骤得到：
①将40kg核桃壳、40kg玉米芯、20kg麦麸和1kg聚乙二醇混合均匀后加入30kg水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：4的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为220℃，时间持续60分钟，第二阶段温度为350℃，时间持续30分钟，得到生物壳活性炭；
②向50kg步骤①所得生物壳活性炭中加入5kg补氧化合物双氧水，先在120℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至420℃下高温活化3小时，得到改性生物壳活性炭。
实施例3
一种园林污水处理剂，由以下原料组成：改性生物壳活性炭45kg、植物淀粉3kg、棉籽壳85kg和聚合硫酸铁2kg；
所述改性生物壳活性炭由以下步骤得到：
①将35kg核桃壳、35kg玉米芯、15kg麦麸和1kg聚乙二醇混合均匀后加入25kg水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：3的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为210℃，时间持续55分钟，第二阶段温度为340℃，时间持续25分钟，得到生物壳活性炭；
②向50kg步骤①所得生物壳活性炭中加入2.5kg双氧水，先在110℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至410℃下高温活化2小时，得到改性生物壳活性炭。
实施例4
实施例1所述的一种园林污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
①将30kg核桃壳、30kg玉米芯、10kg麦麸和1kg聚乙二醇混合均匀后加入20kg水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：3的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为200℃，时间持续50分钟，第二阶段温度为330℃，时间持续20分钟，得到生物壳活性炭；
②取40kg步骤①所得生物壳活性炭中加入2kg双氧水，先在100℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至400℃下高温活化1小时，得到改性生物壳活性炭；
③取植物淀粉1kg加入100kg水中，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温得到植物淀粉粘结剂；然后将步骤②所得改性生物壳活性炭40kg和聚合硫酸铁1kg混合均匀后成型为颗粒，颗粒的直径为1～15毫米，然后在300℃下加热2小时，冷却得到颗粒料；
④将步骤③所得颗粒料和棉籽壳80kg混合均匀，得到园林污水处理剂。
实施例5
实施例2所述的一种园林污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
①将40kg核桃壳、40kg玉米芯、20kg麦麸和1kg聚乙二醇混合均匀后加入30kg水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：4的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为220℃，时间持续60分钟，第二阶段温度为350℃，时间持续30分钟，得到生物壳活性炭；
②向50kg步骤①所得生物壳活性炭中加入5kg补氧化合物双氧水，先在120℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至420℃下高温活化3小时，得到改性生物壳活性炭；
③将植物淀粉1kg加入100kg水中，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温得到植物淀粉粘结剂；然后将步骤②所得改性生物壳活性炭50kg和聚合硫酸铁3kg混合均匀后成型为颗粒，颗粒的直径为1～8毫米，然后在400℃下加热2小时，冷却得到颗粒料；
④将步骤③所得颗粒料和棉籽壳90kg混合均匀，得到园林污水处理剂。
实施例6
实施例3的园林污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
①将35kg核桃壳、35kg玉米芯、15kg麦麸和1kg聚乙二醇混合均匀后加入25kg水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：3的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为210℃，时间持续55分钟，第二阶段温度为340℃，时间持续25分钟，得到生物壳活性炭；
②向50kg步骤①所得生物壳活性炭中加入2.5kg双氧水，先在110℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至410℃下高温活化2小时，得到改性生物壳活性炭；
③将植物淀粉3kg加入100份水中，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温得到植物淀粉粘结剂；然后取步骤②所得改性生物壳活性炭45kg和聚合硫酸铁2kg混合均匀后成型为颗粒，颗粒的直径为1～5毫米，然后在35℃下加热2小时，冷却得到颗粒料；
④将步骤③所得颗粒料和棉籽壳85kg混合均匀，得到园林污水处理剂。
将实施例4～6的园林污水处理剂用于园林污水的处理，结果如表1所示，其中园林污水处理剂和污水的质量添加比例为0.1：100，然后将污泥过滤后用于园林作物苹果树的肥料。
表1实施例4～6的园林污水处理剂对于园林污水的处理效果
由表1的数据可以看出，本发明的园林污水处理剂可使氮化物、硫化物和磷化物的含量降低99％以上，并且COD的数值降低至原来的0.40％左右，能使污水的酸度由4.5升高至6.5以上，可直接用于灌溉等操作。

Claims (8)

1.一种园林污水处理剂，其特征在于：以质量份计，由以下原料组成：改性生物壳活性炭40～50份、植物淀粉1～5份、棉籽壳80～90份和聚合硫酸铁1～3份；
所述改性生物壳活性炭由以下步骤得到：
①将核桃壳、玉米芯、麦麸和聚乙二醇混合均匀后加入水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：2～4的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为200～220℃，时间持续50～60分钟，第二阶段温度为330～350℃，时间持续20～30分钟，得到生物壳活性炭；其中核桃壳、玉米芯、麦麸、聚乙二醇和水的质量比为30～40：30～40：10～20：1：20～30；
②向步骤①所得生物壳活性炭中加入补氧化合物，先在100～120℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至400～420℃下高温活化1～3小时，得到改性生物壳活性炭；其中补氧化合物为双氧水；步骤①所得生物壳活性炭和补氧化合物的质量比为100：5～10。
2.根据权利要求1所述的一种园林污水处理剂，其特征在于：以质量份计，由以下原料组成：改性生物壳活性炭45份、植物淀粉3份、棉籽壳85份和聚合硫酸铁2份。
3.根据权利要求1所述的一种园林污水处理剂，其特征在于：核桃壳、玉米芯、麦麸、聚乙二醇和水的质量比为35：35：15：1：25。
4.根据权利要求1所述的一种园林污水处理剂，其特征在于：CO2和CO体积比为1：3。
5.根据权利要求1所述的一种园林污水处理剂，其特征在于：第一阶段温度为210℃，时间持续55分钟，第二阶段温度为340℃，时间持续25分钟。
6.根据权利要求1所述的一种园林污水处理剂，其特征在于：植物淀粉为小麦淀粉或土豆淀粉。
7.权利要求1所述的一种园林污水处理剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
①将核桃壳、玉米芯、麦麸和聚乙二醇混合均匀后加入水中湿润表面，然后在CO2和CO体积比为1：2～4的混合气体内无氧热解，热解分为两个阶段：第一阶段温度为200～220℃，时间持续50～60分钟，第二阶段温度为330～350℃，时间持续20～30分钟，得到生物壳活性炭；其中核桃壳、玉米芯、麦麸、聚乙二醇和水的质量比为30～40：30～40：10～20：1：20～30；
②向步骤①所得生物壳活性炭中加入补氧化合物，先在100～120℃的温度条件下加热30分钟进行补氧，然后升温至400～420℃下高温活化1～3小时，得到改性生物壳活性炭；其中补氧化合物为双氧水；步骤①所得生物壳活性炭和补氧化合物的质量比为100：5～10；
③以质量份计，将植物淀粉1～5份加入100份水中，在不断搅拌下加热糊化，冷却至室温得到植物淀粉粘结剂；然后将步骤②所得改性生物壳活性炭40～50份和聚合硫酸铁1～3份混合均匀后成型为颗粒，然后在300～400℃下加热2小时，冷却得到颗粒料；植物淀粉、水、改性生物壳活性炭和聚合硫酸铁
④将步骤③所得颗粒料和棉籽壳80～90份混合均匀，得到园林污水处理剂。
8.根据权利要求6所述的一种园林污水处理剂的制备方法，其特征在于：颗粒的直径为1～10毫米。
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