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一種園林污水處理劑及其制備方法與流程

文檔序號:11753236閱讀:177來源:國知局

本發(fā)明涉及污水處理技術領域,具體說是一種園林污水處理劑及其制備方法。



背景技術:

近年來,農業(yè)固廢的資源化循環(huán)利用備受關注。核桃殼、玉米芯、麥麩和棉籽殼均為農業(yè)生產上的下腳料,一般不能很好的重復利用,只是大量堆置或焚燒處理,這不僅造成資源浪費,同時產生大量煙霧和co、co2等污染物質,危害生態(tài)環(huán)境。當前,有機農業(yè)固廢炭化技術因其投入低、效益高、應用范圍廣等缺點而限制了其使用。但是有機農業(yè)固廢炭化后的產物炭粒如果經過進一步的加工即可生產出民用炭和活性炭;其還可作為土壤改良劑施用于農田,提高農田土壤質量。此外,有學者研究表明,有機生物質經過炭化處理后制成的生物炭對大氣、土壤及水體中污染物具有良好的吸附性能。

對生物質材料進行表面改性,就是通過物理化學等方法來改變生物質材料的表面性質,改變其孔隙結構,改變其表面酸堿性,或者在其表面引入或去除某些官能團使生物質具有特殊的吸附性能和催化特性。通常,通過表面改性后制備的生物炭,具有更佳的吸附性能,能夠很好的處理污水。

目前園林污水一般經過過濾等處理后污水得到凈化后重復使用,但是污泥的利用率并不高,一般進行填埋處理,無法實現(xiàn)污泥的循環(huán)利用功能,造成了資源的浪費,因此發(fā)明一種不但能有效處理園林污水,并且污泥也能重復利用的污水處理劑顯得格外重要。



技術實現(xiàn)要素:

為解決上述問題,本發(fā)明的目的是提供。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的,通過以下技術方案實現(xiàn):

一種園林污水處理劑,以質量份計,由以下原料組成:改性生物殼活性炭40~50份、植物淀粉1~5份、棉籽殼80~90份和聚合硫酸鐵1~3份;

所述改性生物殼活性炭由以下步驟得到:

①將核桃殼、玉米芯、麥麩和聚乙二醇混合均勻后加入水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:2~4的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為200~220℃,時間持續(xù)50~60分鐘,第二階段溫度為330~350℃,時間持續(xù)20~30分鐘,得到生物殼活性炭;其中核桃殼、玉米芯、麥麩、聚乙二醇和水的質量比為30~40:30~40:10~20:1:20~30;

②向步驟①所得生物殼活性炭中加入補氧化合物,先在100~120℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至400~420℃下高溫活化1~3小時,得到改性生物殼活性炭;其中補氧化合物為雙氧水;步驟①所得生物殼活性炭和補氧化合物的質量比為100:5~10。

優(yōu)選的,以質量份計,由以下原料組成:改性生物殼活性炭45份、植物淀粉3份、棉籽殼85份和聚合硫酸鐵2份。

優(yōu)選的,核桃殼、玉米芯、麥麩、聚乙二醇和水的質量比為35:35:15:1:25。

優(yōu)選的,co2和co體積比為1:3。

優(yōu)選的,第一階段溫度為210℃,時間持續(xù)55分鐘,第二階段溫度為340℃,時間持續(xù)25分鐘。

優(yōu)選的,植物淀粉為小麥淀粉或土豆淀粉。

本發(fā)明還包括一種園林污水處理劑的制備方法,包括以下步驟:

①將核桃殼、玉米芯、麥麩和聚乙二醇混合均勻后加入水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:2~4的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為200~220℃,時間持續(xù)50~60分鐘,第二階段溫度為330~350℃,時間持續(xù)20~30分鐘,得到生物殼活性炭;其中核桃殼、玉米芯、麥麩、聚乙二醇和水的質量比為30~40:30~40:10~20:1:20~30;

②向步驟①所得生物殼活性炭中加入補氧化合物,先在100~120℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至400~420℃下高溫活化1~3小時,得到改性生物殼活性炭;其中補氧化合物為雙氧水;步驟①所得生物殼活性炭和補氧化合物的質量比為100:5~10;

③以質量份計,將植物淀粉1~5份加入100份水中,在不斷攪拌下加熱糊化,冷卻至室溫得到植物淀粉粘結劑;然后將步驟②所得改性生物殼活性炭40~50份和聚合硫酸鐵1~3份混合均勻后成型為顆粒,然后在300~400℃下加熱2小時,冷卻得到顆粒料;

④將步驟③所得顆粒料和棉籽殼80~90份混合均勻,得到園林污水處理劑。

優(yōu)選的制備方法,顆粒的直徑為1~10毫米。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:

本發(fā)明的園林污水處理劑能夠有效吸附污水中的雜質,凈化了園林污水,并且在脫氮的同時能去除去除磷,解決了傳統(tǒng)工藝中除磷與脫氮效果難以同時兼顧的矛盾;本發(fā)明將凈化水返回用于園林灌溉,將污泥用于肥料,實現(xiàn)了變廢為寶,一舉三得;

本發(fā)明的園林污水處理劑的原料來源廣泛,制作成本低廉,制備過程設計精妙,采用改性生物殼活性炭、植物淀粉、棉籽殼和聚合硫酸鐵經過科學的配比得到;其中改性生物殼活性炭是由核桃殼、玉米芯、麥麩等在一定條件下無氧熱解后進行補養(yǎng)活化后得到;反應條件溫和,能夠有效發(fā)揮改性生物殼活性炭的吸附作用,和棉籽殼、聚合硫酸鐵的混合使用也能實現(xiàn)污水中各種雜質的有效去除,并且過濾后的污泥能用于園林植物的肥料,代替了現(xiàn)有的污泥還要填埋處理的步驟,實現(xiàn)了真正的循環(huán)利用。

具體實施方式

本發(fā)明的植物淀粉可選取旅類、殼斗科、禾本科、寥科、百合科、天南星科、旋花科、豆科、防己科、蓮科、桔??啤⑻聪憧?、銀杏科等植物以其不同部位得到不同的淀粉,比如小麥淀粉,玉米淀粉,木薯淀粉等該植物淀粉的主要作用是起粘結劑的作用,并且處理污水后,其成分可作為肥料使用,適合園林植物的生長。

本發(fā)明原料核桃殼、玉米芯可先粉碎至粒度5~10mm,以便于更好的混合和濕潤處理。

實施例1

一種園林污水處理劑,由以下原料組成:改性生物殼活性炭40kg、植物淀粉1kg、棉籽殼80kg和聚合硫酸鐵1kg。

所述改性生物殼活性炭由以下步驟得到:

①將30kg核桃殼、30kg玉米芯、10kg麥麩和1kg聚乙二醇混合均勻后加入20kg水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:3的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為200℃,時間持續(xù)50分鐘,第二階段溫度為330℃,時間持續(xù)20分鐘,得到生物殼活性炭;

②取40kg步驟①所得生物殼活性炭中加入2kg雙氧水,先在100℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至400℃下高溫活化1小時,得到改性生物殼活性炭;

實施例2

一種園林污水處理劑,由以下原料組成:改性生物殼活性炭50kg、植物淀粉5kg、棉籽殼90kg和聚合硫酸鐵3kg;

所述改性生物殼活性炭由以下步驟得到:

①將40kg核桃殼、40kg玉米芯、20kg麥麩和1kg聚乙二醇混合均勻后加入30kg水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:4的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為220℃,時間持續(xù)60分鐘,第二階段溫度為350℃,時間持續(xù)30分鐘,得到生物殼活性炭;

②向50kg步驟①所得生物殼活性炭中加入5kg補氧化合物雙氧水,先在120℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至420℃下高溫活化3小時,得到改性生物殼活性炭。

實施例3

一種園林污水處理劑,由以下原料組成:改性生物殼活性炭45kg、植物淀粉3kg、棉籽殼85kg和聚合硫酸鐵2kg;

所述改性生物殼活性炭由以下步驟得到:

①將35kg核桃殼、35kg玉米芯、15kg麥麩和1kg聚乙二醇混合均勻后加入25kg水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:3的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為210℃,時間持續(xù)55分鐘,第二階段溫度為340℃,時間持續(xù)25分鐘,得到生物殼活性炭;

②向50kg步驟①所得生物殼活性炭中加入2.5kg雙氧水,先在110℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至410℃下高溫活化2小時,得到改性生物殼活性炭。

實施例4

實施例1所述的一種園林污水處理劑的制備方法,包括以下步驟:

①將30kg核桃殼、30kg玉米芯、10kg麥麩和1kg聚乙二醇混合均勻后加入20kg水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:3的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為200℃,時間持續(xù)50分鐘,第二階段溫度為330℃,時間持續(xù)20分鐘,得到生物殼活性炭;

②取40kg步驟①所得生物殼活性炭中加入2kg雙氧水,先在100℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至400℃下高溫活化1小時,得到改性生物殼活性炭;

③取植物淀粉1kg加入100kg水中,在不斷攪拌下加熱糊化,冷卻至室溫得到植物淀粉粘結劑;然后將步驟②所得改性生物殼活性炭40kg和聚合硫酸鐵1kg混合均勻后成型為顆粒,顆粒的直徑為1~15毫米,然后在300℃下加熱2小時,冷卻得到顆粒料;

④將步驟③所得顆粒料和棉籽殼80kg混合均勻,得到園林污水處理劑。

實施例5

實施例2所述的一種園林污水處理劑的制備方法,包括以下步驟:

①將40kg核桃殼、40kg玉米芯、20kg麥麩和1kg聚乙二醇混合均勻后加入30kg水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:4的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為220℃,時間持續(xù)60分鐘,第二階段溫度為350℃,時間持續(xù)30分鐘,得到生物殼活性炭;

②向50kg步驟①所得生物殼活性炭中加入5kg補氧化合物雙氧水,先在120℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至420℃下高溫活化3小時,得到改性生物殼活性炭;

③將植物淀粉1kg加入100kg水中,在不斷攪拌下加熱糊化,冷卻至室溫得到植物淀粉粘結劑;然后將步驟②所得改性生物殼活性炭50kg和聚合硫酸鐵3kg混合均勻后成型為顆粒,顆粒的直徑為1~8毫米,然后在400℃下加熱2小時,冷卻得到顆粒料;

④將步驟③所得顆粒料和棉籽殼90kg混合均勻,得到園林污水處理劑。

實施例6

實施例3的園林污水處理劑的制備方法,包括以下步驟:

①將35kg核桃殼、35kg玉米芯、15kg麥麩和1kg聚乙二醇混合均勻后加入25kg水中濕潤表面,然后在co2和co體積比為1:3的混合氣體內無氧熱解,熱解分為兩個階段:第一階段溫度為210℃,時間持續(xù)55分鐘,第二階段溫度為340℃,時間持續(xù)25分鐘,得到生物殼活性炭;

②向50kg步驟①所得生物殼活性炭中加入2.5kg雙氧水,先在110℃的溫度條件下加熱30分鐘進行補氧,然后升溫至410℃下高溫活化2小時,得到改性生物殼活性炭;

③將植物淀粉3kg加入100份水中,在不斷攪拌下加熱糊化,冷卻至室溫得到植物淀粉粘結劑;然后取步驟②所得改性生物殼活性炭45kg和聚合硫酸鐵2kg混合均勻后成型為顆粒,顆粒的直徑為1~5毫米,然后在35℃下加熱2小時,冷卻得到顆粒料;

④將步驟③所得顆粒料和棉籽殼85kg混合均勻,得到園林污水處理劑。

將實施例4~6的園林污水處理劑用于園林污水的處理,結果如表1所示,其中園林污水處理劑和污水的質量添加比例為0.1:100,然后將污泥過濾后用于園林作物蘋果樹的肥料。

表1實施例4~6的園林污水處理劑對于園林污水的處理效果

由表1的數(shù)據可以看出,本發(fā)明的園林污水處理劑可使氮化物、硫化物和磷化物的含量降低99%以上,并且cod的數(shù)值降低至原來的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。

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