CN103241864B - 一种新型农村污水絮凝沉淀杀菌剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型农村污水絮凝沉淀杀菌剂，含有两个絮凝包，分别为：A絮凝包主要组成成分：榉树叶经络纤维：40%榉树叶提取物：10%无菌衣藻：10%壳聚糖：0.1%硫酸亚铁含量为50%的30目铁粉：29%混合搅拌均匀，装入袋中；B絮凝包主要组成成分次氯酸钙：2%，装入投加装置中；10目活性炭（柱状活性竹炭）：98%；使用本发明提供的污水絮凝沉淀杀菌剂可显著降低含氯杀菌剂的用量或提高含氯杀菌剂的消毒效果。根据二沉池出水pH值调整杀菌剂，可降低含氯杀菌剂的用量或提高系统的杀菌效率，保证出水微生物≤104个/L，达到排放标准。

Description

一种新型农村污水絮凝沉淀杀菌剂及其应用

技术领域

本发明涉及一种絮凝剂，特别是一种絮凝沉淀杀菌剂，属于环保领域污水处理技术。

背景技术

2013年3、4月份，嘉兴等地出现了死猪大量漂浮于江面，造成江水大面积腐败物污染，虽然当地人组织渔民打捞死猪以减轻污染，但是其造成的水质污染已成实际亟待解决的问题，特别是由于生猪养殖过程中所出现的动物激素和抗生素，如何在水质中加以去除，更应引起重视。

近期又因禽流感等各种原因，导致大量的死鸡死鸭出现在河道造成污染，虽然已经经过打捞去除了污染源，但是已经恶化的水质很容易随着生物链的累积，对人类造成较大的危害，目前尚无快速有效处理的絮凝剂用于此类恶臭水质的快速除臭和沉淀处理。

作为药物或饲料添加剂喂养给动物的抗生素，经动物体代谢后大部分以母体化合物或代谢体的形式经动物粪便和尿液排出体外，进入养殖废水或其它水体环境介质中，对生态环境带来不良影响，并通过食物链传递，对人体健康产生潜在的危害，其分解原理与分解动物尸体有机物原理相类似。

养殖废水中土霉素、磺胺嘧啶的检出率及浓度均较高，有研究表明，在6个采样猪场中，土霉素的检出率为100%，最高浓度为71.75μg/L，磺胺嘧啶的检出率为83%，最高浓度为17.69μg/L。长期较高浓度的抗生素药物排放可能导致养殖场周围水体、土壤等环境受体中此类药物的残留累积，从而对生态环境与人类健康带来潜在危害。为降低抗生素类药物对生态环境的影响，应当规范养殖过程中抗生素类药物的使用，从源头减少抗生素药物的排放，同时应进行深入研究如何去除此类养殖场污水处理中存在的抗生素。

目前对养殖废水或者有动物尸体腐败的污染水，在农村一般都不经过有效处理就排入河道中，一定程度上影响下游生物，规模养殖的畜禽厂一般采取先沉淀后排污，或者采用下列的污水处理方案：

生物滤器，即微生物过滤技术该技术利用微生物生长附着在滤器载体上产生生物滤膜进行污水处理它由富集微生物和填料载体两部分构成，但是使用的时候技术不容易掌握，中小型养殖场缺乏该领域技术人员，而在农村一些水塘等封闭水域中，更难以实现这样的生物滤器处理，很难得到推广，而外包治理环保问题则成本较高。

人工湿地污水净化技术，自然湿地是一种介于陆地和水生环境之间的重要过渡性生态系统，不仅为各种湿地生物提供栖息繁殖场所，而且能起到调节自然气候的作用，但是人工湿地是由人工基质和生长在其上的水生植物微生物组成的一个独特的土壤植物微生物生态系统，它集合了自然生态系统中的物理化学生物三重作用与一体，通过人工基质植物和微生物的过滤吸附沉淀离子交换转化分解来实现对污水的高效净化人工湿地能有效去除水中氮磷等营养元素以及BOD/COD等，适合养殖业废水处理，但是该技术见效慢，人工湿地对污水物去除效果具有不稳定性，且在我国北方应用受到寒冷干旱的气候的限制。

目前市场上供应的污水絮凝剂一般都不结合杀菌效果，而杀菌剂一般不承担污水絮凝沉淀功能，这也是本发明所针对解决的问题。

发明内容

本发明针对以上技术问题，提供一种适宜新农村沿村河道治理污染处理的污水处理的药剂，投资小，耗能低，效益好，程序简便的畜禽养殖废水污染物的综合治理絮凝剂。

该絮凝剂可以依据新农村畜禽养殖污水及其特性，也能对因禽畜尸体腐败物进行相应治理，快速生化处理，并利用一定的电化学原理，使在短时间内水质达标，形成的沉降物质可以随着环境的改善而不断分解为无害物质，并为水质的后续改善提供一定的辅助。

本发明特别有利于治理因生物死亡形成腐败物而导致的水质污染，农村有许多死鸡死鸭乃至死猪污染河道，在清理漂浮物完毕后，如果不对水质进行有效处理，就可能导致水质的进一步败坏，甚至导致较为严重的水质污染和传染病等问题。本发明针对此类有机物腐败及生物污染，可以快速治理，并且对河道不构成二次污染。

本发明最有益于在封闭水域开展污染水质治理，在流动缓慢水域中也有较好效果。

本发明创新点在于：絮凝药剂主要成分为榉树叶经络纤维、榉树叶提取物，柱状活性竹炭，纳米二氧化钛，无菌衣藻粉碎物，壳聚糖，并配合电化学反应，主要由相距0.2-0.5米石墨棒和铁棒组成。在杀菌的同时，形成絮凝物，沉淀于淤泥利于打捞。

絮凝剂分两部分组成

A絮凝包部分主要组成成分（重量比）：

榉树叶经络纤维：40%

榉树叶提取物：10%

无菌衣藻：10%

壳聚糖：0.1%

30目铁粉（硫酸亚铁含50%）：29%

混合搅拌均匀，装入袋中

B絮凝包主要组成成分（重量比）

次氯酸钙：2%（装入投加装置中）

10目活性炭（柱状活性竹炭）：98%

榉树树叶，在中药上有清热解毒；凉血的功能，可治疗疮疡肿痛；崩中带下，苦；性寒，本发明中，本发明一方面利用其与壳聚糖结合后能有效凝聚沉淀水中杂质，另一方面也利用其解毒功能，使水质中诸多寄生虫被抑制生长，甚至杀灭。据实验室初步分析，榉树叶粉含粗蛋白质19.8％、粗脂肪54％、无氮浸出物44.6％、钙2.4％、磷0.03％。采集榉树树叶一般7-8月份为宜，此时既不影响树木的生长，又能保持树叶青嫩。营养丰富。质量高、粗纤维少。槐树叶只采集每根枝条下部的三分之二，采后要马上晾晒，并及时进行加工打碎贮藏。

榉树树叶提取物，含叶脉经络物质和滤液烘干物两部分，采集榉树叶肉较厚叶片，经过粉碎成2mm×2mm左右小碎丁，100g浸泡入40摄氏度水温的0.3mol/l氢氧化钠200ml中、0.2mol/l碳酸钠300ml中，20分钟后，加入0.5mol/l滴定盐酸至中和，使用10目过滤网过滤取出榉树树叶的经络部分，整理备用；过滤后使用蒸发皿蒸干，获得榉树树叶絮凝有效成分，整理备用。因此，从榉树树叶中提取的成分中含有榉树叶经络纤维，榉树叶溶液提取物（含反应中产生的氯化钠成分），在实际操作中可以大批量提取，成本较低。

无菌衣藻（藻种来源于中国科学院典型培养物种保藏委员会淡水藻种库，1984年）在常规条件下，培养衣藻：称取1克硝酸钾、0.25克氯化钾、0.25克硫酸镁、0.25克磷酸二氢钾和0.2毫升1%的硫酸亚铁，溶在盛有1000毫升蒸馏水的大烧杯里，再倒入10克琼脂后加热，溶化后倒入试管备用(约占试管的1/4)。

(1)把注入培养基的试管在高压(14.7×10⁴帕)下灭菌40分钟，取出摆成斜面。(2)在无菌条件下，用接种环把衣藻接种在已经自然冷却的斜面上。(3)在光照充足，室温22℃的条件下培养。

7天后，将所取得的衣藻，天然河水中自然培育，温度20-30摄氏度室温下生长20天后，打捞并干燥脱水使其含水量低于30%，备用。壳聚糖对无菌衣藻絮凝后沉淀度有直接的影响，经测试，壳聚糖质量浓度为0.005-0.011g/L时，沉淀度超过89%，因此，在无菌衣藻粉碎物中混入一定比率的壳聚糖，可以有效调节絮凝效果，而且该衣藻可以被自然分解降解。

榉树树叶的相应成分在该浓度范围内壳聚糖的作用下也能有效絮凝，絮凝沉淀度超过90%，并且其有效成分能杀菌。

次氯酸钙，根据化学测定，次氯酸钙的水解受PH值的影响，当PH超过9.5就会不利于次氯酸的生成。但是，绝大多数水质的PH值都在6-8.5。其所分解出的次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，而且因次氯酸分子小，不带电荷，可渗透入菌（病毒）体内与菌（病毒）体蛋白、核酸、和酶等发生氧化反应，从而杀死病原微生物。

本发明中，次氯酸钠也能有效的促进碳-铁原电池反应的速度。

具体应用方法如下：

A絮凝包将污染水质进行絮凝沉淀后，由设置在污水出水中的检测装置（如：在线pH计）检测出水的pH值，如pH<8.5时，加入B絮凝包，启动含氯杀菌剂（次氯酸钙）投加装置；

铁与竹炭在水中充分原电池反应，可以生成铁离子，并且通过水中的一系列氧化还原反应，可以不断生成氢氧化铁絮凝沉淀，使本絮凝剂的沉淀效果更加明显。

本发明所采用的方法，通过组合使用，可显著降低含氯杀菌剂的用量或提高含氯杀菌剂的消毒效果。根据二沉池出水pH值调整杀菌剂，可降低含氯杀菌剂的用量或提高系统的杀菌效率，保证出水微生物≤10⁴个/L，达到排放标准。

A絮凝包与B絮凝包，分别密封包装，使用时则混合絮凝沉淀，A和B絮凝包分别浸入水中，两袋相距0.2-0.5米，使其缓慢溶解与反应，电化学反应。硫酸亚铁在水中被氧化成三价铁，迅速与絮凝剂其他成分一起絮凝成絮状物，而铁粉也随着氧化亚铁的反应被不断氧化，在24小时内将完成所有的絮凝沉淀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式进一步阐述本发明的技术方案，但不限于下面的实施例。

实施例1农村污水絮凝沉淀杀菌剂

原料的准备：

榉树树叶提取物，含叶脉经络物质和滤液烘干物两部分，采集榉树叶肉较厚叶片，经过粉碎成2mm×2mm左右小碎丁，100g浸泡入40摄氏度水温的0.3mol/l氢氧化钠200ml中、0.2mol/l碳酸钠300ml中，20分钟后，加入0.5mol/l滴定盐酸至中和，使用10目过滤网过滤取出榉树树叶的经络部分，干燥备用；过滤后溶液使用蒸发皿蒸干，获得榉树树叶絮凝有效成分，整理备用。衣藻干燥脱水，使其含水量控制在20-30%。

絮凝剂分两部分组成

A絮凝包部分主要组成成分（重量比）：

榉树叶经络纤维：40%

榉树叶提取物：15%

无菌衣藻：15%

壳聚糖：0.1%

30目铁粉（其中硫酸亚铁含50%）：29.9%

混合搅拌均匀，装入袋中

B絮凝包主要组成成分（重量比）

次氯酸钙：2%（装入投加装置中）

10目活性炭（柱状活性竹炭）：98%

混合均匀，装入袋中

将上述配方中絮凝包A和絮凝包B分别密封包装贮存。

实施例2农村污水絮凝沉淀杀菌剂

原料准备同实施例1

榉树叶经络纤维：60%

榉树叶提取物：8%

无菌衣藻：9%

壳聚糖：0.4%

30目铁粉（其中硫酸亚铁含50%）：22.6%

混合搅拌均匀，装入袋中。

B絮凝包主要组成成分（重量比）

次氯酸钙（市售漂白粉）：2%（装入投加装置中）

10目活性炭（柱状活性竹炭）：98%

混合均匀，装入袋中。

实施例3农村污水絮凝沉淀杀菌剂的应用

使用实施例1的配方，将A絮凝包将污染水质进行絮凝沉淀后，由设置在污水出水中的检测装置检测出水的pH值，如pH<8.5时，加入B絮凝包，启动次氯酸钙）投加装置；

A絮凝包与B絮凝包，分别密封包装，使用时则混合絮凝沉淀，A和B絮凝包分别浸入水中，两袋相距0.2-0.5米，使其缓慢溶解与反应，电化学反应。

本发明所采用的方法，通过组合使用，可显著降低含氯杀菌剂的用量或提高含氯杀菌剂的消毒效果。根据二沉池出水pH值调整杀菌剂，可降低含氯杀菌剂的用量或提高系统的杀菌效率，保证出水微生物≤10⁴个/L，达到排放标准。

Claims (4)

1.一种新型农村污水絮凝沉淀杀菌剂，含量两个絮凝包，分别为： 

A絮凝包主要组成成分： 

榉树叶经络纤维：40% 

榉树叶提取物：10% 

无菌衣藻：10% 

壳聚糖：0.1% 

硫酸亚铁含量为50%的30目铁粉：29% 

混合搅拌均匀，装入袋中；所述百分比为重量百分比； 

所述榉树树叶提取物提取方法为：采集榉树叶肉较厚叶片，经过粉碎成2mm×2mm左右小碎丁，100g浸泡入40摄氏度水温的0.3mol/l氢氧化钠200ml中、0.2mol/l碳酸钠300ml中，20分钟后，加入0.5mol/l盐酸滴定至中和，使用10目过滤网过滤取出榉树树叶的经络部分，整理备用；过滤后使用蒸发皿蒸干，获得榉树树叶絮凝有效成分，整理备用； 

B絮凝包主要组成成分： 

次氯酸钙：2%，装入投加装置中； 

10目柱状活性竹炭：98%；所述百分比为重量百分比。 

2.权利要求1所述的絮凝沉淀杀菌剂，其特征在于所述衣藻的获得方法为：称取1克硝酸钾、0.25克氯化钾、0.25克硫酸镁、0.25克磷酸二氢钾和0.2毫升1%的硫酸亚铁，溶在盛有1000毫升蒸馏水的大烧杯里，再倒入10克琼脂后加热，溶化后倒入试管备用； 

(1)把注入培养基的试管在高压下灭菌40分钟，取出摆成斜面；(2)在无菌条件下，用接种环把衣藻接种在已经自然冷却的斜面上；在光照充足，22℃的条件下培养；7天后，将所取得的衣藻在天然河水中自然培育，温度20-30摄氏度下生长20天后，打捞并干燥脱水使其含水量低于30%，备用。 

3.权利要求1所述的絮凝沉淀杀菌剂，其特征在于壳聚糖质量浓度为0.005-0.011g/L。 

4.一种应用权利要求1所述絮凝沉淀杀菌剂的方法，其特征在于包括如下步骤： 

A絮凝包将污染水质进行絮凝沉淀后，由设置在污水出水中的检测装置检测出水的pH值，如pH<8.5时，加入B絮凝包，启动次氯酸钙投加装置； 

A絮凝包与B絮凝包，分别密封包装，使用时则混合絮凝沉淀，A和B絮凝包分别浸入水中，两袋相距0.2-0.5米，使其缓慢溶解与反应，发生电化学反应。