CN108862453A - 高效无毒型污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球40‑42份、改性椰壳炭18‑20份、膨化石墨18‑19份、硅藻土10‑11份、坡缕石8‑9份、竹茹10‑12份、锯末8‑10份、木质素磺酸钠6‑8份、壳聚糖5‑7份、腐殖酸钠1‑2份、桑白皮2‑3份、茶多酚0.5‑1份、松针粉0.5‑1份、聚天冬氨酸1‑1.5份。本发明采用的原料组分均环保无毒，不会对水体造成二次污染，通过将特定含量的各原料组分按特定的制备方法进行混合，能够大大地提高制得的水处理剂对污水中的污染性有机物以及重金属的去除效果，同时，制得的水处理剂还可以有效地杀灭水体中的细菌以及微生物。

Description

高效无毒型污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种高效无毒型污水处理剂及其制备方法。
背景技术
城市污水处理是将城市中排放的城市污水和工厂排出的污水进行集中处理，也就是说城市污水包括生活污水和工业污水。如果城市污水不经过处理直接排放到水体之中，会给水环境带来沉重的压力，将会严重人们的饮水健康，使有限的水资源受到严重的威胁，甚至威胁人们的生存和发展环境。所以，城市污水大都需要经过城市污水处理厂进行集中处理，使污水经过处理后能够达到国家相应的污水排放标准，然后才能排放到水体之中。目前常规水处理手段对水中污染物及微生物的处理效果并不显著，如果想要达到优异的处理效果，就需要增加处理成本，同时现行的许多水处理药剂存在处理效果差、大量使用会对环境产生不良影响、处理成本周期长、处理成本较高的问题，这无疑会对环境保护以及可持续发展等带来不利影响。
因此，需要研制出兼有高效、环保、经济且无二次污染的水处理材料，提高水处理效果，以适应比较高的污水排放标准的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高效环保、无二次污染的高效无毒型污水处理剂，能够有效地除去污水水体中的有害有机污染物以及重金属，同时还能够杀灭水中的细菌等微生物，避免其过量繁殖而引起水体更严重的污染。
本发明提供的一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球40-42份、改性椰壳炭18-20份、膨化石墨18-19份、硅藻土10-11份、坡缕石8-9份、竹茹10-12份、锯末8-10份、木质素磺酸钠6-8份、壳聚糖5-7份、腐殖酸钠1-2份、桑白皮2-3份、茶多酚0.5-1份、松针粉0.5-1份、聚天冬氨酸1-1.5份；
进一步，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球41份、改性椰壳炭19份、膨化石墨18份、硅藻土10份、坡缕石9份、竹茹11份、锯末9份、木质素磺酸钠7份、壳聚糖6份、腐殖酸钠1份、桑白皮3份、茶多酚0.5份、松针粉0.5份、聚天冬氨酸1份；
进一步，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭；
进一步，所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％；
进一步，所述混合发酵培养条件为：培养温度为28-35℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天；
进一步，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm；
进一步，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法为：
(1)将丙烯酰胺、聚乙二醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和去离子水配置成聚丙烯酰胺合成液，之后将该合成液滴加到液体石蜡中，并升温至85℃，反应2min，即可制得多孔聚丙烯酰胺微球；
(2)用无水乙醇洗涤所得的多孔聚丙烯酰胺微球后，将微球浸渍于浓度为0.1mol/L的Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，达到浸渍平衡，分离得到含有铁离子的聚丙烯酰胺微球，用去离子水洗涤所得的微球至滤液呈中性，再将微球置于1mol/L的NaOH溶液中，在75℃条件下浸渍1.5h，再利用磁场使微球与碱性溶液分离，用无水乙醇洗涤分离得到的微球2-3次，干燥即为多孔磁性聚丙烯酰胺微球；
所述步骤(1)中，聚丙烯酰胺合成液中各组分的质量百分含量分别为：丙烯酰胺10％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.4％，过硫酸铵0.4％，聚乙二醇10％，其余部分为去离子水；
所述步骤(2)中，Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，Fe3+与Fe2+摩尔比为2：1。
本发明还公开了一种制备高效无毒型污水处理剂的方法，包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至45-60℃，搅拌反应5-8h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂。
本发明的有益效果：
本发明采用的原料组分均环保无毒，不会对水体造成二次污染，通过将特定含量的各原料组分按特定的制备方法进行混合，能够充分发挥各原料组分之间的相互配合及相互协同作用，进而大大地提高制得的水处理剂对污水水体中的污染性有机物以及重金属的去除效果，同时，制得的水处理剂还可以有效地杀灭水体中的细菌以及微生物，避免其大量繁殖而造成水体产生更加严重的污染。其中，多孔磁性聚丙烯酰胺微球表面具有大量能够结合重金属和有机物的活性基团，且材料本身还带有磁性，能够很好地与污水中的有机污染物和重金属进行结合，具有优异的净水效果；椰壳炭本身具有多孔结构，对重金属和有机物质均具有一定的去除效果，而绿脓杆菌与酵母菌按照特定比例混合发酵后，所分泌产生的脂肪酶液活性更高且带有更多地活性基团，采用该脂肪酶液对椰壳炭进行改性后，可以大量增加了椰壳炭表面的活性基团，更加有利于椰壳炭与水体中重金属和有机物质进行结合，从而大大的提高了椰壳炭对于水体中重金属和有机物质的去除效果；膨胀石墨具有疏松多孔结构，对污染性有机物质具有强大的吸附能力；硅藻土和坡缕石均具有较大比表面积和独特的孔容，吸附性能强，能够大量吸附污染性有机物质和重金属；木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠和聚天冬氨酸自身均带有较多的活性基团，当它们与多孔磁性聚丙烯酰胺微球、改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石等进行混合后，能够吸附到各固体组分的表面上，从而可进一步增加固体物质表面的活性基团数量，进而能够大大的提高这些组分与污染性有机物及重金属的结合能力，从而更高效地去除污水中的污染性有机物及重金属；竹茹、锯末不仅对于污水中有害物质具有一定的吸附去除作用，还能够协同桑白皮、茶多酚和松针粉，共同发挥对污水中的细菌和寄生虫等微生物的灭活作用，从而有效地杀灭污水水体中含有的细菌和寄生虫等微生物杀灭水体中的细菌以及微生物，避免其大量繁殖而造成水体产生更加严重的污染。
本发明中采用的原材料来源广泛、价格低廉、性质稳定，对人类和环境都安全无毒，而且部分组分还为轻质材料，可以适当地改变水处理剂的漂浮性、悬浮性以及沉浮可控性，有利于对污水水体发挥三维立体的净化效果。
具体实施方式
本实施例提供了一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球40-42份、改性椰壳炭18-20份、膨化石墨18-19份、硅藻土10-11份、坡缕石8-9份、竹茹10-12份、锯末8-10份、木质素磺酸钠6-8份、壳聚糖5-7份、腐殖酸钠1-2份、桑白皮2-3份、茶多酚0.5-1份、松针粉0.5-1份、聚天冬氨酸1-1.5份；
优选地，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球41份、改性椰壳炭19份、膨化石墨18份、硅藻土10份、坡缕石9份、竹茹11份、锯末9份、木质素磺酸钠7份、壳聚糖6份、腐殖酸钠1份、桑白皮3份、茶多酚0.5份、松针粉0.5份、聚天冬氨酸1份；
本实施例采用的原料组分均环保无毒，不会对水体造成二次污染，通过将特定含量的各原料组分按特定的制备方法进行混合，能够充分发挥各原料组分之间的相互配合及相互协同作用，进而大大地提高制得的水处理剂对污水水体中的污染性有机物以及重金属的去除效果，同时，制得的水处理剂还可以有效地杀灭水体中的细菌以及微生物，避免其大量繁殖而造成水体产生更加严重的污染。其中，多孔磁性聚丙烯酰胺微球表面具有大量能够结合重金属和有机物的活性基团，且材料本身还带有磁性，能够很好地与污水中的有机污染物和重金属进行结合，具有优异的净水效果；椰壳炭本身具有多孔结构，对重金属和有机物质均具有一定的去除效果，而绿脓杆菌与酵母菌按照特定比例混合发酵后，所分泌产生的脂肪酶液活性更高且带有更多地活性基团，采用该脂肪酶液对椰壳炭进行改性后，可以大量增加了椰壳炭表面的活性基团，更加有利于椰壳炭与水体中重金属和有机物质进行结合，从而大大的提高了椰壳炭对于水体中重金属和有机物质的去除效果；膨胀石墨具有疏松多孔结构，对污染性有机物质具有强大的吸附能力；硅藻土和坡缕石均具有较大比表面积和独特的孔容，吸附性能强，能够大量吸附污染性有机物质和重金属；木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠和聚天冬氨酸自身均带有较多的活性基团，当它们与多孔磁性聚丙烯酰胺微球、改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石等进行混合后，能够吸附到各固体组分的表面上，从而可进一步增加固体物质表面的活性基团数量，进而能够大大的提高这些组分与污染性有机物及重金属的结合能力，从而更高效地去除污水中的污染性有机物及重金属；竹茹、锯末不仅对于污水中有害物质具有一定的吸附去除作用，还能够协同桑白皮、茶多酚和松针粉，共同发挥对污水中的细菌和寄生虫等微生物的灭活作用，从而有效地杀灭污水水体中含有的细菌和寄生虫等微生物杀灭水体中的细菌以及微生物，避免其大量繁殖而造成水体产生更加严重的污染；
本实施例中采用的原材料来源广泛、价格低廉、性质稳定，对人类和环境都安全无毒，而且部分组分还为轻质材料，可以适当地改变水处理剂的漂浮性、悬浮性以及沉浮可控性，有利于对污水水体发挥三维立体的净化效果。
本实施例中，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭；
其中：所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％(指绿脓杆菌与酵母菌的总接种量所占体积为发酵培养的培养基体积的12％)；所述混合发酵培养条件为：培养温度为28-35℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天；椰壳炭本身具有多孔结构，对重金属和有机物质均具有一定的去除效果，而绿脓杆菌与酵母菌按照特定比例混合发酵后，所分泌产生的脂肪酶液活性更高且带有更多地活性基团，采用该脂肪酶液对椰壳炭进行改性后，可以大量增加了椰壳炭表面的活性基团，更加有利于椰壳炭与水体中重金属和有机物质进行结合，从而大大的提高了椰壳炭对于水体中重金属和有机物质的去除效果。
本实施例中，绿脓杆菌和酵母菌的活化方法为：
(1)制备牛肉膏发酵培养的培养基：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得；
(2)冻干粉活化：将冻干粉加入牛肉膏发酵培养的培养基中，轻轻摇晃使其混匀制得菌悬液，然后将灭菌的LB固体培养基稍冷却后制作成斜面培养基，并将菌悬液部分移植到斜面培养基上，置于37℃的恒温培养箱中培养，使其菌落数量增多，再从斜面培养基上挑选培养茁壮的菌落，接种到新的斜面培养基上培养，重复以上步骤2～3次，直至得到生长良好的菌株。
本实施例中，所述发酵培养的培养基的制备方法为：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得。配制培养液时可按比例进行调整，以适应培养的细菌的总量，即培养液的量根据细菌培养的总数量等比例调配即可。
本实施例中，所述脂肪酶液的提取方法包括如下步骤：
(1)提取粗酶液：收集发酵液，于4000r/min下离心15min获得上清液，即为粗酶液；
(2)提取脂肪酶液：取3mL浓度为0.0667mol·L-1磷酸盐缓冲溶液和1mL油酸于锥形瓶中，混匀后放入37℃的恒温水浴锅中预热至少5min，然后向其中加入步骤(1)中提取所得的0.1ml粗酶液，搅拌反应10min后，立即加入8ml甲苯(分析纯)，继续搅拌反应2min后，终止反应；再将经上述步骤处理后所得的溶液在3000r/min条件下离心处理至少10min，取上层有机混合液即为脂肪酶液；在提取脂肪酶液时，磷酸盐缓冲溶液、油酸以及甲苯的用量均根据提取到的粗酶液的量等比例进行调整。
本实施例中，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm；
本实施例中，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法为：
(1)将丙烯酰胺、聚乙二醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和去离子水配置成聚丙烯酰胺合成液，之后将该合成液滴加到液体石蜡中，并升温至85℃，反应2min，即可制得多孔聚丙烯酰胺微球；
(2)用无水乙醇洗涤所得的多孔聚丙烯酰胺微球后，将微球浸渍于浓度为0.1mol/L的Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，达到浸渍平衡，分离得到含有铁离子的聚丙烯酰胺微球，用去离子水洗涤所得的微球至滤液呈中性，再将微球置于1mol/L的NaOH溶液中，在75℃条件下浸渍1.5h，再利用磁场使微球与碱性溶液分离，用无水乙醇洗涤分离得到的微球2-3次，干燥即为多孔磁性聚丙烯酰胺微球；
所述步骤(1)中，聚丙烯酰胺合成液中各组分的质量百分含量分别为：丙烯酰胺10％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.4％，过硫酸铵0.4％，聚乙二醇(数均分子量为4000)10％，其余部分为去离子水；
所述步骤(2)中，Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，Fe3+与Fe2+摩尔比为2：1。
本实施例还公开了一种制备高效无毒型污水处理剂的方法，包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至45-60℃，搅拌反应5-8h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂；本实施例提供的制备方法操作简单，能够将各原料组分进行均匀混合，使各组分更好地实现协同增效，从而达到更好的净水效果，通过本实施例的制备方法最终可以制备出性能优异，稳定性好，净水效果好的工业污水用环保型水处理剂。
以下为具体实施例：
实施例一
本实施例提供了一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球41份、改性椰壳炭19份、膨化石墨18份、硅藻土10份、坡缕石9份、竹茹11份、锯末9份、木质素磺酸钠7份、壳聚糖6份、腐殖酸钠1份、桑白皮3份、茶多酚0.5份、松针粉0.5份、聚天冬氨酸1份。
本实施例中，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭；
其中，所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％(指绿脓杆菌与酵母菌的总接种量所占体积为发酵培养的培养基体积的12％)；所述混合发酵培养条件为：培养温度为32℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天。
本实施例中，绿脓杆菌和酵母菌的活化方法为：
(1)制备牛肉膏发酵培养的培养基：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得；
(2)冻干粉活化：将冻干粉加入牛肉膏发酵培养的培养基中，轻轻摇晃使其混匀制得菌悬液，然后将灭菌的LB固体培养基稍冷却后制作成斜面培养基，并将菌悬液部分移植到斜面培养基上，置于37℃的恒温培养箱中培养，使其菌落数量增多，再从斜面培养基上挑选培养茁壮的菌落，接种到新的斜面培养基上培养，重复以上步骤2～3次，直至得到生长良好的菌株。
本实施例中，所述发酵培养的培养基的制备方法为：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得；配制培养液时可按比例进行调整，以适应培养的细菌的总量，即培养液的量根据细菌培养的总数量等比例调配即可。
本实施例中，所述脂肪酶液的提取方法包括如下步骤：
(1)提取粗酶液：收集发酵液，于4000r/min下离心15min获得上清液，即为粗酶液；
(2)提取脂肪酶液：取3mL浓度为0.0667mol·L-1磷酸盐缓冲溶液和1mL油酸于锥形瓶中，混匀后放入37℃的恒温水浴锅中预热至少5min，然后向其中加入步骤(1)中提取所得的0.1ml粗酶液，搅拌反应10min后，立即加入8ml甲苯(分析纯)，继续搅拌反应2min后，终止反应；再将经上述步骤处理后所得的溶液在3000r/min条件下离心处理至少10min，取上层有机混合液即为脂肪酶液；在提取脂肪酶液时，磷酸盐缓冲溶液、油酸以及甲苯的用量均根据提取到的粗酶液的量等比例进行调整。
本实施例中，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm；且所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法为：
(1)将丙烯酰胺、聚乙二醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和去离子水配置成聚丙烯酰胺合成液，之后将该合成液滴加到液体石蜡中，并升温至85℃，反应2min，即可制得多孔聚丙烯酰胺微球；
(2)用无水乙醇洗涤所得的多孔聚丙烯酰胺微球后，将微球浸渍于浓度为0.1mol/L的Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，达到浸渍平衡，分离得到含有铁离子的聚丙烯酰胺微球，用去离子水洗涤所得的微球至滤液呈中性，再将微球置于1mol/L的NaOH溶液中，在75℃条件下浸渍1.5h，再利用磁场使微球与碱性溶液分离，用无水乙醇洗涤分离得到的微球2-3次，干燥即为多孔磁性聚丙烯酰胺微球；
所述步骤(1)中，聚丙烯酰胺合成液中各组分的质量百分含量分别为：丙烯酰胺10％、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.4％、过硫酸铵0.4％、聚乙二醇(数均分子量为4000)10％、其余部分为去离子水；
所述步骤(2)中，Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，Fe3+与Fe2+摩尔比为2：1。
本实施例提供的用于制备高效无毒型污水处理剂的方法，包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至55℃，搅拌反应7h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂。
实施例二
本实施例提供了一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球40份、改性椰壳炭18份、膨化石墨18份、硅藻土10份、坡缕石8份、竹茹10份、锯末8份、木质素磺酸钠6份、壳聚糖5份、腐殖酸钠1份、桑白皮2份、茶多酚0.5份、松针粉0.5份、聚天冬氨酸1份。
本实施例中，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭；
其中，所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％(指绿脓杆菌与酵母菌的总接种量所占体积为发酵培养的培养基体积的12％)；所述混合发酵培养条件为：培养温度为32℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天。
本实施例中，所述绿脓杆菌与酵母菌的活化方法以及绿脓杆菌与酵母菌混合发酵分泌产生的脂肪酶液的提取方法同实施例一。
本实施例中，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm；且所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法同实施例一。
本实施例提供的用于制备高效无毒型污水处理剂的方法，包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至60℃，搅拌反应5h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂。
实施例三
本实施例提供了一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球42份、改性椰壳炭18份、膨化石墨19份、硅藻土10份、坡缕石9份、竹茹10份、锯末10份、木质素磺酸钠6份、壳聚糖7份、腐殖酸钠1份、桑白皮3份、茶多酚0.5份、松针粉1份、聚天冬氨酸1份。
本实施例中，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭；
其中，所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％(指绿脓杆菌与酵母菌的总接种量所占体积为发酵培养的培养基体积的12％)；所述混合发酵培养条件为：培养温度为32℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天。
本实施例中，所述绿脓杆菌与酵母菌的活化方法以及绿脓杆菌与酵母菌混合发酵分泌产生的脂肪酶液的提取方法同实施例一。
本实施例中，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm；且所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法同实施例一。
本实施例提供的用于制备高效无毒型污水处理剂的方法，包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至55℃，搅拌反应6h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂。
实施例四
本实施例提供了一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球40份、改性椰壳炭20份、膨化石墨18份、硅藻土11份、坡缕石8份、竹茹12份、锯末8份、木质素磺酸钠8份、壳聚糖5份、腐殖酸钠2份、桑白皮2份、茶多酚1份、松针粉0.5份、聚天冬氨酸1.5份。
本实施例中，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭；
其中，所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％(指绿脓杆菌与酵母菌的总接种量所占体积为发酵培养的培养基体积的12％)；所述混合发酵培养条件为：培养温度为35℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天。
本实施例中，所述绿脓杆菌与酵母菌的活化方法以及绿脓杆菌与酵母菌混合发酵分泌产生的脂肪酶液的提取方法同实施例一。
本实施例中，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm；且所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法同实施例一。
本实施例提供的用于制备高效无毒型污水处理剂的方法，包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至50℃，搅拌反应7h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂。
实施例五
本实施例提供了一种高效无毒型污水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球42份、改性椰壳炭20份、膨化石墨19份、硅藻土11份、坡缕石9份、竹茹12份、锯末10份、木质素磺酸钠8份、壳聚糖7份、腐殖酸钠2份、桑白皮3份、茶多酚1份、松针粉1份、聚天冬氨酸1.5份。
本实施例中，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭；
其中，所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％(指绿脓杆菌与酵母菌的总接种量所占体积为发酵培养的培养基体积的12％)；所述混合发酵培养条件为：培养温度为28℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天。
本实施例中，所述绿脓杆菌与酵母菌的活化方法以及绿脓杆菌与酵母菌混合发酵分泌产生的脂肪酶液的提取方法同实施例一。
本实施例中，所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm；且所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法同实施例一。
本实施例提供的用于制备高效无毒型污水处理剂的方法，包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至45℃，搅拌反应8h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂。
上述实施例中采用的原料可在市场进行购买获取。
取实施例一至实施例五制得的污水处理剂对某工厂污水进行处理；处理方法为：以质量体积比为0.15g：1L向污水中加入污水处理剂，以155r/min的转速搅拌处理5h；测试处理前后的COD值、所含重金属的浓度以及微生物的数量，计算去除率，结果见下表1。
表1
由上表可知，采用上述实施例制备的水处理剂能够高效地去除污水中的大部分污染性有机物质和重金属，还能够较好地杀灭水体中的微生物，具有非常良好的净水效果。
脂肪酶液活力测定：
接种绿脓杆菌和酵母菌于上述发酵培养基中进行培养，在32℃，150r/min进行发酵产酶培养7天，按上述提取方法提取脂肪酶液并测定脂肪酶在28℃、30℃、32℃、33℃、35℃、40℃下的活力，结果见下表2。
酶活力测试方法：
取2只100ml三角瓶，分别于空白瓶(A)和样品瓶(B)中各加PVA橄榄油乳化液(取橄榄油与聚乙烯醇溶液按l:3比例混合，用高速乳化机乳化3次，每次5min)4mL和0.025mol/LpH 7.5磷酸缓冲液5ml(应把附在瓶壁上的乳化液冲下)，再于A瓶中加入95％乙醇15mL。置不同温度水浴内预热5分钟，然后在两瓶中各加入脂肪酶液lmL立即记时，反应15分钟后，在B瓶中立即加入95％乙醇15mL中止反应，加酚酞指示剂3滴，用0.05mol/L标准NaOH滴定至微红色为终点，两组消耗的NaOH溶液分别为V1、V2。对照样品的乙醇应在酶液前加入。
脂肪酶活力单位(U)定义为：在试验条件下，每毫升酶液每分钟催化底物释放出1μmol的游离脂肪酸，定义为一个脂肪酶活力单位(U)，其计算公式如下：
V样：滴定至终点时样品瓶中消耗的NaOH的体积(mL)
V空：滴定至终点时对照瓶中消耗的NaOH的体积(mL)
表2
由表2可知，本发明中利用绿脓杆菌和酵母菌按特定比例混合发酵培养所分泌的脂肪酶液在常用温度下都具有很高的活性，而且稳定性优异。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种高效无毒型污水处理剂，其特征在于：所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球40-42份、改性椰壳炭18-20份、膨化石墨18-19份、硅藻土10-11份、坡缕石8-9份、竹茹10-12份、锯末8-10份、木质素磺酸钠6-8份、壳聚糖5-7份、腐殖酸钠1-2份、桑白皮2-3份、茶多酚0.5-1份、松针粉0.5-1份、聚天冬氨酸1-1.5份。
2.根据权利要求1所述的高效无毒型污水处理剂，其特征在于：所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：多孔磁性聚丙烯酰胺微球41份、改性椰壳炭19份、膨化石墨18份、硅藻土10份、坡缕石9份、竹茹11份、锯末9份、木质素磺酸钠7份、壳聚糖6份、腐殖酸钠1份、桑白皮3份、茶多酚0.5份、松针粉0.5份、聚天冬氨酸1份。
3.根据权利要求1所述的高效无毒型污水处理剂，其特征在于：所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:2.5混合椰壳炭和绿脓杆菌与酵母菌混合发酵所分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在32℃处理5h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭。
4.根据权利要求3所述的高效无毒型污水处理剂，其特征在于：所述绿脓杆菌与酵母菌按比例2:1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌与酵母菌的总接种量为发酵培养的培养基体积的12％。
5.根据权利要求4所述的高效无毒型污水处理剂，其特征在于：所述混合发酵培养条件为：培养温度为28-35℃，摇床转速为150r/min,培养时间为7天。
6.根据权利要求1所述的高效无毒型污水处理剂，其特征在于：所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的平均粒径为200μm。
7.根据权利要求1所述的高效无毒型污水处理剂，其特征在于：所述多孔磁性聚丙烯酰胺微球的制备方法为：
(1)将丙烯酰胺、聚乙二醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和去离子水配置成聚丙烯酰胺合成液，之后将该合成液滴加到液体石蜡中，并升温至85℃，反应2min，即可制得多孔聚丙烯酰胺微球；
(2)用无水乙醇洗涤所得的多孔聚丙烯酰胺微球后，将微球浸渍于浓度为0.1mol/L的Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，达到浸渍平衡，分离得到含有铁离子的聚丙烯酰胺微球，用去离子水洗涤所得的微球至滤液呈中性，再将微球置于1mol/L的NaOH溶液中，在75℃条件下浸渍1.5h，再利用磁场使微球与碱性溶液分离，用无水乙醇洗涤分离得到的微球2-3次，干燥即为多孔磁性聚丙烯酰胺微球；
所述步骤(1)中，聚丙烯酰胺合成液中各组分的质量百分含量分别为：丙烯酰胺10％、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.4％、过硫酸铵0.4％、聚乙二醇10％、其余部分为去离子水；
所述步骤(2)中，Fe2+和Fe3+的混合水溶液中，Fe3+与Fe2+摩尔比为2：1。
8.一种制备权利要求1所述的高效无毒型污水处理剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：将改性椰壳炭、膨化石墨、硅藻土和坡缕石混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入多孔磁性聚丙烯酰胺微球、木质素磺酸钠、壳聚糖、腐殖酸钠、聚天冬氨酸和足以浸泡固体组分的去离子水，升温至45-60℃，搅拌反应5-8h，然后加入干燥的竹茹、锯末以及粉碎的干燥桑白皮，再加入适量的去离子水浸泡所有的组分，同时搅拌使各原料组分充分混匀，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效无毒型污水处理剂。
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