一种生态沉淀剂、其制备方法及应用方法 【技术领域】
本发明涉及污水净化处理领域，具体是应用于复合人工湿地污水净化预处理阶段的沉淀技术，尤其是一种应用于复合人工湿地污水净化预处理的生态沉淀剂及其制备方法和应用方法。
背景技术
随着我国社会经济的高速发展，污水排放量逐年增高，在最经几年新型生态技术的发展下，人工湿地方法处理污水越来越受到人们的青睐，为了防止人工湿地系统因污水中携带过量悬浮物(SS)或杂质而发生堵塞，需要进行预处理，预处理阶段的沉淀剂效果好坏对于系统的稳定运行起着重要作用，人工湿地处理系统作为一种生态环保型污水处理技术，要求其上下游的处理环节都具有相配套的生态型处理技术。而就我国沉淀剂的整体生产应用状况而言，还很难找到相匹配的产品，主要表现在：目前已有的无极沉淀剂存在着功能单一，适用水体范围有限，且使用量较大、絮体量较大、沉淀速度慢、污泥脱水困难及污泥处现成本高，尤其是残留在水体中的铝离子，会造成不必要的污染；有机合成高分子沉淀剂，不仅生产成本高，而且在生产合成过程中对人体健康危害较大，使用后难降解，在自然环境中大量积累并长期存在，对环境产生二次污染，而小部分被降解的物质其毒性和致癌性均很强。现有的沉淀剂，很难满足人工湿地污水净化预处理阶段的沉淀需要。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种经济、高效、生态安全性高、无二次污染、对环境友好的生态沉淀剂。
本发明还提供了上述生态沉淀剂的制备方法。
本发明进一步提供了上述生态沉淀剂的应用方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种生态沉淀剂，用于复合人工湿地污水净化预处理，其由重量份数比为1∶1.4～2的组分A与组分B组成，所述A组分含有40-50wt％芦苇、30-40wt％凤眼莲和15-25wt％荷叶，所述B组分由重量份数比为1∶2∶3的硅藻土、蛭石、活性碳组成。
本发明提供的上述生态沉淀剂的制备方法为：分别制备组分A与组分B，组分A的制备方法为将40-50wt％芦苇、30-40wt％凤眼莲和15-25wt％荷叶打碎搅拌，用去离子水浸泡10-15天，再将浸泡液浓缩，浓度为30wt％；
组分B的制备方法为按重量份数比1∶2称取硅藻土和蛭石，混合，在150-350℃温度下研磨至350～450目，然后再混入等质量同等级别颗粒的活性炭，最后将三者的混合物放入搅拌机中均匀搅拌形成粉末；
将所得组分A与组分B按重量份数比1∶1.4～2加入到高速捏合机中，加热至50-90℃，搅拌20-30分钟即成。
本发明提供的上述生态沉淀剂的应用方法为：在用于污水预处理沉淀时，生态沉淀剂加入量为污水重量的0.2～0.65％，投入后进行充分的搅拌混合，然后将污水过滤引出即可。
本生态沉淀剂工作原理是：当应用于复合人工湿地污水净化处理的生态沉淀剂加入到污水中后，在高速搅拌下迅速扩散到水体中，此时生态沉淀剂表面的不平衡电位中和悬浮离子的电荷电位，使其相斥电位减弱，由于粘结、网捕、卷扫等作用，而使胶体物质、悬浮固体和部分部分溶解物质与沉淀剂形成絮团或凝聚成较大的絮花，由于生态沉淀剂巨大的表面积、纳米微孔体积的极强吸附力，将污水中的微细物质、病毒等吸附到表面积空隙内部。同时，生态沉淀剂会释放出具有抑制或杀灭藻类作用的化感物质，该化感物质一方面可以杀灭污水中的藻类，另一方面可以抑制藻类的生长。随后絮团颗粒在重力作用下迅速沉淀，并与处理后的清洁水体分离，从而使水体的浊度、色度、有机物、无机物及藻类得到沉淀去除。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本生态沉淀剂絮凝性优良，吸附性强，用量少，絮凝聚速度快，矾花尺寸大，絮体沉降速度快，澄清时间短；其不仅对污水中的悬浮物、杂质有显著的去除作用，并且对病毒，菌类及藻类也有杀灭或抑制生长作用；其无毒、无害、无污染，不产生衍生物，安全环保。
2、本发明制备工艺过程简单，无需复杂的设备和任何化学物质，生产周期短，成本低。
3、本发明应用于人工复合型湿地污水净化预处理，可极大降低后续处理过程中污水的处理压力。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
下述实施例中，SS为悬浮物，CODcr为化学需氧量。
实施例1
某造纸厂的污水，处理前水质主要指标为：SS为1067mg/L，CODcr为4800mg/L，色度为96。
所用生态沉淀剂的制备方法为：首先按重量百分数，将45％的芦苇、35％凤眼莲、20％的荷叶打碎搅拌后，用去离子水浸泡13天，提取30％的浓缩液，制得组分A；然后按重量份数比2∶1将蛭石与硅藻土混合，在温度150-350℃的条件下研磨至380目，再混入与上述蛭石和硅藻土的混合物等质量同等级别颗粒的活性炭，并搅拌均匀形成粉末，制得组分B；将组分A与组分B按重量份数比1∶1.5混合，加入到高速捏合机中，加热至85℃搅拌20分钟，即制得本生态沉淀剂。将本生态沉淀剂按所需预处理水量重量地0.65％加入到污水中，然后通过搅拌、絮凝、吸附、杀藻、沉淀分离等过程，完成对污水的预处理。
处理后的水质为：SS为47.7mg/L，CODcr为180mg/L，色度为12，去除率分别为95.5％、96.3％、87.5％。
实施例2
某造纸厂的污水，处理前水质主要指标为：SS为1067mg/L，CODcr为4800mg/L，色度为96。
所用生态沉淀剂的制备步骤为：首先按重量百分数，将40％的芦苇、30％凤眼莲、15％的荷叶打碎搅拌后，用去离子水浸泡14天，提取30％的浓缩液，制得组分A；然后将重量份数比2∶1的蛭石与硅藻土混合，在温度150-350℃的条件下研磨至400目，再混入等质量同等级别颗粒的活性炭，并搅拌均匀形成粉末，制得组分B；将组分A与组分B按重量份数比1∶1.7混合，加入到高速捏合机中，加热至90℃搅拌25分钟，即制得本生态沉淀剂。将该沉淀剂按所需预处现水量质量的0.5％加入到污水中，然后通过搅拌、絮凝、吸附、杀藻、沉淀分离等过程，完成对污水的处理。
处理后的水质为：SS为64.2mg/L，CODcr为249mg/L，色度为13，去除率分别为93.9％、94.8％、86.5％。
实施例3
某造纸厂的污水，处理前水质主要指标为：SS为1067mg/L，CODcr为4800mg/L，色度为96。
所用生态沉淀剂的制备步骤为：首先按重量百分数，将50％的芦苇、40％凤眼莲、20％的荷叶打碎搅拌后，用去离子水浸泡15天，提取30％的浓缩液，制得组分A；然后按重量份数比2∶1将蛭石与硅藻土混合，在温度150-350℃的条件下研磨至450目，再混入等质量同等级别颗粒的活性炭，并搅拌均匀形成粉末，制得组分B；将组分A与组分B按重量份数比1∶2混合，加入到高速捏合机中，加热至90℃搅拌30分钟，即制得本生态沉淀剂。将生态沉淀剂按所需预处理水量质量的0.3％加入到污水中，然后通过搅拌、絮凝、吸附、杀藻、沉淀分离等过程，完成对污水的处理。
处理后的水质为：SS为42.7mg/L，CODcr为167mg/L，色度为12，去除率分别为95.9％、96.5％、87.5％。
通过理论分析和大量的模拟实验，可以得出采用本生态沉淀剂都可以取得良好的预处理效果。