一种污水处理用包覆型净化除臭剂及其制备工艺

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种污水处理用包覆型净化除臭剂及其制备工艺。

背景技术

随着我国工业化进程的不断发展，化学工业对我国经济的发展起到越来越重要的作用，但化学工业的发展也带来了新的环境问题，每年化学工业产生的废水都会对环境造成难以挽回的严重破坏，因此，妥善解决化工废水处理问题，是实现环境保护和经济增长协调发展的关键。

化工废水处理方法按作用原理，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类。物理法是利用物理作用来分离废水中的悬浮物或乳浊物，常见的有格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等方法。化学法是利用化学反应的作用来去除废水中的溶解物质或胶体物质，常见的有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝、焚烧等方法。物理化学法是利用物理化学作用来去除废水中溶解物质或胶体物质，常见的有混凝、浮选、吸附、离子交换、膜分离、萃取、汽提、吹脱、蒸发、结晶、焚烧等方法。生物处理法是利用微生物代谢作用，使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质，常见的有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物消化法、稳定塘与湿地处理等。以上处理方法中，物理法通常处理效率较低，仅作为预处理方法使用；化学法和物理化学法大都存在设备投资高、运行费用高等问题，实际工程中应用较少；生物处理法具有运行费用低的特点，但因为化工废水水质复杂、生物毒性大、生化性能差等原因，较少单独使用，通常和物理法、化学法及物理化学法联合使用。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种污水处理用包覆型净化除臭剂及其制备工艺，采用合理的多层化包覆设计水处理剂，具备生、化多重净化效果，依次递进协作配合，污水处理有效率大大提高，净化除臭效果好，见效快、持效久，综合效益显著提高，值得推广应用。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种污水处理用包覆型净化除臭剂，包括由内至外依次设置的内核、过渡层、外覆层，其中内核为掺杂水处理剂的蜂窝型陶瓷颗粒，过渡层为掺杂水处理剂负载型无机纤维的聚丙烯酰胺凝胶，外覆层为掺杂水处理剂负载型复合纤维的硅铝凝胶。

作为本发明的进一步优化，内核中蜂窝型陶瓷颗粒粒径为1-3mm，密度为350-380kg/m

作为本发明的进一步优化，内核中水处理剂为质量比1:0.1-0.5：0.5-1的聚合氯化铝、N-脂酰氨基羧酸盐类表面活性剂、植物提取除臭剂。

作为本发明的进一步优化，过渡层中无机纤维选自硅酸铝纤维、硼酸铝晶须、莫来石纤维中的一种或多种组合物，纤维异形度不低于20％。

作为本发明的进一步优化，过渡层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂和有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:0.5-1的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为质量比0.5-1:0-1：0-0.5的聚丙烯酰胺、壳聚糖、二硫代氨基甲酸盐组合物。

作为本发明的进一步优化，过渡层中水处理剂、无机纤维、聚丙烯酰胺凝胶的质量百分占比为8-12wt％、6-15wt％、余量。

作为本发明的进一步优化，外覆层中复合纤维为质量比1:0.5-2的无机纤维、有机纤维组合物，纤维异形度不低于25％，其中，无机纤维选自硅酸铝纤维、硼酸铝晶须、莫来石纤维中的一种或多种组合物，有机纤维选自聚乙烯醇、聚乳酸纤维中的一种或两种组合物。

作为本发明的进一步优化，外覆层中水处理剂为质量比1:0-1:0-0.4的无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:0.5-1的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为质量比0.5-1:0-1：0-0.5的聚丙烯酰胺、壳聚糖、二硫代氨基甲酸盐组合物，微生物絮凝剂为质量比1：0.5的活性微生物菌、聚半乳糖胺组合物。

作为本发明的进一步优化，外覆层中水处理剂、复合纤维、硅铝凝胶的质量百分占比为10-15wt％、10-20wt％、余量。

作为本发明的进一步优化，上述的污水处理用包覆型净化除臭剂，制备工艺如下：分别取内核、过渡层、外覆层材料，内核在惰性氛围下、60-80℃热处理20-60min，然后置于过渡层材料中，浸渍搅拌5min，取出依然在惰性氛围下、60-80℃热处理20-60min，最后置于外覆层中，浸渍搅拌5min，取出惰性氛围下、40-50℃热处理10-30min，并再一次浸渍于外覆层中，搅拌混合5min，取出流化床干燥，即得。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

本发明采用合理的多层化包覆设计水处理剂，具备生、化多重净化效果，依次递进协作配合，污水处理有效率大大提高，净化除臭效果好，见效快、持效久，综合效益显著提高，值得推广应用。

本发明结合生物、化学以及物理多种水处理方式，采用凝胶包覆材料，依次实现有效净化成分的缓释，有效保证了水处理(净化和除臭)的持效性，外覆层处理剂中处理剂种类偏多，适应程度范围大，有利于快速捕捉环境中的可反应活化分子，一方面可快速反应，提高响应净化速率，另一方面快速的大量反应可促进纤维层的导向和能量传递，对内层分子具有促进释放信号。而且外覆层中纤维采用高降解性的纤维材料，在使用过程中，随着使用时间的延长，可形成一定的毛细管通道，促进内部处理剂有效的、持续的向外输出。由纤维骨架和凝胶将水处理剂束缚于高空洗的陶瓷颗粒载体上，有效保证了处理剂有效成分的负载性，而且针对性采用的凝胶和纤维材料于污水中有良好的的流动分散性，随着与污水的共混进行，净化效率高，可净化的有效比表面积维持率可达85％以上，受污泥影响小，综合净化处理效果强。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种污水处理用包覆型净化除臭剂，包括由内至外依次设置的内核、过渡层、外覆层，其中内核为掺杂水处理剂的蜂窝型陶瓷颗粒，过渡层为掺杂水处理剂负载型无机纤维的聚丙烯酰胺凝胶，外覆层为掺杂水处理剂负载型复合纤维的硅铝凝胶。

其中：

内核中蜂窝型陶瓷颗粒粒径为1-3mm，密度为350-380kg/m

内核中水处理剂为质量比1:0.2：0.6的聚合氯化铝、N-脂酰氨基羧酸盐类表面活性剂、植物提取除臭剂(可市售采购，水溶型，下同)，内核中水处理剂与蜂窝型陶瓷颗粒质量百分占比为18wt％、82wt％。

过渡层中无机纤维选自硅酸铝纤维、莫来石纤维组合物，纤维异形度不低于20％。

过渡层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂和有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:0.5的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为质量比0.5:0.5：0.5的聚丙烯酰胺、壳聚糖、二硫代氨基甲酸盐组合物。

过渡层中水处理剂、无机纤维、聚丙烯酰胺凝胶的质量百分占比为10wt％、10wt％、余量。

外覆层中复合纤维为质量比1:1的无机纤维、有机纤维组合物，纤维异形度不低于25％，其中，无机纤维同过渡层，有机纤维选自聚乙烯醇。

外覆层中水处理剂为质量比1:0.5:0.2的无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂、有机絮凝剂同过渡层，微生物絮凝剂为质量比1：0.5的活性微生物菌(如反硝化菌、红平红球菌、芽孢杆菌等)、聚半乳糖胺组合物。

外覆层中水处理剂、复合纤维、硅铝凝胶的质量百分占比为12wt％、15wt％、余量。

上述的污水处理用包覆型净化除臭剂，制备工艺如下：分别取内核、过渡层、外覆层材料，内核在惰性氛围下、60℃热处理20min，然后置于过渡层材料中，浸渍搅拌5min，取出依然在惰性氛围下、60℃热处理30min，最后置于外覆层中，浸渍搅拌5min，取出惰性氛围下、50℃热处理30min，并再一次浸渍于外覆层中，搅拌混合5min，取出流化床干燥，即得。

实施例2：

一种污水处理用包覆型净化除臭剂，包括由内至外依次设置的内核、过渡层、外覆层，其中内核为掺杂水处理剂的蜂窝型陶瓷颗粒，过渡层为掺杂水处理剂负载型无机纤维的聚丙烯酰胺凝胶，外覆层为掺杂水处理剂负载型复合纤维的硅铝凝胶。

其中：

内核中蜂窝型陶瓷颗粒粒径为1-3mm，密度为350-380kg/m

内核中水处理剂为质量比1:0.5：1的聚合氯化铝、N-脂酰氨基羧酸盐类表面活性剂、植物提取除臭剂，内核中水处理剂与蜂窝型陶瓷颗粒质量百分占比为20wt％、80wt％。

过渡层中无机纤维选自硼酸铝晶须、莫来石纤维组合物，纤维异形度不低于20％。

过渡层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂和有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:0.5的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为质量比1:0.3：0.3的聚丙烯酰胺、壳聚糖、二硫代氨基甲酸盐组合物。

过渡层中水处理剂、无机纤维、聚丙烯酰胺凝胶的质量百分占比为8wt％、12wt％、余量。

外覆层中复合纤维为质量比1:1.5的无机纤维、有机纤维组合物，纤维异形度不低于25％，其中，无机纤维同过渡层，有机纤维选自聚乙烯醇组合物。

外覆层中水处理剂为质量比1:0.3:0.3的无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂、有机絮凝剂同过渡层，微生物絮凝剂为质量比1：0.5的活性微生物菌、聚半乳糖胺组合物。

外覆层中水处理剂、复合纤维、硅铝凝胶的质量百分占比为15wt％、10wt％、余量。

上述的污水处理用包覆型净化除臭剂，制备工艺同实施例1。

实施例3：

一种污水处理用包覆型净化除臭剂，包括由内至外依次设置的内核、过渡层、外覆层，其中内核为掺杂水处理剂的蜂窝型陶瓷颗粒，过渡层为掺杂水处理剂负载型无机纤维的聚丙烯酰胺凝胶，外覆层为掺杂水处理剂负载型复合纤维的硅铝凝胶。

其中：

内核中蜂窝型陶瓷颗粒粒径为1-3mm，密度为350-380kg/m

内核中水处理剂为质量比1:0.2：0.5的聚合氯化铝、N-脂酰氨基羧酸盐类表面活性剂、植物提取除臭剂，内核中水处理剂与蜂窝型陶瓷颗粒质量百分占比为15wt％、85wt％。

过渡层中无机纤维选自硅酸铝纤维、硼酸铝晶须组合物，纤维异形度不低于20％。

过渡层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂和有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:0.5的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为质量比0.5:0.2：0.5的聚丙烯酰胺、壳聚糖、二硫代氨基甲酸盐组合物。

过渡层中水处理剂、无机纤维、聚丙烯酰胺凝胶的质量百分占比为8wt％、15wt％、余量。

外覆层中复合纤维为质量比1:2的无机纤维、有机纤维组合物，纤维异形度不低于25％，其中，无机纤维同过渡层，有机纤维选自聚乳酸纤维。

外覆层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂、有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂、有机絮凝剂同过渡层。

外覆层中水处理剂、复合纤维、硅铝凝胶的质量百分占比为10wt％、10wt％、余量。

上述的污水处理用包覆型净化除臭剂，制备工艺同实施例1。

实施例4：

一种污水处理用包覆型净化除臭剂，包括由内至外依次设置的内核、过渡层、外覆层，其中内核为掺杂水处理剂的蜂窝型陶瓷颗粒，过渡层为掺杂水处理剂负载型无机纤维的聚丙烯酰胺凝胶，外覆层为掺杂水处理剂负载型复合纤维的硅铝凝胶。

其中：

内核中蜂窝型陶瓷颗粒粒径为1-3mm，密度为350-380kg/m

内核中水处理剂为质量比1:0.5：0.5的聚合氯化铝、N-脂酰氨基羧酸盐类表面活性剂、植物提取除臭剂，内核中水处理剂与蜂窝型陶瓷颗粒质量百分占比为25wt％、75wt％。

过渡层中无机纤维选自硅酸铝纤维，纤维异形度不低于20％。

过渡层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂和有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:1的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为质量比0.5:0.5的聚丙烯酰胺、二硫代氨基甲酸盐组合物。

过渡层中水处理剂、无机纤维、聚丙烯酰胺凝胶的质量百分占比为10wt％、10wt％、余量。

外覆层中复合纤维为质量比1:1的无机纤维、有机纤维组合物，纤维异形度不低于25％，其中，无机纤维同过渡层，有机纤维选自聚乳酸纤维。

外覆层中水处理剂为质量比1:0.5:0.4的无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂、有机絮凝剂同过渡层，微生物絮凝剂为质量比1：0.5的活性微生物菌、聚半乳糖胺组合物。

外覆层中水处理剂、复合纤维、硅铝凝胶的质量百分占比为12wt％、15wt％、余量。

上述的污水处理用包覆型净化除臭剂，制备工艺同实施例1。

实施例5：

一种污水处理用包覆型净化除臭剂，包括由内至外依次设置的内核、过渡层、外覆层，其中内核为掺杂水处理剂的蜂窝型陶瓷颗粒，过渡层为掺杂水处理剂负载型无机纤维的聚丙烯酰胺凝胶，外覆层为掺杂水处理剂负载型复合纤维的硅铝凝胶。

其中：

内核中蜂窝型陶瓷颗粒粒径为1-3mm，密度为350-380kg/m

内核中水处理剂为质量比1:0.3：0.8的聚合氯化铝、N-脂酰氨基羧酸盐类表面活性剂、植物提取除臭剂，内核中水处理剂与蜂窝型陶瓷颗粒质量百分占比为20wt％、80wt％。

过渡层中无机纤维选自硅酸铝纤维、硼酸铝晶须组合物，纤维异形度不低于20％。

过渡层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂和有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:0.5的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为质量比0.5:1的聚丙烯酰胺、壳聚糖组合物。

过渡层中水处理剂、无机纤维、聚丙烯酰胺凝胶的质量百分占比为10wt％、6wt％、余量。

外覆层中复合纤维为质量比1:1的无机纤维、有机纤维组合物，纤维异形度不低于25％，其中，无机纤维同过渡层，有机纤维选自聚乙烯醇、聚乳酸纤维组合物。

外覆层中水处理剂为质量比1:0.5:0.2的无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂、有机絮凝剂同过渡层，微生物絮凝剂为质量比1：0.5的活性微生物菌、聚半乳糖胺组合物。

外覆层中水处理剂、复合纤维、硅铝凝胶的质量百分占比为12wt％、15wt％、余量。

上述的污水处理用包覆型净化除臭剂，制备工艺同实施例1。

实施例6：

一种污水处理用包覆型净化除臭剂，包括由内至外依次设置的内核、过渡层、外覆层，其中内核为掺杂水处理剂的蜂窝型陶瓷颗粒，过渡层为掺杂水处理剂负载型无机纤维的聚丙烯酰胺凝胶，外覆层为掺杂水处理剂负载型复合纤维的硅铝凝胶。

其中：

内核中蜂窝型陶瓷颗粒粒径为1-3mm，密度为350-380kg/m

内核中水处理剂为质量比1:0.3：1的聚合氯化铝、N-脂酰氨基羧酸盐类表面活性剂、植物提取除臭剂，内核中水处理剂与蜂窝型陶瓷颗粒质量百分占比为15wt％、85wt％。

过渡层中无机纤维选自硅酸铝纤维、硼酸铝晶须组合物，纤维异形度不低于20％。

过渡层中水处理剂为质量比1:1的无机絮凝剂和有机絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂为质量比1:1的聚合氯化铝、硅藻精土组合物，有机絮凝剂为聚丙烯酰胺。

过渡层中水处理剂、无机纤维、聚丙烯酰胺凝胶的质量百分占比为8wt％、15wt％、余量。

外覆层中复合纤维为质量比1:1.2的无机纤维、有机纤维组合物，纤维异形度不低于25％，其中，无机纤维选同过渡层，有机纤维选自聚乙烯醇、聚乳酸纤维组合物。

外覆层中水处理剂为质量比1:1:0.2的无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂组合物，其中，无机絮凝剂、有机絮凝剂同过渡层，微生物絮凝剂为质量比1：0.5的活性微生物菌、聚半乳糖胺组合物。

外覆层中水处理剂、复合纤维、硅铝凝胶的质量百分占比为15wt％、10wt％、余量。

上述的污水处理用包覆型净化除臭剂，制备工艺同实施例1。

将上述实施例制得的水处理按1-1.2g：10L与污水共混，搅拌60s后，监测水净化状态(排放)；

其中对比例1添加的为等量无机絮凝剂(同本申请采用的无机絮凝剂)；

对比例2添加的为等量有机絮凝剂(同本申请采用的有机絮凝剂)；

对比例3添加的为等量微生物絮凝剂(同本申请采用的微生物絮凝剂)；

对比例4添加的为等量与实施例1中内核层相同的水处理剂；

对比例5添加的为等量与实施例1中过渡层相同的水处理剂；

对比例6添加的为等量与实施例1中外覆层相同的水处理剂；

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。