专利摘要

一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：取牛粪，加入双氧水、纳米钛酸钙粉体和盐酸溶液，加热，得到固体A和液体A；将液体A与过量的含铝材料粉体混合，加热，反应至溶液pH值为2，过滤除去固体，得到透明液体B；将固体A烘干，炭化活化，得到活性炭基复合材料；将活性炭基复合材料粉碎，加到液体B中，用氢氧化钠调整混合液的pH值，静置老化，得到液态复合水处理剂。本发明充分无害化利用牛粪中的各个组分，结合含铝废料或含铝原材料，制备了廉价的高性能的复合水处理剂，工艺简单，废物利用，无二次污染，具有良好的经济效益和环境效益。

权利要求

1.一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）取新鲜的含水率为80-85%的牛粪，加入牛粪质量的10%-20%的质量百分含量为30%的双氧水和1%的纳米钛酸钙粉体，再按牛粪质量和酸溶液体积比为2kg:1L加入3-4mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，固液分离，得到固体A和液体A；

2）将液体A与过量的含铝材料粉体混合，搅拌均匀，加热到80-100℃，反应至溶液pH值为2，过滤除去固体，得到透明液体B；

3）将固体A于105℃烘干，炭化活化得到活性炭基复合材料；

4）将步骤3）得到的活性炭基复合材料粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值为3-4.5，静置老化24h-32h，得到液态复合水处理剂。

2.根据权利要求1所述的一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法，其特征在于，所述步骤2）中含铝材料为铝灰、铝粉、氢氧化铝、铝矾土、粉煤灰和铝材阳极氧化预处理得到的碱渣中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法，其特征在于，所述步骤3）中于固体A中加入固体A的4倍质量的85%的浓磷酸，置于高温炉内，隔绝空气条件下，于400-500℃炭化活化1h。

4.根据权利要求1所述的一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法，其特征在于，所述的步骤4）得到的液态复合水处理剂在40-50℃浓缩干燥，得到固态复合水处理剂。

说明书

技术领域

本发明属于环境技术领域，具体涉及一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法。

背景技术

牛是草食性动物，但是在现代的养牛产业中，为了提高肉奶的产量，牛的饲料里添加大量的高蛋白的、富含微量元素的营养成分，牛进食的饲料部分营养物质被消化吸收，残渣和一部分营养物以粪尿的形式排泄出来。牛粪中富含纤维素，木质素，蛋白质，各种氨基酸和一些胶体类物质，也含有大量的铜铁锌等重金属，有时还会含有抗生素等有害物质。传统的堆肥法，已经无法使牛粪无害化利用了。钟成华等(发明专利，申请号201310441414.3，一种利用牛粪制备活性炭的新方法)将牛粪烘干，用磷酸氢二铵催化高温炭化制备牛粪活性炭，该方法制备活性炭需要将牛粪干燥，牛粪中的蛋白质、氨基酸以及胶体物质未能被利用，活性炭含杂质高；邹文君(发明专利，申请号：201510764105.9，一种基于改性牛粪生物炭的餐饮废水处理剂以及制备方法)采用层状结构的钙铝石水处理剂、棕油、壳聚糖微乳液、改性亲油荷叶纤维、鱼鳞粉、聚乙二醇等十四种添加剂对牛粪活性炭改性，制备了餐饮废水处理剂，该方法添加剂过多，而且没有充分利用牛粪中的各种胶体物质；彭江晨和芮旭婷(发明专利，申请号：201210482387.X，一种利用牛粪制作助凝剂的方法；申请号：201210484952.6，一种利用羊粪制作助凝剂的方法)将风干消解后的牛粪或是发酵处理后的羊粪用三乙醇胺浸提，加入丙烯酸溶液和丙烯酰酯溶液以及甲醛制备了水处理用助凝剂，该方法虽然得到了水处理剂，但是对于牛粪和羊粪中含量很高的纤维素和木质素没能充分利用，同时制备的水处理剂含有甲醛等有毒有害物质，对处理后的水质有严重影响。

聚合氯化铝等无机絮凝剂因其价格低廉，在水处理中广泛应用，但是实际应用时存在絮凝速度慢，对水质净化能力有限等问题。在无机混凝剂中加入有机高分子助凝剂能显著提高絮凝沉淀速度和水质净化能力，何海鸿采用向普通聚合氯化铝中添加聚二甲基二烯丙基氯化胺的方法，制备了有机复合聚合双酸氯化铝(发明专利，申请号：200510030408.4，有机复合聚合双酸氯化铝及其制备工艺)，但是该工艺成本较高，而且仅仅考察了该水处理剂对水浊度的去除性能，对重金属和有机物的去除性能尚不得而知。

发明内容

本发明的目的，是提供一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法。本发明充分无害化利用牛粪中的各个组分，结合含铝废料或含铝原材料，制备了廉价的高性能的水处理用混凝吸附剂，工艺简单，废物利用，无二次污染，具有良好的经济效益和环境效益。

采用的技术方案：

一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)取新鲜的含水率为80-85％的牛粪，加入牛粪质量的10％-20％的质量百分含量为30％的双氧水和1％的纳米钛酸钙粉体，再按牛粪质量和酸溶液体积比为2Kg:1L加入3-4mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，固液分离，得到固体A和液体A；

2)将液体A与过量的含铝材料粉体混合，搅拌均匀，加热到80-100℃，反应至溶液pH值为2，过滤除去固体，得到透明液体B；

3)将固体A于105℃烘干，炭化活化得到活性炭基复合材料；

4)将步骤三得到的活性炭基复合材料粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值为3-4.5，静置老化24h-32h，得到液态复合水处理剂。

所述步骤二中含铝材料为铝灰、铝粉、氢氧化铝、铝矾土、铝渣、粉煤灰和铝材阳极氧化预处理得到的碱渣中的一种或几种。

所述的步骤三中炭化活化方法为于固体A中，加入固体A的4倍质量的85％的浓磷酸，置于高温炉内，隔绝空气条件下，于400-500℃炭化活化1h。

所述的步骤四得到的液态复合水处理剂在40-50℃温度下浓缩干燥，得到固态复合水处理剂。本发明的优点：本发明充分无害化利用牛粪中的各个组分，结合含铝废料或含铝原材料，制备了廉价的高性能的水处理用混凝吸附剂，工艺简单，废物利用，无二次污染，具有良好的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实例对本发明所述的方法和技术加以说明。本发明实施例中所用纳米钛酸钙粉体为本实验室按文献(张东,侯平.纳米钛酸钙粉体的制备及其对水中铅和镉的吸附行为[J].化学学报,2009,(12):1336-1342)方法合成。

实施例1：复合水处理剂1的制备

取新鲜的调整含水率为80％的牛粪2Kg，加入300g的质量百分含量为30％的双氧水、20g的纳米钛酸钙粉体和1L的3mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，过滤，得到固体A和液体A；液体A中加入铝的质量百分量为25.8％的铝灰200g，搅拌均匀，加热到80℃，搅拌反应至溶液pH值为2，过滤除去固体，得到透明液体B；将固体A于105℃烘干，加入固体A的4倍质量的85％的浓磷酸，置于高温炉内，氮气保护下，于450℃炭化活化1h，得到活性炭基复合材料，粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值为4，静置老化24h，得到液态复合水处理剂1。

实施例2:复合水处理剂2的制备

取新鲜的调整含水率为82％的牛粪2Kg，加入400g的质量百分含量为30％的双氧水、20g的纳米钛酸钙粉体和1L的4mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，过滤，得到固体 A和液体A；液体A中加入含三氧化二铝的质量百分含量为57.6％的铝矾土200g，搅拌均匀，加热到100℃，搅拌反应至溶液的pH值为2，过滤除去固体，得到透明液体B；将固体A于 105℃烘干，加入固体A的4倍质量的85％的浓磷酸，置于高温炉内，氮气保护下，于400℃炭化活化1h，得到活性炭基复合材料，粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值为4.5，静置老化24h，得到液态复合水处理剂2。

实施例3：复合水处理剂3的制备

取新鲜的调整含水率为85％的牛粪2Kg，加入200g的质量百分含量为30％的双氧水、20g的纳米钛酸钙粉体和1L的3mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，过滤，得到固体A和液体A；液体A中加入30g铝粉，搅拌均匀，加热到90℃，搅拌反应至溶液的pH值为 2，过滤除去固体，得到透明液体B；将固体A于105℃烘干，加入固体A的4倍质量的85％的浓磷酸，置于高温炉内，氮气保护下，于500℃炭化活化1h，得到活性炭基复合材料，粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值为3.5，静置老化24h，40℃浓缩干燥，得到固态复合水处理剂3。

实施例4：复合水处理剂4的制备

取新鲜的调整含水率为80％的牛粪2Kg，加入400g的质量百分含量为30％的双氧水、20g的纳米钛酸钙粉体和1L的4mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，过滤，得到固体 A和液体A；液体A中加入110g氢氧化铝，搅拌均匀，加热到95℃，反应至溶液的pH值为 2，过滤除去固体杂质，得到透明液体B；将固体A于105℃烘干，加入固体A的4倍质量的 85％的浓磷酸，置于高温炉内，氮气保护下，于450℃炭化活化1h，得到活性炭基复合材料，粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值为4，静置老化26h，45℃浓缩干燥，得到固态复合水处理剂4。

实施例5：复合水处理剂5的制备

取新鲜的调整含水率为81％的牛粪2Kg，加入300g的质量百分含量为30％的双氧水、20g的纳米钛酸钙粉体和1L的3mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，过滤，得到固体 A和液体A；液体A中加入铝质量百分含量为10.2％的铝型材表面碱蚀处理时产生的碱渣 300g，搅拌均匀，加热到85℃，搅拌反应至溶液的pH值为2，过滤除去固体，得到透明液体B；将固体A于105℃烘干，加入固体A的4倍质量的85％的浓磷酸，置于高温炉内，氮气保护下，于450℃炭化活化1h，得到活性炭基复合材料，粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值为4，静置老化28h，40℃浓缩干燥，得到固态复合水处理剂5。

实施例6：复合水处理剂6的制备

取新鲜的调整含水率为80％的牛粪2Kg，加入400g的质量百分含量为30％的双氧水、20g的纳米钛酸钙粉体和1L的3mol/L的盐酸溶液，搅拌均匀，加热微沸10min，过滤，得到固体 A和液体A；液体A中加入三氧化二铝的质量百分含量分别为57.6％和41.8％的铝矾土和粉煤灰各120g，搅拌均匀，加热到100℃，搅拌反应至溶液的pH值为2，过滤除去固体，得到透明液体B；将固体A于105℃烘干，加入固体A的4倍质量的85％的浓磷酸，置于高温炉内，氮气保护下，于450℃炭化活化1h，得到活性炭基复合材料，粉碎，过500目筛，全部添加到液体B中，搅拌均匀，用氢氧化钠调整混合液的pH值3.5，静置老化32h，50℃浓缩干燥，得到固态复合水处理剂6。

实施例7：复合水处理剂的性能指标

参照水处理剂国家标准GB/T 22627-2014要求和方法测定实施例1-6所得的复合水处理剂各项指标，结果见表1：

表1复合水处理剂的指标

实施例8：复合水处理剂对废水的净化性能

为了考察实施例1-6中得到的水处理剂对废水的净化性能，取水处理剂摇匀，直接投加，固体配置成10％的悬浊液后使用；用亚甲基蓝和铅配制成混合水溶液，调整pH值6-8，亚甲基蓝和铅的初始浓度(C₀)分别为6mg/L和100mg/L，取1L，分别加入实施例1-6得到的复合水处理剂0.02g，搅拌均匀，静置30min，分别用分光光度计和火焰原子吸收测定上清液中亚甲蓝和铅的浓度(C_e)，按公式(1)计算去除率。同时和市售商品聚合氯化铝比较，结果见表2.

式中：η为去除率(％)；C₀为初始浓度(mg/L)；C_e为平衡浓度(mg/L)。

表2复合水处理剂对废水的净化性能

从以上实例可见，本法利用牛粪制备的复合水处理剂具有非常优异的净化水质的能力。

一种利用牛粪制备复合水处理剂的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。