本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑及使用方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2011年《中國環(huán)境狀況公報(bào)》指出，在全國十大水系的主要污染指標(biāo)中，氨氮、生化需氧量和總磷等指標(biāo)排名前列，特別是在人口密集的黃河、長(zhǎng)江流域，氨氮污染更是分別占據(jù)了第1和第2位；監(jiān)測(cè)的26個(gè)國控重點(diǎn)湖泊(水庫)中，中營養(yǎng)狀態(tài)、輕度富營養(yǎng)狀態(tài)和中度富營養(yǎng)狀態(tài)的湖泊(水庫)比例分別為46.2％、46.1％和7.7％，大部分湖泊均存在由氮磷引起的富營養(yǎng)化問題。污水處理廠是緩解與治理水污染的關(guān)鍵，污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)逐年提高，尤其針對(duì)營養(yǎng)素指標(biāo)控制更為嚴(yán)格。2002年的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮素指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格限制，要求總氮小于15mg/L，氨氮小于5mg/L。

雖然市政方面投入了大量的資金來治理污水，現(xiàn)有技術(shù)也有許多方法都能有效地去除氨，如物理方法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉；化學(xué)法有離子交換法、氨吹脫、化學(xué)沉淀法、折點(diǎn)氯化、電滲析、電化學(xué)處理、催化裂解；生物方法有硝化及藻類養(yǎng)殖，然而物理方法處理效果不佳，較之化學(xué)法，生物方法處理廢水有如下優(yōu)點(diǎn)：1)每種化學(xué)用品都是針對(duì)性很強(qiáng)的產(chǎn)品，當(dāng)遇到其他化學(xué)物質(zhì)時(shí)就有可能失效，而生物制劑對(duì)污染物的去除具有光譜性；2)化學(xué)產(chǎn)品可以暫時(shí)消除某些有害物質(zhì)以及掩蓋臭味，卻不能阻止有害物質(zhì)的生成；3)使用化學(xué)產(chǎn)品后，水體中會(huì)有殘留，可能導(dǎo)致二次污染。生物制劑所含天然微生物，不含致病菌和病原體，這些微生物在酶的催化作用下，以污水中的有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)為食物，當(dāng)污水得到凈化后，這些微生物會(huì)隨污染物的降低而逐漸減少，直至消亡；4)無毒，無腐蝕性，使用方便，基本不需要添加設(shè)備或是工程，節(jié)省資金投入。然而，微生物方法來處理污水容易造成微生物對(duì)水體的二次污染，如何對(duì)微生物進(jìn)行處理也是需要解決的技術(shù)問題。在環(huán)保領(lǐng)域中，如何將生活廢水進(jìn)行凈化，并且達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)以及再利用是需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)目前處理生活污水的效率低，易導(dǎo)致二次污染的問題，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑及使用方法，本發(fā)明通過對(duì)飯麥?zhǔn)M(jìn)行煅燒及球磨活化，在酸性環(huán)境下通過偶聯(lián)劑及十二烷基硫醇進(jìn)行表面改性，隨后通過金屬離子混合，再將載體浸泡其中，與金屬離子偶聯(lián)及形成絡(luò)合物，制備得催化劑，再對(duì)催化劑進(jìn)行使用，處理生活廢水降低氨氮含量及氨的轉(zhuǎn)化速率，本發(fā)明通過以改性飯麥?zhǔn)鲚d體，與金屬離子結(jié)合，通過離子化合價(jià)的變化，釋放自由基，同時(shí)利用飯麥?zhǔn)拇呋?，促進(jìn)氨的轉(zhuǎn)化，有效解決了生活污水處理效率低，易產(chǎn)生二次污染的問題，且提高了氨的轉(zhuǎn)化效率提高60～65％，操作簡(jiǎn)單。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

(1)取飯麥?zhǔn)湃腱褵隣t中，設(shè)定溫度為400～500℃，煅燒50～70min，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出，放入球磨機(jī)中，按球料比12:1，加入直徑為50mm的鋼球，以200r/min球磨30～40min，對(duì)球磨機(jī)中球磨物，過100目篩，收集過篩顆粒，得活化飯麥?zhǔn)w粒；

(2)按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份上述活化麥飯石顆粒、60～70份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸、8～12份二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯偶聯(lián)劑及3～6份十二烷基硫醇，放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中震蕩10～15min，再對(duì)容器進(jìn)行加熱至80～95℃，以130r/min攪拌2～3h；

(3)在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至室溫，靜置4～6h，再進(jìn)行冷凍干燥，收集干燥放入碾磨機(jī)中進(jìn)行碾磨，過150目篩，收集過篩顆粒，得催化劑載體；

(4)按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份上述催化劑載體、30～35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、15～18份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液、14～16份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液、7～9份尿素及4～6份氨基三乙酸，首先將上述催化劑載體、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、尿素及氨基三乙酸，放入攪拌機(jī)中，以300r/min攪拌30～50min，再依次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液，繼續(xù)攪拌3～5h；

(5)在上述攪拌結(jié)束后，靜置陳化38～43h，隨后將攪拌機(jī)中混合物放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中去除其中的乙醇，將剩余物置于煅燒爐中，設(shè)定溫度為450～490℃，煅燒3～5h，再將煅燒進(jìn)行粉碎，過150目篩，收集過篩顆粒，即可得增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑。

所述的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑的使用方法為：按投加量60～130g/m³，將本發(fā)明制得的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑投放于生活污水出水中，控制溫度為30～35℃，以180r/min攪拌30～40min，再靜置20～25min，過濾出水即可。

經(jīng)檢測(cè)出水的水質(zhì)得：COD＜32mg/L，SS＜11mg/L，NH₃-N＜3mg/L，TP＜0.2mg/L，色度＜9。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

(1)本發(fā)明處理生活的效率提高了46～53％，了氨的轉(zhuǎn)化效率提高60～65％；

(2)本發(fā)明制備簡(jiǎn)單，成本低，且對(duì)環(huán)境無污染。

具體實(shí)施方式

取飯麥?zhǔn)湃腱褵隣t中，設(shè)定溫度為400～500℃，煅燒50～70min，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出，放入球磨機(jī)中，按球料比12:1，加入直徑為50mm的鋼球，以200r/min球磨30～40min，對(duì)球磨機(jī)中球磨物，過100目篩，收集過篩顆粒，得活化飯麥?zhǔn)w粒；按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份上述活化麥飯石顆粒、60～70份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸、8～12份二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯偶聯(lián)劑及3～6份十二烷基硫醇，放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中震蕩10～15min，再對(duì)容器進(jìn)行加熱至80～95℃，以130r/min攪拌2～3h；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至室溫，靜置4～6h，再進(jìn)行冷凍干燥，收集干燥放入碾磨機(jī)中進(jìn)行碾磨，過150目篩，收集過篩顆粒，得催化劑載體；按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份上述催化劑載體、30～35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、15～18份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液、14～16份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液、7～9份尿素及4～6份氨基三乙酸，首先將上述催化劑載體、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、尿素及氨基三乙酸，放入攪拌機(jī)中，以300r/min攪拌30～50min，再依次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液，繼續(xù)攪拌3～5h；在上述攪拌結(jié)束后，靜置陳化38～43h，隨后將攪拌機(jī)中混合物放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中去除其中的乙醇，將剩余物置于煅燒爐中，設(shè)定溫度為450～490℃，煅燒3～5h，再將煅燒進(jìn)行粉碎，過150目篩，收集過篩顆粒，即可得增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑。所述的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑的使用方法為：按投加量60～130g/m³，將本發(fā)明制得的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑投放于生活污水出水中，控制溫度為30～35℃，以180r/min攪拌30～40min，再靜置20～25min，過濾出水即可。

實(shí)例1

取飯麥?zhǔn)湃腱褵隣t中，設(shè)定溫度為400℃，煅燒50min，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出，放入球磨機(jī)中，按球料比12:1，加入直徑為50mm的鋼球，以200r/min球磨30min，對(duì)球磨機(jī)中球磨物，過100目篩，收集過篩顆粒，得活化飯麥?zhǔn)w粒；按重量份數(shù)計(jì)，取40份上述活化麥飯石顆粒、60份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸、8份二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯偶聯(lián)劑及3份十二烷基硫醇，放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中震蕩10min，再對(duì)容器進(jìn)行加熱至80℃，以130r/min攪拌2h；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至室溫，靜置4h，再進(jìn)行冷凍干燥，收集干燥放入碾磨機(jī)中進(jìn)行碾磨，過150目篩，收集過篩顆粒，得催化劑載體；按重量份數(shù)計(jì)，取40份上述催化劑載體、30份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液、14份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液、7份尿素及4份氨基三乙酸，首先將上述催化劑載體、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、尿素及氨基三乙酸，放入攪拌機(jī)中，以300r/min攪拌30min，再依次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液，繼續(xù)攪拌3h；在上述攪拌結(jié)束后，靜置陳化38h，隨后將攪拌機(jī)中混合物放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中去除其中的乙醇，將剩余物置于煅燒爐中，設(shè)定溫度為450℃，煅燒3h，再將煅燒進(jìn)行粉碎，過150目篩，收集過篩顆粒，即可得增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑。所述的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑的使用方法為：按投加量60g/m³，將本發(fā)明制得的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑投放于生活污水出水中，控制溫度為30℃，以180r/min攪拌30min，再靜置20min，過濾出水即可。

經(jīng)檢測(cè)出水的水質(zhì)得：COD為1g/L，SS為10mg/L，NH₃-N為2mg/L，TP為0.15g/L，色度為9。

實(shí)例2

取飯麥?zhǔn)湃腱褵隣t中，設(shè)定溫度為500℃，煅燒70min，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出，放入球磨機(jī)中，按球料比12:1，加入直徑為50mm的鋼球，以200r/min球磨40min，對(duì)球磨機(jī)中球磨物，過100目篩，收集過篩顆粒，得活化飯麥?zhǔn)w粒；按重量份數(shù)計(jì)，取50份上述活化麥飯石顆粒、70份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸、12份二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯偶聯(lián)劑及6份十二烷基硫醇，放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中震蕩15min，再對(duì)容器進(jìn)行加熱至95℃，以130r/min攪拌3h；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至室溫，靜置6h，再進(jìn)行冷凍干燥，收集干燥放入碾磨機(jī)中進(jìn)行碾磨，過150目篩，收集過篩顆粒，得催化劑載體；按重量份數(shù)計(jì)，取50份上述催化劑載體、35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、18份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液、16份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液、9份尿素及6份氨基三乙酸，首先將上述催化劑載體、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、尿素及氨基三乙酸，放入攪拌機(jī)中，以300r/min攪拌50min，再依次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液，繼續(xù)攪拌5h；在上述攪拌結(jié)束后，靜置陳化43h，隨后將攪拌機(jī)中混合物放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中去除其中的乙醇，將剩余物置于煅燒爐中，設(shè)定溫度為490℃，煅燒5h，再將煅燒進(jìn)行粉碎，過150目篩，收集過篩顆粒，即可得增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑。所述的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑的使用方法為：按投加量130g/m³，將本發(fā)明制得的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑投放于生活污水出水中，控制溫度為35℃，以180r/min攪拌40min，再靜置25min，過濾出水即可。

經(jīng)檢測(cè)出水的水質(zhì)得：COD為16L，SS為8mg/L，NH₃-N為1mg/L，TP為0.13g/L，色度為6。

實(shí)例3

取飯麥?zhǔn)湃腱褵隣t中，設(shè)定溫度為450℃，煅燒60min，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出，放入球磨機(jī)中，按球料比12:1，加入直徑為50mm的鋼球，以200r/min球磨35min，對(duì)球磨機(jī)中球磨物，過100目篩，收集過篩顆粒，得活化飯麥?zhǔn)w粒；按重量份數(shù)計(jì)，取45份上述活化麥飯石顆粒、65份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸、10份二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯偶聯(lián)劑及5份十二烷基硫醇，放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中震蕩12min，再對(duì)容器進(jìn)行加熱至90℃，以130r/min攪拌2h；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至室溫，靜置5h，再進(jìn)行冷凍干燥，收集干燥放入碾磨機(jī)中進(jìn)行碾磨，過150目篩，收集過篩顆粒，得催化劑載體；按重量份數(shù)計(jì)，取45份上述催化劑載體、32份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、16份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液、15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液、8份尿素及5份氨基三乙酸，首先將上述催化劑載體、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％乙醇溶液、尿素及氨基三乙酸，放入攪拌機(jī)中，以300r/min攪拌40min，再依次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％氯鉑酸溶液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％硝酸鎳溶液，繼續(xù)攪拌4h；在上述攪拌結(jié)束后，靜置陳化40h，隨后將攪拌機(jī)中混合物放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中去除其中的乙醇，將剩余物置于煅燒爐中，設(shè)定溫度為470℃，煅燒4h，再將煅燒進(jìn)行粉碎，過150目篩，收集過篩顆粒，即可得增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑。所述的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑的使用方法為：按投加量1100g/m³，將本發(fā)明制得的增強(qiáng)生活污水中氨轉(zhuǎn)化的催化劑投放于生活污水出水中，控制溫度為32℃，以180r/min攪拌35min，再靜置22min，過濾出水即可。

經(jīng)檢測(cè)出水的水質(zhì)得：COD為22mg/L，SS為4mg/L，NH₃-N為1mg/L，TP為0.09/L，色度為4。