本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种城乡污染河流治理用污水处理剂及其制备方法。
背景技术：
当前，国内水环境存在的问题主要有三个方面，其中之一就是水质污染。地表水流经城市的河段有机污染较重，城市居民日常生活排放的污水和很多工业废水都含有大量的有机污染物，有的工业废水还含有有毒有害的人工合成有机污染物质等，使国内大多数城市河流都存在严重的有机污染，导致城市水源水质下降和处理成本增加，对正在实施的可持续发展战略带来了严重的负面影响，严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的身体健康。
物理法治理河流污染水体主要是指通过截污清淤、环境调水和曝气充氧等技术进行治理。物理法一般只能适用于控制点源污染为主的河流，对大面积污染的河流难以控制，而且这种方法工程巨大，造价较高，还可能破坏水生生态系统。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种操作方便、效果好的城乡污染河流治理用污水处理剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种城乡污染河流治理用污水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土14-18份、高岭土5-7份、小麦杆10-14份；其中，高岭土与小麦杆的用量比为1：2。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土15-17份、高岭土5.5-6.5份、小麦杆11-13份。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土16份、高岭土6份、小麦杆12份。
所述的城乡污染河流治理用污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝矾土粉碎至180-250目后，与其质量的1.6-1.8倍量的粒径为0.1-0.5mm的聚丙烯球混合，加入其质量之和的0.1-0.12倍量的质量浓度为3％的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为3-4mm的颗粒；
(2)将所得颗粒置于98-102℃温度下干燥4h后，放入电阻炉中，先以1-2℃/min的速度升温至550℃并保温2h，接着以3-4℃/min的速度升温至900℃，然后继续以5-6℃/min的速度升温至980-1000℃并保温30min，随炉冷却得到多孔材料；
(3)将多孔材料浸泡在含有纳米二氧化钛1.2-1.4wt.％、氟锆酸铵0.5-0.65wt.％、醋酸钠5-7wt.％、柠檬酸三甲酯6-9wt.％的混合水溶液中，以功率为180-200W、频率为27-28kHz的超声波处理8-12min，过滤，用清水冲洗两三遍，得到活化多孔材料；
(4)将高岭土、小麦杆分别粉碎至120-150目，混合，加入其质量之和的3-4倍量的水混合搅拌均匀，得到混合浆体；
(5)将活化多孔材料浸泡在混合浆体中，以功率为320-330W的微波处理至干燥，得到所述的城乡污染河流治理用污水处理剂。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(1)中，聚丙烯球的用量为铝矾土质量的1.7倍，聚乙烯醇水溶液的用量为铝矾土及聚丙烯球质量之和的0.11倍。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(2)中，先以1℃/min的速度升温至550℃并保温2h，接着以3.5℃/min的速度升温至900℃，然后继续以5.5℃/min的速度升温至995℃并保温30min。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中，混合水溶液中含有纳米二氧化钛1.3wt.％、氟锆酸铵0.56wt.％、醋酸钠6wt.％、柠檬酸三甲酯8wt.％。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中，以功率为190W、频率为28kHz的超声波处理10min。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(5)中，以功率为325W的微波处理至干燥。
所述的污水处理剂在制备城乡污染河流治理用污水处理药剂方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以铝矾土为主体材料，通过聚丙烯球和聚乙烯醇对铝矾土进行制粒、造孔使其成为多孔材料，然后以含有纳米二氧化钛、氟锆酸铵、醋酸钠、柠檬酸三甲酯的混合水溶液对多孔材料进行活化，最后以质量比为1：2的高岭土和小麦杆进行包覆，得到一种污水处理剂。只需要将该污水处理剂抛洒到城乡河流水体中，就能显著改善城乡污染河流水体的水质。本发明污水处理剂对城乡污染河流水体中的CODMn、氨氮和总氮含量具有显著的去除效果。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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
本发明实施例中，一种城乡污染河流治理用污水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土14份、高岭土7份、小麦杆14份。
所述的城乡污染河流治理用污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝矾土粉碎至180目后，与其质量的1.6倍量的粒径为0.1-0.5mm的聚丙烯球混合，加入其质量之和的0.1倍量的质量浓度为3％的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为3-4mm的颗粒；
(2)将所得颗粒置于98℃温度下干燥4h后，放入电阻炉中，先以1℃/min的速度升温至550℃并保温2h，接着以3℃/min的速度升温至900℃，然后继续以5℃/min的速度升温至980℃并保温30min，随炉冷却得到多孔材料；
(3)将多孔材料浸泡在含有纳米二氧化钛1.2wt.％、氟锆酸铵0.5wt.％、醋酸钠5wt.％、柠檬酸三甲酯6wt.％的混合水溶液中，以功率为180W、频率为27kHz的超声波处理12min，过滤，用清水冲洗两三遍，得到活化多孔材料；
(4)将高岭土、小麦杆分别粉碎至120目，混合，加入其质量之和的3倍量的水混合搅拌均匀，得到混合浆体；
(5)将活化多孔材料浸泡在混合浆体中，以功率为320W的微波处理至干燥，得到所述的城乡污染河流治理用污水处理剂。
实施例2
本发明实施例中，一种城乡污染河流治理用污水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土18份、高岭土5份、小麦杆10份。
所述的城乡污染河流治理用污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝矾土粉碎至250目后，与其质量的1.8倍量的粒径为0.1-0.5mm的聚丙烯球混合，加入其质量之和的0.12倍量的质量浓度为3％的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为3-4mm的颗粒；
(2)将所得颗粒置于102℃温度下干燥4h后，放入电阻炉中，先以2℃/min的速度升温至550℃并保温2h，接着以4℃/min的速度升温至900℃，然后继续以6℃/min的速度升温至1000℃并保温30min，随炉冷却得到多孔材料；
(3)将多孔材料浸泡在含有纳米二氧化钛1.4wt.％、氟锆酸铵0.65wt.％、醋酸钠7wt.％、柠檬酸三甲酯9wt.％的混合水溶液中，以功率为200W、频率为28kHz的超声波处理8min，过滤，用清水冲洗两三遍，得到活化多孔材料；
(4)将高岭土、小麦杆分别粉碎至150目，混合，加入其质量之和的3-4倍量的水混合搅拌均匀，得到混合浆体；
(5)将活化多孔材料浸泡在混合浆体中，以功率为330W的微波处理至干燥，得到所述的城乡污染河流治理用污水处理剂。
实施例3
本发明实施例中，一种城乡污染河流治理用污水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土15份、高岭土6.5份、小麦杆13份。
所述的城乡污染河流治理用污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝矾土粉碎至250目后，与其质量的1.7倍量的粒径为0.1-0.5mm的聚丙烯球混合，加入其质量之和的0.11倍量的质量浓度为3％的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为3-4mm的颗粒；
(2)将所得颗粒置于100℃温度下干燥4h后，放入电阻炉中，先以1℃/min的速度升温至550℃并保温2h，接着以3.5℃/min的速度升温至900℃，然后继续以5.5℃/min的速度升温至995℃并保温30min，随炉冷却得到多孔材料；
(3)将多孔材料浸泡在含有纳米二氧化钛1.3wt.％、氟锆酸铵0.56wt.％、醋酸钠6wt.％、柠檬酸三甲酯8wt.％的混合水溶液中，以功率为190W、频率为28kHz的超声波处理10min，过滤，用清水冲洗两三遍，得到活化多孔材料；
(4)将高岭土、小麦杆分别粉碎至150目，混合，加入其质量之和的3.5倍量的水混合搅拌均匀，得到混合浆体；
(5)将活化多孔材料浸泡在混合浆体中，以功率为325W的微波处理至干燥，得到所述的城乡污染河流治理用污水处理剂。
实施例4
本发明实施例中，一种城乡污染河流治理用污水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土17份、高岭土5.5份、小麦杆11份。
所述的城乡污染河流治理用污水处理剂的制备方法，与实施例3相同。
实施例5
本发明实施例中，一种城乡污染河流治理用污水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土16份、高岭土6份、小麦杆12份。
所述的城乡污染河流治理用污水处理剂的制备方法，与实施例3相同。
对比例1
在实施例5的基础上，以高岭土取代小麦杆，其余与实施例5完全相同。
对比例2
在实施例5的基础上，以小麦杆取代高岭土，其余与实施例5完全相同。
对比例3
一种城乡污染河流治理用污水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：铝矾土16份、高岭土6份、小麦杆12份。
所述的城乡污染河流治理用污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝矾土粉碎至250目后，与其质量的1.7倍量的粒径为0.1-0.5mm的聚丙烯球混合，加入其质量之和的0.11倍量的质量浓度为3％的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为3-4mm的颗粒；
(2)将所得颗粒置于100℃温度下干燥4h后，放入电阻炉中，先以1℃/min的速度升温至550℃并保温2h，接着以3.5℃/min的速度升温至900℃，然后继续以5.5℃/min的速度升温至995℃并保温30min，随炉冷却得到多孔材料；
(3)将高岭土、小麦杆分别粉碎至150目，混合，加入其质量之和的3.5倍量的水混合搅拌均匀，得到混合浆体；
(4)将多孔材料浸泡在混合浆体中，以功率为325W的微波处理至干燥，得到所述的城乡污染河流治理用污水处理剂。
对比例4
一种城乡污染河流治理用污水处理剂，为铝矾土；其制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝矾土粉碎至250目后，与其质量的1.7倍量的粒径为0.1-0.5mm的聚丙烯球混合，加入其质量之和的0.11倍量的质量浓度为3％的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为3-4mm的颗粒；
(2)将所得颗粒置于100℃温度下干燥4h后，放入电阻炉中，先以1℃/min的速度升温至550℃并保温2h，接着以3.5℃/min的速度升温至900℃，然后继续以5.5℃/min的速度升温至995℃并保温30min，随炉冷却得到多孔材料。
以江苏省苏州市城乡结合部某一半封闭河流为对象，采用国际规定的相关方法测得水体的CODMn、氨氮、总氮含量分别为17.6mg/L、8.7mg/L、12.4mg/L，接着按照1g污水处理剂/m3水的用量，分别将实施例1-5以及对比例1-4制得的污水处理剂均匀抛洒在半封闭河流的对应一段(各污水处理剂处理的河流段之间相互不影响)，3天后重新测定水体的CODMn、氨氮、总氮含量，然后再次抛洒相同份量的污水处理剂，4天后(即第一次抛洒后7天)重新测定水体的CODMn、氨氮、总氮含量，所测得的水质参数如表1所示。
表1各例处理的河流的水质参数变化情况(mg/L)
由表1可以看出：抛洒了实施例1-5的污水处理剂的河流中的CODMn、氨氮、总氮含量变化比较平稳，第一次抛洒3天后均有一定程度的下降，第二次抛洒4天后下降非常显著，说明抛洒的污水处理剂对河流水体中的CODMn和氨氮具有显著的去除效果，且对水体总氮含量的去除有着显著的效果；对比实施例5和对比例1-2，本发明中采用质量比为1：2的高岭土和小麦杆的组合处理城乡污染河流污水的效果明显优于采用单一的高岭土或者单一的小麦杆；对比实施例5和对比例3，本发明中采用经过混合水溶液活化的铝矾土处理城乡污染河流污水的效果明显优于未经过混合水溶液活化的铝矾土；对比实施例5和对比例4，本发明采用经过混合水溶液活化的铝矾土以及质量比为1：2的高岭土和小麦杆的组合处理城乡污染河流污水的效果显著优于仅采用未经过混合水溶液活化的铝矾土这一种物质的处理效果，从而说明本发明中的铝矾土的处理工艺、质量比为1：2的高岭土和小麦杆的组分对于污水处理剂的最终效果起着关键性作用，本发明是在铝矾土的处理工艺、固定配比的高岭土和小麦杆的共同作用下才具有的显著改善城乡污染河流水体的水质的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。