本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种有机污泥调理剂、制备方法及应用。
背景技术：
有机污泥指的是以有机物为主要成分的污泥，主要特征为有机物含量高、易腐化发臭、含水率高而不易脱水等的亲水性物质，有机污泥在处理时往往会通过使用调理剂对污泥进行脱水，以便于降低污泥的处理成本。
但是在实际使用中，污泥调理剂往往只能降低污泥的含水量，而不能降低污泥中的有机物浓度，导致后续处理的成本仍然较大。
因此，发明一种有机污泥调理剂、制备方法及应用来解决上述问题很有必要。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种有机污泥调理剂、制备方法及应用，通过在原料中增加钛酸四正丁酯和二水乙酸锌，并用溶胶凝胶法进行处理，使得钛能够掺杂进氧化锌中，产生很强的氧化性，从而使得调理剂在脱水的同时能够对有机污染物进行光降解，以解决技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有机污泥调理剂，所述主料按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯0.5~4％、二水乙酸锌35~50％、粉煤灰10~30％、拜耳法赤泥3.5~6％、分析纯浓硫酸2~5％、过氧化氢0.5~2％、氢氧化钠5~12％、聚乙烯醇0.5~8％和沸石粉20~60％。
优选的，所述主料按质量百分比计，所述钛酸四正丁酯2~3％、二水乙酸锌35~45％、粉煤灰15~20％、拜耳法赤泥3.5~4.5％、浓硫酸2.5~3.5％、过氧化氢1.5~2％，氢氧化钠6~8％、聚乙烯醇1~3％、沸石粉23~40％。
优选的，所述聚乙烯醇质量浓度设置为10％，所述浓硫酸设置为分析纯。
一种有机污泥调理剂的制备方法，具体操作步骤为：
步骤一：将拜耳法赤泥风干后，研磨，过100目筛，备用；
步骤二：将步骤一所得的土样加入浓硫酸，反应完全后加入过氧化氢，震荡12小时后离心，取上清液，加入氢氧化钠，得到聚硫酸铝铁溶液，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，再放入烘箱内加热烘干去除残余水分，研磨成粉末，得到聚合硫酸铝铁粉末；
步骤三：将粉煤灰与聚合硫酸铝铁粉末共同研磨1小时，备用；
步骤四：将钛酸四正丁酯与二水乙酸锌倒入同一容器中，加入氢氧化钠溶液和聚乙烯醇，再加入步骤三中粉煤灰与聚合硫酸铝铁研磨后的混合物，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，得到溶胶；
步骤五：将溶胶放入烘箱内加热烘干去除残余水分，得到干凝胶，再将干凝胶放入马弗炉中煅烧，冷却至室温备用；
步骤六：将步骤五中所得样品加入适量水和聚乙烯醇溶液，加入沸石粉，恒温加热至沸腾并不断搅拌，溶液完全蒸发后放入烘箱内加热烘干去除残余水分，再放入马弗炉中煅烧，冷却至室温。
优选的，所述烘箱温度设置为120℃，烘干时间设置为6小时。
优选的，所述马弗炉温度设置为600℃，煅烧时间设置为2小时。
一种有机污泥调理剂的应用，该有机污泥调理剂用于有机污泥处理，具体使用方式如下：
将适量调理剂撒到有机污泥中，经太阳光灯照射90分钟后，再将污泥送入压力式脱水机中进行脱水。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、通过在原料中增加钛酸四正丁酯和二水乙酸锌，并用溶胶凝胶法进行处理，使得钛能够掺杂进氧化锌中，zno-ti材料有三种晶体结构：zn2tio4（立方尖晶结构）、zn2ti3o8（立方相结构）和zntio3（六方相结构），其中六方相结构表面具有带正电荷的电子-空穴对，有很强的氧化性，光生电子有很强的还原性可以放出大量能量，从而使得调理剂在脱水的同时能够对有机污染物进行光降解，以便于后续处理；
2、通过负载到沸石粉上，利用沸石粉具有表面积大、孔道发达、热稳定性好的架状结构的特性，使得调理剂中组分与有机污染物和水接触面积增大，进一步提高了调理剂的脱水效率和对有机污染物的降解效率。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明作进一步的详细介绍。
实施例1：
本发明提供了一种有机污泥调理剂，所述主料按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯2％、二水乙酸锌35％、粉煤灰17％、拜耳法赤泥3.5％、浓硫酸2.5％、过氧化氢1.5％，氢氧化钠6％、聚乙烯醇1％和沸石粉31.5％。
进一步的，在上述技术方案中，所述聚乙烯醇质量浓度设置为10％，所述浓硫酸设置为分析纯。
一种有机污泥调理剂的制备方法，具体操作步骤为：
步骤一：将拜耳法赤泥风干后，研磨，过100目筛，备用；
步骤二：将步骤一所得的土样加入浓硫酸，反应完全后加入过氧化氢，震荡12小时后离心，取上清液，加入氢氧化钠，得到聚硫酸铝铁溶液，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，再放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，研磨成粉末，得到聚合硫酸铝铁粉末；
步骤三：将粉煤灰与聚合硫酸铝铁粉末共同研磨1小时，备用；
步骤四：将钛酸四正丁酯与二水乙酸锌倒入同一容器中，加入氢氧化钠溶液和聚乙烯醇，再加入步骤三中粉煤灰与聚合硫酸铝铁研磨后的混合物，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，得到溶胶；
步骤五：将溶胶放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，得到干凝胶，再将干凝胶放入马弗炉中煅烧，冷却至室温备用；
步骤六：将步骤五中所得样品加入适量水和聚乙烯醇溶液，加入沸石粉，恒温加热至沸腾并不断搅拌，溶液完全蒸发后放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，再放入马弗炉中以600℃煅烧2小时，冷却至室温。
一种有机污泥调理剂的应用，该有机污泥调理剂用于有机污泥处理，具体使用方式如下：
将适量调理剂撒到有机污泥中，经太阳光灯照射90分钟后，再将污泥送入压力式脱水机中进行脱水。
本实施例中制备的有机污泥调理剂进行测试后，结果显示：有机污泥脱水率达到82.5％，有机物去除率达到89％，120分钟后有机物降解反应完全。
实施例2：
本发明提供了一种有机污泥调理剂，所述主料按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯2.5％、二水乙酸锌40％、粉煤灰17％、拜耳法赤泥3.5％、浓硫酸2.5％、过氧化氢1.5％，氢氧化钠6％、聚乙烯醇1％和沸石粉26％。
进一步的，在上述技术方案中，所述聚乙烯醇质量浓度设置为10％，所述浓硫酸设置为分析纯。
一种有机污泥调理剂的制备方法，具体操作步骤为：
步骤一：将拜耳法赤泥风干后，研磨，过100目筛，备用；
步骤二：将步骤一所得的土样加入浓硫酸，反应完全后加入过氧化氢，震荡12小时后离心，取上清液，加入氢氧化钠，得到聚硫酸铝铁溶液，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，再放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，研磨成粉末，得到聚合硫酸铝铁粉末；
步骤三：将粉煤灰与聚合硫酸铝铁粉末共同研磨1小时，备用；
步骤四：将钛酸四正丁酯与二水乙酸锌倒入同一容器中，加入氢氧化钠溶液和聚乙烯醇，再加入步骤三中粉煤灰与聚合硫酸铝铁研磨后的混合物，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，得到溶胶；
步骤五：将溶胶放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，得到干凝胶，再将干凝胶放入马弗炉中煅烧，冷却至室温备用；
步骤六：将步骤五中所得样品加入适量水和聚乙烯醇溶液，加入沸石粉，恒温加热至沸腾并不断搅拌，溶液完全蒸发后放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，再放入马弗炉中以600℃煅烧2小时，冷却至室温。
一种有机污泥调理剂的应用，该有机污泥调理剂用于有机污泥处理，具体使用方式如下：
将适量调理剂撒到有机污泥中，经太阳光灯照射90分钟后，再将污泥送入压力式脱水机中进行脱水。
本实施例中制备的有机污泥调理剂进行测试后，结果显示：有机污泥脱水率达到82.5％，有机物去除率达到89％，120分钟后有机物降解反应完全。
实施例3：
本发明提供了一种有机污泥调理剂，按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯3％、二水乙酸锌42.5％、粉煤灰17％、拜耳法赤泥3.5％、浓硫酸2.5％、过氧化氢1.5％，氢氧化钠6％、聚乙烯醇1％、沸石粉23％。
进一步的，在上述技术方案中，所述聚乙烯醇质量浓度设置为10％，所述浓硫酸设置为分析纯。
一种有机污泥调理剂的制备方法，具体操作步骤为：
步骤一：将拜耳法赤泥风干后，研磨，过100目筛，备用；
步骤二：将步骤一所得的土样加入浓硫酸，反应完全后加入过氧化氢，震荡12小时后离心，取上清液，加入氢氧化钠，得到聚硫酸铝铁溶液，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，再放入烘箱内加热烘干去除残余水分，研磨成粉末，得到聚合硫酸铝铁粉末；
步骤三：将粉煤灰与聚合硫酸铝铁粉末共同研磨1小时，备用；
步骤四：将钛酸四正丁酯与二水乙酸锌倒入同一容器中，加入氢氧化钠溶液和聚乙烯醇，再加入步骤三中粉煤灰与聚合硫酸铝铁研磨后的混合物，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，得到溶胶；
步骤五：将溶胶放入烘箱内加热烘干去除残余水分，得到干凝胶，再将干凝胶放入马弗炉中煅烧，冷却至室温备用；
步骤六：将步骤五中所得样品加入适量水和聚乙烯醇溶液，加入沸石粉，恒温加热至沸腾并不断搅拌，溶液完全蒸发后放入烘箱内加热烘干去除残余水分，再放入马弗炉中煅烧，冷却至室温。
进一步的，在上述技术方案中，所述烘箱温度设置为120℃，烘干时间设置为6小时。
进一步的，在上述技术方案中，所述马弗炉温度设置为600℃，煅烧时间设置为2小时。
一种有机污泥调理剂的应用，该有机污泥调理剂用于有机污泥处理，具体使用方式如下：
将适量调理剂撒到有机污泥中，经太阳光灯照射90分钟后，再将污泥送入压力式脱水机中进行脱水。
对比实施例1和2，本实施例中制备的有机污泥调理剂脱水率略有下降，有机物去除率与实施例2基本相同，有机物降解时间介于实施例1和2之间，进行测试后，结果显示：有机污泥脱水率达到81.9％，有机物去除率达到96.7％，100分钟后有机物降解反应完全。
实施例4：
本发明提供了一种有机污泥调理剂，所述主料按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯2.5％、二水乙酸锌40％、粉煤灰16.5％、拜耳法赤泥4.0％、浓硫酸2.5％、过氧化氢1.5％，氢氧化钠6％、聚乙烯醇1％和沸石粉26％。
进一步的，在上述技术方案中，所述聚乙烯醇质量浓度设置为10％，所述浓硫酸设置为分析纯。
一种有机污泥调理剂的制备方法，具体操作步骤为：
步骤一：将拜耳法赤泥风干后，研磨，过100目筛，备用；
步骤二：将步骤一所得的土样加入浓硫酸，反应完全后加入过氧化氢，震荡12小时后离心，取上清液，加入氢氧化钠，得到聚硫酸铝铁溶液，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，再放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，研磨成粉末，得到聚合硫酸铝铁粉末；
步骤三：将粉煤灰与聚合硫酸铝铁粉末共同研磨1小时，备用；
步骤四：将钛酸四正丁酯与二水乙酸锌倒入同一容器中，加入氢氧化钠溶液和聚乙烯醇，再加入步骤三中粉煤灰与聚合硫酸铝铁研磨后的混合物，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，得到溶胶；
步骤五：将溶胶放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，得到干凝胶，再将干凝胶放入马弗炉中煅烧，冷却至室温备用；
步骤六：将步骤五中所得样品加入适量水和聚乙烯醇溶液，加入沸石粉，恒温加热至沸腾并不断搅拌，溶液完全蒸发后放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，再放入马弗炉中以600℃煅烧2小时，冷却至室温。
一种有机污泥调理剂的应用，该有机污泥调理剂用于有机污泥处理，具体使用方式如下：
将适量调理剂撒到有机污泥中，经太阳光灯照射90分钟后，再将污泥送入压力式脱水机中进行脱水。
对比实施例1~3，本实施例中制备的有机污泥调理剂脱水率有所上升，有机物去除率与降解时间均与实施例2基本相同，进行测试后，结果显示：有机污泥脱水率达到85.2％，有机物去除率达到96.4％，90分钟后有机物降解反应完全。
实施例5：
本发明提供了一种有机污泥调理剂，所述主料按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯2.5％、二水乙酸锌40％、粉煤灰16％、拜耳法赤泥4.5％、浓硫酸2.5％、过氧化氢1.5％，氢氧化钠6％、聚乙烯醇1％和沸石粉26％。
进一步的，在上述技术方案中，所述聚乙烯醇质量浓度设置为10％，所述浓硫酸设置为分析纯。
一种有机污泥调理剂的制备方法，具体操作步骤为：
步骤一：将拜耳法赤泥风干后，研磨，过100目筛，备用；
步骤二：将步骤一所得的土样加入浓硫酸，反应完全后加入过氧化氢，震荡12小时后离心，取上清液，加入氢氧化钠，得到聚硫酸铝铁溶液，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，再放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，研磨成粉末，得到聚合硫酸铝铁粉末；
步骤三：将粉煤灰与聚合硫酸铝铁粉末共同研磨1小时，备用；
步骤四：将钛酸四正丁酯与二水乙酸锌倒入同一容器中，加入氢氧化钠溶液和聚乙烯醇，再加入步骤三中粉煤灰与聚合硫酸铝铁研磨后的混合物，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，得到溶胶；
步骤五：将溶胶放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，得到干凝胶，再将干凝胶放入马弗炉中煅烧，冷却至室温备用；
步骤六：将步骤五中所得样品加入适量水和聚乙烯醇溶液，加入沸石粉，恒温加热至沸腾并不断搅拌，溶液完全蒸发后放入烘箱内以120℃加热烘干6小时去除残余水分，再放入马弗炉中以600℃煅烧2小时，冷却至室温。
一种有机污泥调理剂的应用，该有机污泥调理剂用于有机污泥处理，具体使用方式如下：
将适量调理剂撒到有机污泥中，经太阳光灯照射90分钟后，再将污泥送入压力式脱水机中进行脱水。
对比实施例1~4，本实施例中制备的有机污泥调理剂脱水率基本与实施例4相同，有机物去除率与降解时间均与实施例2基本相同，进行测试后，结果显示：有机污泥脱水率达到85.4％，有机物去除率达到96.8％，90分钟后有机物降解反应完全。
根据实施例1-3得出下表：
由上表可知，实施例5中原材料比例适中，脱水率达到最高，有机物去除率较高并且降解反应完全时间最短，此时氧化锌中钛掺杂量达到饱和，氧化锌达到最强，对污染物降解能力达到最大，且调理剂负载到沸石粉达到饱和，调理剂与污染物接触面积最大，最大程度加强了调理剂的脱水效率和对有机污染物的降解效率。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述主料按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯0.5~4％、二水乙酸锌35~50％、粉煤灰10~30％、拜耳法赤泥3.5~6％、分析纯浓硫酸2~5％、过氧化氢0.5~2％、氢氧化钠5~12％、聚乙烯醇0.5~8％和沸石粉20~60％。
2.根据权利要求1所述的一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述主料按质量百分比计，所述钛酸四正丁酯2~3％、二水乙酸锌35~45％、粉煤灰15~20％、拜耳法赤泥3.5~4.5％、浓硫酸2.5~3.5％、过氧化氢1.5~2％，氢氧化钠6~8％、聚乙烯醇1~3％和沸石粉23~40％。
3.根据权利要求1所述的一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述聚乙烯醇质量浓度设置为10％，所述浓硫酸设置为分析纯。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种有机污泥调理剂的制备方法，其特征在于：具体操作步骤为：
步骤一：将拜耳法赤泥风干后，研磨，过100目筛，备用；
步骤二：将步骤一所得的土样加入浓硫酸，反应完全后加入过氧化氢，震荡12小时后离心，取上清液，加入氢氧化钠，得到聚硫酸铝铁溶液，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，再放入烘箱内加热烘干去除残余水分，研磨成粉末，得到聚合硫酸铝铁粉末；
步骤三：将粉煤灰与聚合硫酸铝铁粉末共同研磨1小时，备用；
步骤四：将钛酸四正丁酯与二水乙酸锌倒入同一容器中，加入氢氧化钠溶液和聚乙烯醇，再加入步骤三中粉煤灰与聚合硫酸铝铁研磨后的混合物，恒温加热至沸腾并不断搅拌，直至溶液完全蒸发，得到溶胶；
步骤五：将溶胶放入烘箱内加热烘干去除残余水分，得到干凝胶，再将干凝胶放入马弗炉中煅烧，冷却至室温备用；
步骤六：将步骤五中所得样品加入适量水和聚乙烯醇溶液，加入沸石粉，恒温加热至沸腾并不断搅拌，溶液完全蒸发后放入烘箱内加热烘干去除残余水分，再放入马弗炉中煅烧，冷却至室温。
5.根据权利要求4所述的一种有机污泥调理剂的制备方法，其特征在于：所述烘箱温度设置为120℃，烘干时间设置为6小时。
6.根据权利要求4所述的一种有机污泥调理剂的制备方法，其特征在于：所述马弗炉温度设置为600℃，煅烧时间设置为2小时。
7.一种有机污泥调理剂的应用，其特征在于：该有机污泥调理剂用于有机污泥处理，具体使用方式如下：
将适量调理剂撒到有机污泥中，经太阳光灯照射90分钟后，再将污泥送入压力式脱水机中进行脱水。
技术总结
本发明公开了一种有机污泥调理剂，主料包括按质量百分比计包括：钛酸四正丁酯0.5~4％、二水乙酸锌35~50％、粉煤灰10~30％、拜耳法赤泥3.5~6％、分析纯浓硫酸2~5％、过氧化氢0.5~2％、氢氧化钠5~12％、聚乙烯醇0.5~8％和沸石粉20~60％。本发明通过在原料中增加钛酸四正丁酯和二水乙酸锌，并用溶胶凝胶法进行处理，使得钛能够掺杂进氧化锌中，ZnO‑Ti材料有三种晶体结构：Zn2TiO4（立方尖晶结构）、Zn2Ti3O8（立方相结构）和ZnTiO3（六方相结构），其中六方相结构表面具有带正电荷的电子‑空穴对，有很强的氧化性，光生电子有很强的还原性可以放出大量能量，从而使得调理剂在脱水的同时能够对有机污染物进行光降解，以便于后续处理。
技术开发人、权利持有人：袁霄;赵黄浦;周维啸;李璐;顾晨晨
