一种高效脱氮的污水处理剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及污水处理剂技术领域，具体为一种高效脱氮的污水处理剂及其制备方法。


背景技术：

2.氮和磷是生物的重要营养源，如果任由含有较高浓度的氮、磷污水排入天然水体，造成氮、磷含量急剧增加，水体中蓝藻、绿藻大量繁殖，水体缺氧并产生毒素，使水质恶化，对水生生物和人体健康产生很大的危害。为了有效去除污水中的氮和磷，常见的除氮方法主要有氨汽提、离子交换法等物理化学法，以及利用参与脱氮作用的微生物的生物法。目前，一般都是采用了将污水收集后通过管道输送到污水处理厂(站)后，采用较为经济的活性污泥法进行生物脱氮技术，国内基本都采取以生物反硝化为核心的工艺例如：a/o、a2/o、sbr、cass等工艺等。污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。
3.生物脱氮工艺在进行反硝化反应过程中，对于补充性有机物碳源，一般都使用葡萄糖、淀粉、乙酸钠、甲醇以及其他复合型碳源。但以上传统碳源，分别有着不同的弊端。其中：甲醇、乙酸和乙醇均为易降解物质，本身不含有营养物质(如氮、磷)，分解后不留任何难于降解的中间产物，但在实际运用中由于易燃易爆并未广泛推广。淀粉类，为高分子的糖类物质，需水解并转化成乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸等最易降解的有机物才能被利用，水解时间长，且在水中的溶解性差，不易完全溶于水，污泥产生量也会增加。葡萄糖消耗量较大，反硝化率受水质影响偏大，易发生亚硝酸盐积累，污泥产生量也大。乙酸钠作为碳源时，乙酸钠为低分子有机酸盐，性质稳定，容易被微生物利用。但实际使用时价格较高、其液体含量较低、溶解度低、易堵塞投加管道等原因，造成管理和投加成本较大。
4.同时，现有所公开的污水处理剂对于重金属离子的去除效果较差，且后续分离难度高，使用较为不便，因此基于该情况，我们公开了一种高效脱氮的污水处理剂及其制备方法，以解决该技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高效脱氮的污水处理剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.一种高效脱氮的污水处理剂，所述污水处理剂包括营养液、复合微生物菌剂和外加碳源，各组分含量为：以体积比计，营养液3-5％、复合微生物菌剂10-30％，其余为外加碳源。
8.通过现有研究可知，在脱氮过程本质上还是微生物的代谢过程，外加碳源的选择固然会影响其脱氮速度，但保证微生物的良好生长，该控制方案的研究才是我们关注的重点。
9.在本方案中，从生活中废弃的茶枝柑果肉以及不具备食用条件的水果等进行压榨发酵，再对发酵液进行提取和筛选，以得到营养液，通过对该营养液进行测定发现，营养液中富含单糖、双糖、寡糖等水溶性糖类以及纤维素、半纤维素、淀粉、水溶果胶素等有利于微生物繁殖的多糖类碳源物质，此外其还富含多种膳食纤维、有机酸，蛋白质，维生素及矿物质等益于微生物良性繁殖营养素，该营养液可促进各类微生物细菌的酶促反应，能够提高反硝化细菌的活性，而且发酵物中的黏性物质增加了菌胶团的吸附性，黏液中含有抗生素类物质本身具有的杀菌能力，也对水中大肠杆菌和其他丝状菌及病毒等有抑制作用。因此在污水处理过程中投加该营养液，不仅能够保证复合微生物菌剂的良好优势，从而保证脱氮效率，同时还能够使整个污水系统保持菌的最佳活性，从而提高了污水处理系统的处理效果。
10.实际操作时，营养液还可以与无机盐复配，常规无机盐选择为磷盐、钾盐、钠盐、氯化物中的其中一种或多种组分制成的化合物。无机盐的主要功能有参与细胞结构物质组成、能量转移、调节酶活性以及维持细胞渗透压的平衡。
11.较优化的方案，其中一个实施例方案为：各组分含量为：以体积比计，营养液5％、复合微生物菌剂30％，其余为外加碳源。
12.较优化的方案，其中一个实施例方案为：各组分含量为：以体积比计，营养液5％、复合微生物菌剂20％，其余为外加碳源。
13.较优化的方案，所述复合微生物菌剂主要由复合微生物、糖蜜和载体组成，所述复合微生物包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和放线菌，其中各菌种含量为：以质量百分比计，12-15％酵母菌、3-5％芽孢杆菌、2-5％放线菌，其余为乳酸菌。
14.较优化的方案，所述载体为多孔沸石或磁性氧化石墨烯。
15.较优化的方案，所述营养液主要通过废弃水果压榨发酵后提取得到。
16.较优化的方案，一种高效脱氮的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
17.s1：取复合微生物和去离子水，混合均匀，加入糖蜜和载体，搅拌混合20-30min，再置于35-40℃，氧气供应量为1l/min条件下，培养3-4天，得到复合微生物菌剂；
18.s2：取废弃果蔬，破碎得到果蔬浆液，将果蔬浆液置于49-51℃水浴环境下，加入果胶酶进行酶解，酶解时间为110-120min，巴氏杀菌后加入激活后的酵母菌，静置发酵，得到营养液；所述果胶酶用量为1.6-1.8ml/kg。酵母菌的用量为体系总质量的1-3wt％。
19.s3：取复合微生物菌剂、外加碳源和营养液混合复配，得到所述污水处理剂。
20.较优化的方案，所述复合微生物用量为去离子水的10-12wt％；所述糖蜜用量为去离子水的10-12wt％；所述载体用量为离子水的0.1-0.2wt％。
21.较优化的方案，所述载体为多孔沸石或磁性氧化石墨烯，其中磁性氧化石墨烯的制备方法为：
22.(1)取四氧化三铁粒子和甲苯，超声分散，加入巯基丙基三甲氧基硅烷，25～30℃下搅拌20～30min，再在90～95℃下反应10～12h，反应后收集产物，洗涤干燥，得到巯基化磁性粒子；
23.(2)取胺化试剂和甲醇混合，氮气环境下搅拌10～15min，加入丙烯酸甲酯、甲醇混合液，25～30℃下搅拌反应4～6h，再加入丙烯酸丙炔酯，继续反应3～4h，减压蒸除甲醇，真空条件下60～65℃反应50～60min，升温至100～105℃，保温反应2～3h，接着升温至130～140℃，继续反应2～3h，得到含有炔基的氨基超支化聚合物；
24.(3)取巯基化石墨烯和四氢呋喃，超声分散，加入含有炔基的氨基超支化聚合物和光引发剂，紫外光下反应20～30min，再加入巯基化磁性粒子，紫外光下反应1～2h，磁选分离产物，洗涤干燥，得到成品。
25.较优化的方案，步骤(2)中，所述胺化试剂为二乙烯三胺和三乙烯四胺混合，所述二乙烯三胺和三乙烯四胺的摩尔比为1：1；
26.步骤(3)中，所述巯基化石墨烯、含有炔基的氨基超支化聚合物、巯基化磁性粒子的质量比为1：5：3。
27.较优化的方案，步骤(2)中，所述丙烯酸甲酯、丙烯酸丙炔酯、胺化试剂的摩尔比为1：2：1。
28.较优化的方案，步骤(2)中，所述胺化试剂为二乙烯三胺和三乙烯四胺混合，所述二乙烯三胺和三乙烯四胺的摩尔比为1：1。
29.较优化的方案，步骤(3)中，所述巯基化石墨烯、含有炔基的氨基超支化聚合物、巯基化磁性粒子的质量比为1：5：3。
30.较优化的方案，步骤(3)中，巯基化石墨烯的制备步骤为：取氧化石墨烯和去离子水，200～300w功率下超声分散40～50min，再转移至60～65℃水浴下，加入浓硫酸和硫代乙酸醇，保温反应4～5h，反应结束后冷却，抽滤收集产物，去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到巯基化石墨烯。
31.较优化的方案，步骤(1)中，四氧化三铁粒子的制备步骤为：取六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁和去离子水混合，氮气环境下搅拌20～30min，加热升温至75～80℃，加入氨水，控制体系ph为9～10，搅拌反应10～15min，再加入柠檬酸，继续反应4～5h，反应结束后收集产物，洗涤干燥，得到四氧化三铁粒子。
32.较优化的方案，所述六水合三氯化铁和七水合硫酸亚铁的摩尔比为1.8～2；所述柠檬酸用量为六水合三氯化铁摩尔量的0.16～0.18％。
33.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
34.本技术公开了一种高效脱氮的污水处理剂的制备方法，方案将营养液与复合微生物复配，该营养液能够提高反硝化细菌的活性，促成在短时间内反硝化菌的优势地位，进而在细胞体内进行反硝化时作为电子供体，nox-n为电子受体，减少和避免了受到某些途径中关键酶的影响，减少了碳源用于其它代谢途径的损耗，规避了碳源被其它微生物利用、繁殖，提高效率的同时，基本杜绝了污泥浓度快速积累。
35.同时，通过微生物菌群的复配，形成dha-p(二羟基丙酮磷酸)，dha-p是脱氮的关键物质，相比其它碳源，缩短了这些物质转化成dha-p的代谢时间，间接的提高了生化系统脱氮的效率有效提高了单位时间内反硝化能力，更有利于提高系统对超负荷、超标污水的应对能力，有利保障水质安全。复配的微生物，能够通过在污水处理厂运行的好氧条件下激活好氧微生物来去除由有机物的厌氧发酵产物引起的气味。
36.实际研发过程中，为便于后续分离该污水处理剂，本技术对复合微生物菌剂的载
体进行进一步改进，利用磁性氧化石墨烯作为微生物负载载体，方案制备时以氧化石墨烯作为基体，并在其表面接枝含有炔基的氨基超支化聚合物，该超支化聚合物中含有端氨基，超支化端氨基结构的引入也能够为污水处理剂表面提供大量的吸附位点，端氨基的引入不仅能够提高污水处理剂对于污水中的硝酸根的吸附能力，从而有效补充和解决反硝化碳源消耗的基本功能后，进一步巩固和提高除氮效率，同时还能够对于污水中的重金属离子进行有效吸附并去除。
37.本发明公开了一种高效脱氮的污水处理剂及其制备方法，工艺设计合理，各组分配比适宜，制备得到的污水处理剂不仅具有优异的脱氮效果，其还能够有效吸附重金属离子，后续利用磁性分离，实用性较高。
具体实施方式
38.下面将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。
39.本实施例中，氧化石墨烯通过hummers法制备，具体步骤为：取石墨粉和高锰酸钾，所述石墨烯和高锰酸钾的质量比为1：6，加入浓硫酸和磷酸混合溶液(浓硫酸和磷酸体积比为9：1)，水浴加热至50℃，反应12h，冷却后收集产物，洗涤干燥，得到氧化石墨烯；所述石墨粉、混合溶液的用量为3g：400ml。
40.本实施例中，六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁、氨水、柠檬酸均购自国药集团化学试剂有限公司；巯基丙基三甲氧基硅烷购自阿法埃莎公司；硫代乙酸醇购自阿拉丁试剂。本实施例中，废弃果蔬为苹果。
41.实施例1：
42.一种高效脱氮的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
43.s1：取复合微生物和去离子水，混合均匀，加入糖蜜和载体，搅拌混合20min，再置于35℃，氧气供应量为1l/min条件下，培养4天，得到复合微生物菌剂；所述复合微生物包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和放线菌，各菌种含量为：以质量百分比计，15％酵母菌、3％芽孢杆菌、2％放线菌，80％乳酸菌。所述载体为多孔沸石。所述复合微生物用量为去离子水的10wt％；所述糖蜜用量为去离子水的10wt％；所述载体用量为离子水的0.1wt％。
44.s2：取废弃果蔬，破碎得到果蔬浆液，将果蔬浆液置于50℃水浴环境下，加入果胶酶进行酶解，酶解时间为120min，巴氏杀菌后加入激活后的酵母菌，静置发酵，得到营养液；所述果胶酶用量为1.8ml/kg。酵母菌的用量为体系总质量的3wt％。
45.s3：取复合微生物菌剂、外加碳源和营养液混合复配，得到所述污水处理剂。以体积比计，营养液5％、复合微生物菌剂30％，其余为外加碳源。
46.实施例2：
47.一种高效脱氮的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
48.s1：取复合微生物和去离子水，混合均匀，加入糖蜜和载体，搅拌混合25min，再置于40℃，氧气供应量为1l/min条件下，培养3天，得到复合微生物菌剂；所述复合微生物包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和放线菌，各菌种含量为：以质量百分比计，15％酵母菌、3％芽孢
杆菌、2％放线菌，80％乳酸菌。所述载体为多孔沸石。所述复合微生物用量为去离子水的10wt％；所述糖蜜用量为去离子水的10wt％；所述载体用量为离子水的0.1wt％。
49.s2：取废弃果蔬，破碎得到果蔬浆液，将果蔬浆液置于50℃水浴环境下，加入果胶酶进行酶解，酶解时间为120min，巴氏杀菌后加入激活后的酵母菌，静置发酵，得到营养液；所述果胶酶用量为1.8ml/kg。酵母菌的用量为体系总质量的3wt％。
50.s3：取复合微生物菌剂、外加碳源和营养液混合复配，得到所述污水处理剂。以体积比计，营养液3％、复合微生物菌剂20％，其余为外加碳源。
51.实施例3：
52.一种高效脱氮的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
53.s1：取复合微生物和去离子水，混合均匀，加入糖蜜和载体，搅拌混合30min，再置于40℃，氧气供应量为1l/min条件下，培养3天，得到复合微生物菌剂；所述复合微生物包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和放线菌，各菌种含量为：以质量百分比计，15％酵母菌、3％芽孢杆菌、2％放线菌，80％乳酸菌。所述载体为多孔沸石。所述复合微生物用量为去离子水的10wt％；所述糖蜜用量为去离子水的10wt％；所述载体用量为离子水的0.1wt％。
54.s2：取废弃果蔬，破碎得到果蔬浆液，将果蔬浆液置于50℃水浴环境下，加入果胶酶进行酶解，酶解时间为120min，巴氏杀菌后加入激活后的酵母菌，静置发酵，得到营养液；所述果胶酶用量为1.8ml/kg。酵母菌的用量为体系总质量的3wt％。
55.s3：取复合微生物菌剂、外加碳源和营养液混合复配，得到所述污水处理剂。以体积比计，营养液5％、复合微生物菌剂20％，其余为外加碳源。
56.实施例4：按照实施例1公开的方法，调整污水处理剂的配比，其具体配比为：以体积比计，营养液5％、复合微生物菌剂11.5％，其余为外加碳源。
57.实施例5：按照实施例1公开的方法，调整污水处理剂的配比，其具体配比为：以体积比计，营养液3％、复合微生物菌剂11.5％，其余为外加碳源。
58.实施例6：按照实施例1公开的方法，将复合微生物菌剂的载体替换为磁性氧化石墨烯。
59.一种高效脱氮的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
60.s1：取复合微生物和去离子水，混合均匀，加入糖蜜和载体，搅拌混合20min，再置于35℃，氧气供应量为1l/min条件下，培养4天，得到复合微生物菌剂；所述复合微生物包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和放线菌，各菌种含量为：以质量百分比计，15％酵母菌、3％芽孢杆菌、2％放线菌，80％乳酸菌。所述复合微生物用量为去离子水的10wt％；所述糖蜜用量为去离子水的10wt％；所述载体用量为离子水的0.1wt％。
61.s2：取废弃果蔬，破碎得到果蔬浆液，将果蔬浆液置于50℃水浴环境下，加入果胶酶进行酶解，酶解时间为120min，巴氏杀菌后加入激活后的酵母菌，静置发酵，得到营养液；所述果胶酶用量为1.8ml/kg。酵母菌的用量为体系总质量的3wt％。
62.s3：取复合微生物菌剂、外加碳源和营养液混合复配，得到所述污水处理剂。以体积比计，营养液5％、复合微生物菌剂30％，其余为外加碳源。
63.其中s1中载体为磁性氧化石墨烯，其中磁性氧化石墨烯的制备步骤为：
64.(1)取六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁和去离子水混合，氮气环境下搅拌25min，加热升温至78℃，加入氨水，控制体系ph为9，搅拌反应15min，再加入柠檬酸，继续反应
4.5h，反应结束后收集产物，洗涤干燥，得到四氧化三铁粒子。所述六水合三氯化铁和七水合硫酸亚铁的摩尔比为1.8；所述柠檬酸用量为六水合三氯化铁摩尔量的0.16％。
65.取四氧化三铁粒子和甲苯，超声分散30min，加入巯基丙基三甲氧基硅烷，30℃下搅拌20min，再在95℃下反应10h，反应后收集产物，洗涤干燥，得到巯基化磁性粒子；所述四氧化三铁粒子和巯基丙基三甲氧基硅烷的用量为1g：2ml。
66.(2)取胺化试剂和甲醇混合，氮气环境下搅拌15min，加入丙烯酸甲酯、甲醇混合液，30℃下搅拌反应4h，再加入丙烯酸丙炔酯，继续反应4h，减压蒸除甲醇，真空条件下65℃反应50min，升温至105℃，保温反应2h，再升温至140℃，继续反应2h，得到含有炔基的氨基超支化聚合物；所述丙烯酸甲酯、丙烯酸丙炔酯、胺化试剂的摩尔比为1：2：1。所述胺化试剂为二乙烯三胺和三乙烯四胺混合，所述二乙烯三胺和三乙烯四胺的摩尔比为1：1。
67.(3)取氧化石墨烯和去离子水，200w功率下超声分散50min，再转移至5℃水浴下，加入浓硫酸和硫代乙酸醇，保温反应4h，反应结束后冷却，抽滤收集产物，去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到巯基化石墨烯。所述氧化石墨烯、浓硫酸和硫代乙酸醇的用量为1g：5ml：20ml。
68.取巯基化石墨烯和四氢呋喃，超声分散30min，加入含有炔基的氨基超支化聚合物和光引发剂，紫外光下反应30min，紫外光波长为365nm，再加入巯基化磁性粒子，紫外光下反应2h，磁选分离产物，洗涤干燥，得到成品。所述巯基化石墨烯、含有炔基的氨基超支化聚合物、巯基化磁性粒子的质量比为1：5：3。所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，所述光引发剂的用量为含有炔基的氨基超支化聚合物的2wt％。
69.对比例1：对比例1污水处理时仅添加外加碳源，不添加营养液、复合微生物菌剂，该外加碳源为市场采购的复合碳源。
70.对比例2：对比例2污水处理时仅添加外加碳源，不添加营养液、复合微生物菌剂，该外加碳源为10％质量分数的乙酸钠溶液。
71.对比例3：对比例3在实施例3的基础上进行对照，对比例1中并未引入巯基化氧化石墨烯，其余步骤保持不变。
72.对比例4：对比例3在实施例3的基础上进行对照，对比例4采用常规工艺负载四氧化三铁。
73.其中磁性氧化石墨烯的制备步骤为：
74.(1)取氧化石墨烯和去离子水，200w功率下超声分散50min，此时分散液浓度为2mg/ml，加入六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁，氮气环境下搅拌25min，加热升温至78℃，加入氨水，控制体系ph为9，搅拌反应15min，再加入柠檬酸，继续反应4.5h，反应结束后收集产物，洗涤干燥，得到磁性氧化石墨烯。所述六水合三氯化铁和七水合硫酸亚铁的摩尔比为1.8；所述柠檬酸用量为六水合三氯化铁摩尔量的0.16％，所述氧化石墨烯与六水合三氯化铁的质量比为1：10。
75.(2)取胺化试剂和甲醇混合，氮气环境下搅拌15min，加入丙烯酸甲酯、甲醇混合液，30℃下搅拌反应4h，再加入丙烯酸丙炔酯，继续反应4h，减压蒸除甲醇，真空条件下65℃反应50min，升温至105℃，保温反应2h，再升温至140℃，继续反应2h，得到含有炔基的氨基超支化聚合物；所述丙烯酸甲酯、丙烯酸丙炔酯、胺化试剂的摩尔比为1：2：1。所述胺化试剂为二乙烯三胺和三乙烯四胺混合，所述二乙烯三胺和三乙烯四胺的摩尔比为1：1。
76.(3)取磁性氧化石墨烯和去离子水，200w功率下超声分散50min，再转移至5℃水浴下，加入浓硫酸和硫代乙酸醇，保温反应4h，反应结束后冷却，抽滤收集产物，去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到巯基化石墨烯。所述磁性氧化石墨烯、浓硫酸和硫代乙酸醇的用量为1g：5ml：20ml。
77.取巯基化石墨烯和四氢呋喃，超声分散30min，加入含有炔基的氨基超支化聚合物和光引发剂，紫外光下反应2h，紫外光波长为365nm，磁选分离产物，洗涤干燥，得到成品。所述巯基化石墨烯、含有炔基的氨基超支化聚合物的质量比为1：5。所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，所述光引发剂的用量为含有炔基的氨基超支化聚合物的2wt％。
78.对比例5：对比例5在对比例4的基础上进行对照，对比例5采用常规工艺负载四氧化三铁。
79.其中磁性氧化石墨烯的制备步骤为：
80.(1)取氧化石墨烯和去离子水，200w功率下超声分散50min，此时分散液浓度为2mg/ml，加入六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁，氮气环境下搅拌25min，加热升温至78℃，加入氨水，控制体系ph为9，搅拌反应15min，再加入柠檬酸，继续反应4.5h，反应结束后收集产物，洗涤干燥，得到磁性氧化石墨烯。所述六水合三氯化铁和七水合硫酸亚铁的摩尔比为1.8；所述柠檬酸用量为六水合三氯化铁摩尔量的0.16％，所述氧化石墨烯与六水合三氯化铁的质量比为1：10。
81.(2)取胺化试剂和甲醇混合，氮气环境下搅拌15min，加入丙烯酸甲酯、甲醇混合液，30℃下搅拌反应6h，减压蒸除甲醇，真空条件下65℃反应50min，升温至105℃，保温反应2h，再升温至140℃，继续反应2h，得到氨基超支化聚合物；所述丙烯酸甲酯、胺化试剂的摩尔比为1：1。所述胺化试剂为二乙烯三胺和三乙烯四胺混合，所述二乙烯三胺和三乙烯四胺的摩尔比为1：1。
82.(3)取磁性氧化石墨烯和去离子水，200w功率下超声分散50min，再转移至5℃水浴下，加入浓硫酸和硫代乙酸醇，保温反应4h，反应结束后冷却，抽滤收集产物，去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到巯基化石墨烯。所述磁性氧化石墨烯、浓硫酸和硫代乙酸醇的用量为1g：5ml：20ml。
83.取巯基化石墨烯和四氢呋喃，超声分散30min，加入氨基超支化聚合物，混合搅拌2h，磁选分离产物，洗涤干燥，得到成品。所述巯基化石墨烯、氨基超支化聚合物的质量比为1：5。
84.检测实验：
85.1、从某一污水处理厂内取足量进厌氧池水与池内污泥，使用上述的实施例1公开的污水处理剂进行污水处理，连续三天、多批次进行了静态对比实验，对照组为对比例1，具体数据如下：
86.[0087][0088]
结论：由上表可知，在污水处理剂投药量相同的情况下，仅用36.33％的cod当量就实现了复合碳源(对比例1)所能达到的极限，甚至反硝化脱氮反应速率和去除率都要优于复合碳源。也充分证明了通过添加营养剂、复配专项菌剂后使反硝化速率提高至少15％以上。
[0089]
2、在某一污水站取足量的反硝化池进水，在5个装置中分别加入配制好的500ml混合液(原水与池中的污泥)，投加不同剂量、不同碳源后，持续搅拌3小时后分别测定tn和cod指标。
[0090]
其中测试组1：投加实施例2公开的污水处理剂，投加量分别为20ml、30ml和50ml。
[0091]
测试组2：投加实施例3公开的污水处理剂，投加量分别为20ml、30ml和50ml。
[0092]
测试组3：投加实施例4公开的污水处理剂，投加量分别为20ml、30ml和50ml。
[0093]
测试组4：投加实施例5公开的污水处理剂，投加量分别为20ml、30ml和50ml。
[0094]
测试组5：投加对比例2公开的污水处理剂，投加量分别为280ml、120ml和200ml。
[0095][0096]
结论：由上表数据可知，随着加药量的增加，去除率均有明显增加，说明微生物活性良好；同时，在相似cod当量条件下，本发明公开的污水处理剂均能促进反硝化反应均能顺利进行；在投加20ml污水处理剂处理后基本已达到城镇污水处理厂污染物排放标准(gb18918-2002)中的一级a标准以下，但测试组5中tn结果在投加到200ml的条件下仅达到16.25mg/l，效果明显差于本技术。
[0097]
3、取实施例6、对比例3-5公开的污水处理剂，进行重金属吸附实验：测试时取0.1g污水处理剂，置于100ml、500mg/l的镍溶液中，ph为5，置于以300r/min转速的转台上，室温下进行吸附反应，吸附时间为4h，结束后测定并计算吸附量。
[0098]
取污水处理剂，浸没至去离子水中，500w功率下超声振荡20h，磁选分离，称量并记录，再与测试前的质量相比，计算质量保留率。具体检测数据如下表所示：
[0099]
项目实施例6对比例3对比例4对比例5镍离子吸附量151.4138.2147.3129.1质量保留率96.8％97.5％74.6％65.2％
[0100]
结论：本方案中利用胺化试剂、丙烯酸甲酯、丙烯酸丙炔酯聚合反应，以得到含有炔基的氨基超支化聚合物，制备过程中利用丙烯酸丙炔酯参与聚合，以引入炔基，其原因在于：现有污水处理剂在污水处理后分离较为困难，无法二次回收利用，因此较为常用的方法是引入四氧化三铁赋予磁性，后续在分离过程中通过外磁场进行分离，但是现有一般是将四氧化三铁与氧化石墨烯共混，利用氧化石墨烯的层级结构进行负载，或在氧化石墨烯表面水热生成，但通过上述方法得到的污水处理剂的磁性寿命较短，且在污水处理过程中四氧化三铁易脱落，导致后续分离不彻底，基于该问题，本技术通过巯基丙基三甲氧基硅烷对四氧化三铁粒子进行表面修饰，以得到巯基化磁性粒子，再利用含有炔基的氨基超支化聚合物作为桥梁，通过巯基、炔基点击反应，将磁性四氧化三铁负载至巯基化石墨烯表面，且使其能够长效保持磁性，从而实现有效分离。
[0101]
同时，在该过程中，本技术利用硫代乙酸醇与氧化石墨烯发生酯化反应，从而在氧化石墨烯表面引入巯基，一方面，巯基对于重金属离子具有较优异的吸附能力，巯基的引入能够提高污水处理剂的金属离子吸附效果，另一方案，利用氧化石墨烯表面巯基以实现磁性负载，保证污水处理剂的分离效果。
[0102]
本发明公开了一种高效脱氮的污水处理剂及其制备方法，工艺设计合理，各组分配比适宜，制备得到的污水处理剂不仅具有优异的脱氮效果，可以确保和促进碳源优先用以反硝化过程，并在复配菌剂的作用下达到污泥减量的效果；同时，针对重金属去除需求的应用场景上，通过载体的调整和应用，将药剂投加点前置后，解决和实现吸附重金属离子的效能，后续利用磁性分离，实用性较高。
[0103]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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。