本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种氨氮去除剂及其制备方法和应用。
背景技术：
日益频繁的人类活动加剧了全球的环境问题，以城市污水、工业废水为主的水污染问题显得更加突出。随着人们生活水平的逐渐改善，污废水中的含氮化合物浓度不断升高，尤其是氨氮含量的增高，加剧了水体富营养化，引起“水华”和“赤潮”的发生，严重破坏了水生态环境，对鱼类及其他水生生物产生毒害作用。水体中的氨氮包括游离氨（nh3）和铵根离子（nh4 ）两种，其中nh4 的存在，加大了城市给水厂的处理成本。因此，去除水体中的氨氮对保护水体环境以及提高饮用水安全都十分必要。氨氮废水来源广泛，主要集中于化工、食品加工、制药、养殖以及垃圾填埋场等领域。目前，氨氮废水的处理方法很多，以吸附法、离子交换法、吹脱法为主的物化方法和以活性污泥法、生物膜法、厌氧氨氧化法为主的生化方法较为成熟。但是常见的物理、化学、生物等水处理技术都存在一些问题，由于城市水厂规模的不断扩大，需要一种更为高效的技术对水中的氨氮进行处理。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种除氨氮效率高、除氨氮速度快、除氨氮时反应条件宽松且效果稳定的氨氮去除剂及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种氨氮去除剂，主要由以下质量分数的组分组成：
三氯异氰尿酸60%～80％，
铈盐0.1%～1％，
硅藻土18%～38％，
硫酸钙1%～2％。
上述的氨氮去除剂，优选的，所述铈盐为硫酸铈、氯化铈和硫酸亚铈中的一种或多种。
上述的氨氮去除剂，优选的，所述三氯异氰尿酸为67%～70％，所述铈盐为0.1%～1％，所述硅藻土为28%～30％，所述硫酸钙为1%～2％。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的氨氮去除剂的制备方法，按照比例将三氯异氰尿酸、铈盐、硅藻土和硫酸钙进行混合，得到氨氮去除剂。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的氨氮去除剂或者上述的制备方法制得的氨氮去除剂在污水处理中的应用。
上述的应用，优选的，所述应用包括以下过程：将所述氨氮去除剂与水按照5～20∶100的质量比调和成水剂，反应0.25h～0.5h后，加入污水中，实现氨氮的去除。
上述的应用，优选的，所述水剂与污水的体积比为0.1g～0.5g∶1000ml，所述污水中氨氮浓度为15mg/l～150mg/l。
上述的应用，优选的，所述污水的ph值控制在6～12。
上述的应用，优选的，所述污水的ph值控制在8.5～11。
上述的应用，优选的，加入污水后，以120r/min～180r/min的速度搅拌反应1min～10min。
本发明氨氮去除剂的作用原理主要为：集合了高级氧化、折点氯化法、吸附等技术，将污水中的一水合氨（nh3·h2o）通过氧化反应为氮气溢出，使有机氨断链通过氧化反应溢出氮气。此外，氢氧根离子和氯化钙反应变为氢氧化钙絮凝沉淀后，污水中的总氮中溶于水的部分二氧化氮溢出，起到了降低总氮的作用，使总氮符合国家标准。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的氨氮去除剂在污水中处理氨氮时，集氧化、折点氯化、吸附、混凝沉淀、酸碱度控制、快速崩体溶解作用于一体，可产生新生态的氧，将氨氮转变为氮气的形式去除，快速高效去除氨氮，且受温度等外界条件影响较小，无动力搅拌条件时亦可进行反应，反应迅速完全，处理效果稳定，不受水温影响，并有消毒作用。
2、本发明的制备工艺简单易行，成本低廉。
3、本发明的氨氮去除剂可快速去除高浓度氨氮废水中的氨氮，去除率较高，完全可满足国家废水排放标准，适合中小型或收入低的企业使用，即使处理大批量的废水，也不会增加太多额外的成本，运行费用低，且气水比低、反应时间短。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1：
一种本发明的氨氮去除剂，由以下质量分数的组分组成：三氯异氰尿酸69％，硫酸铈1％，硅藻土28％，硫酸钙2％。
一种本实施例的氨氮去除剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述比例将三氯异氰尿酸、硫酸铈、硅藻土和硫酸钙混合均匀，得到氨氮去除剂。
一种本实施例的氨氮去除剂在处理衡阳金信铅业氨氮污水中的应用，污水原水氨氮值为16.90mg/l，污水ph为9.7，主要应用过程为：将氨氮去除剂与水按照5∶100的质量比调和成水剂，反应0.25h后，加入污水中，水剂与污水的体积比为0.5g∶1000ml，以120r/min的速度搅拌反应10min，实现了氨氮的去除。经测试，处理后的氨氮值为0.31mg/l，去除率98.2％，处理后的废水ph值为6.73。
本发明的氨氮去除剂是一种高效、环保的氨氮处理剂，能使污水（废水）中的游离氨转化、揉和、凝聚而快速与水脱离，和空气粘连，从废水中驱除出来，具有非常好的应用价值。
实施例2：
一种本发明的氨氮去除剂，由以下质量分数的组分组成：三氯异氰尿酸69％，硫酸亚铈1％，硅藻土29％，硫酸钙1％。
一种本实施例的氨氮去除剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述比例将三氯异氰尿酸、硫酸亚铈、硅藻土和硫酸钙混合均匀，得到氨氮去除剂。
一种本实施例的氨氮去除剂在处理衡阳金信铅业氨氮污水中的应用，污水原水氨氮值为16.90mg/l，污水ph为9.7，主要应用过程为：将氨氮去除剂与水按照5∶100的质量比调和成水剂，反应0.25h后，加入污水中，水剂与污水的体积比为0.3g∶1000ml，以120r/min的速度搅拌反应10min，实现了氨氮的去除。经测试，处理后的氨氮值为0.41mg/l，去除率97.6％，处理后的废水ph值为6.95。
实施例3：
一种本发明的氨氮去除剂，由以下质量分数的组分组成：三氯异氰尿酸67％，氯化铈1％，硅藻土30％，硫酸钙2％。
一种本实施例的氨氮去除剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述比例将三氯异氰尿酸、氯化铈、硅藻土和硫酸钙混合均匀，得到氨氮去除剂。
一种本实施例的氨氮去除剂在处理衡阳金信铅业氨氮污水中的应用，污水原水氨氮值为16.90mg/l，污水ph为9.7，主要应用过程为：将氨氮去除剂与水按照5∶100的质量比调和成水剂，反应0.25h后，加入污水中，水剂与污水的体积比为0.5g∶1000ml，以120r/min的速度搅拌反应10min，实现了氨氮的去除。经测试，处理后的氨氮值为0.46mg/l，去除率97.3％，处理后的废水ph值为7.12。
实施例4：
一种本发明的氨氮去除剂，由以下质量分数的组分组成：三氯异氰尿酸69％，硫酸铈0.1％，硅藻土28.9％，硫酸钙2％。
一种本实施例的氨氮去除剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述比例将三氯异氰尿酸、硫酸铈、硅藻土和硫酸钙混合均匀，得到氨氮去除剂。
一种本实施例的氨氮去除剂在处理衡阳金信铅业氨氮污水中的应用，污水原水氨氮值为16.90mg/l，污水ph为9.7，主要应用过程为；将氨氮去除剂与水按照5∶100的质量比调和成水剂，反应0.25h后，加入污水中，水剂与污水的体积比为0.5g∶1000ml，以120r/min的速度搅拌反应10min，实现了氨氮的去除。经测试，处理后的氨氮值为0.35mg/l，去除率97.9％，处理后的废水ph值为6.84。
对比例1：
一种氨氮去除剂，由以下质量分数的组分组成：三氯异氰尿酸97％，硫酸铈1％，硫酸钙2％。将该氨氮去除剂用于处理衡阳金信铅业氨氮污水，污水原水氨氮值为16.90mg/l，污水ph为9.7，主要应用过程为；将氨氮去除剂与水按照5∶100的质量比调和成水剂，反应0.25h后，加入污水中，水剂与污水的体积比为0.5g∶1000ml，以120r/min的速度搅拌反应30min；经测试，处理后的氨氮值为3.24mg/l，去除率80.8％，处理后的废水ph值为5.27，而且处理后的水样能闻到很明显的氯气味道。
对比例2：
一种氨氮去除剂，由以下质量分数的组分组成：硅藻土97％，硫酸铈1％，硫酸钙2％。将该氨氮去除剂用于处理衡阳金信铅业氨氮污水，污水原水氨氮值为16.90mg/l，污水ph为9.7，主要应用过程为；将氨氮去除剂与水按照5∶100的质量比调和成水剂，充分搅拌0.5h后仍然还有大量的白色固体无法溶解。加入污水中，水剂与污水的体积比为0.5g∶1000ml，以120r/min的速度搅拌反应30min。经测试，处理后的氨氮值为8.32mg/l，去除率50.8％，处理后的废水ph值为8.69，但处理后的水样出现大量白色沉淀。
综上可知，本发明的氨氮去除剂具有除氨氮效率高、除氨氮速度快且效果稳定的优点，除氨氮率高达97%以上。采用本发明的氨氮去除剂进行除氨氮反应，对反应条件的限制更少，更易于进行操作，且节省了能源。该氨氮去除剂适用于线路板、电镀、电子、纺织、印染、制革、化肥厂、屠宰、养殖场等行业的污水处理，对氨氮的深度处理有非常好的效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
1.一种氨氮去除剂，其特征在于，主要由以下质量分数的组分组成：
三氯异氰尿酸60%～80％，
铈盐0.1%～1％，
硅藻土18%～38％，
硫酸钙1%～2％。
2.根据权利要求1所述的氨氮去除剂，其特征在于，所述铈盐为硫酸铈、氯化铈和硫酸亚铈中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氨氮去除剂，其特征在于，所述三氯异氰尿酸为67%～70％，所述铈盐为0.1%～1％，所述硅藻土为28%～30％，所述硫酸钙为1%～2％。
4.一种如权利要求1～3中任一项所述的氨氮去除剂的制备方法，其特征在于，按照比例将三氯异氰尿酸、铈盐、硅藻土和硫酸钙进行混合，得到氨氮去除剂。
5.一种如权利要求1～3中任一项所述的氨氮去除剂或者如权利要求4所述的制备方法制得的氨氮去除剂在污水处理中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下过程：将所述氨氮去除剂与水按照5～20∶100的质量比调和成水剂，反应0.25h～0.5h后，加入污水中，实现氨氮的去除。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述水剂与污水的体积比为0.1g～0.5g∶1000ml，所述污水中氨氮浓度为15mg/l～150mg/l。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，所述污水的ph值控制在6～12。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述污水的ph值控制在8.5～11。
10.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，加入污水后，以120r/min～180r/min的速度搅拌反应1min～10min。
技术总结