[發明專利]一種快速深度處理有機氯農藥廢水的復合材料

有效

• 申請號: 201410025144.2
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103787430A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 裴克梅;楊生茂;黃凱;王偉民
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/28;B01J20/20;B01J20/30;C02F101/36
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳惠蓮

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體地涉及一種用于污染物的降解材料，特別地涉及一種快速深度處理有機氯農藥廢水的復合材料，以及所述復合材料的制備和應用。

技術背景

有機氯農藥主要分為以苯為原料和以環戊二烯為原料的兩大類。以苯為原料的有機氯農藥包括使用最早、應用最廣的殺蟲劑DDT、六六六、林丹、甲氧DDT、乙滴涕，還包括一些殺菌劑，如五氯硝基苯、百菌清、稻豐寧等，以及廣譜除草劑敵草隆、綠麥隆等。以環戊二烯為原料的有機氯農藥包括作為殺蟲劑的氯丹、七氯、硫丹、狄氏劑、艾氏劑、異狄氏劑、碳氯特靈等。此外以松節油為原料的莰烯類殺蟲劑、毒殺芬和以萜烯為原料的冰片基氯也屬有機氯農藥。有機氯類農藥是農藥史中使用量最大，使用歷史最長的一類農藥，其化學性質穩定，脂溶性強，殘效期長(可達30～50年之久)，易在脂肪組織中蓄積，造成慢性中毒，嚴重危及人體健康。因此必須采用高效的有機氯農藥處理技術對其進行降解處理，以減少對生態系統的惡性影響。

傳統水處理方法主要是利用外加反應試劑(如Cl₂、ClO₂、H₂O₂、O₃)等產生有效活性物種(如自由基等)與污染物反應進行消除，或通過吸附劑(絮凝劑、活性炭等)或過濾膜等使污染物分離轉移，很少具有選擇性，能夠有效且經濟消除相對高濃度的一股性污染物，但對低濃度、高毒性、難降解污染物(如鹵代有機農藥)的消除既缺乏有效性也缺乏經濟性，常規的生化處理方法對這類化合物基本無效。國內外相關領域研究人員已展開了大量研究工作，探討了多種降解或處理有機鹵化物途徑，其中零價金屬特別是零價鐵作為一種有效脫鹵的還原劑逐漸受到人們的關注。零價納米鐵具有比表面積大、活性高的特點，但是納米鐵具有易團聚、易氧化的特征。因此采用合適的改性和負載手段可有效緩解納米鐵具有易團聚、易氧化問題。另外由于不同的有機氯農藥分子的大小及極性的不同，需要設計不同特征的載體去達到對多種有機氯農藥去除的效果。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種快速深度處理有機氯農藥廢水的復合材料，其特征在于，所述復合材料包含納米鐵和載體，二者的重量份分別為5-20重量份和80-95重量份；所述載體為活性炭纖維氈或活性炭纖維布和來源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比為9：1-1：9；所述納米鐵的直徑為約100nm。

來源于生物的炭基材料為來源于動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑、竹炭、麥秸稈、椰殼、花生殼的炭基材料。所述來源于生物的炭基材料具有不同的孔徑特征和吸附特征，對不同特征的多種有機氯農藥均有較好的處理效果。

優選地，納米鐵和載體的重量份分別為8-15重量份和85-92重量份；更優選地，納米鐵和載體的重量份分別為10-14重量份和86-90重量份；最優選地，納米鐵和載體的重量份分別為12重量份和88重量份。

優選地，所述活性炭纖維氈或活性炭纖維布和來源于生物的炭基材料的重量比為1：1。

進一步地，提供上述復合材料的制備方法，其特征在于：采用液相還原法，按照相應的比例，將所述納米鐵負載到載體上，隨后進行烘干；最終負載納米鐵的活性炭纖維以氈或布的形式包裹負載納米鐵的來源于生物的炭基材料。

進一步地，本發明還提供將上述復合材料用于快速深度處理有機氯農藥廢水的應用，其特征在于：將上述復合材料用作水處理過濾器的濾芯材料。

所述濾芯材料為負載納米鐵的活性炭纖維以氈或布的形式包裹來源于生物的炭基材料；或者負載納米鐵的活性炭纖維碎片和負載納米鐵的來源于生物的炭基材料顆粒作為水處理過濾器的濾芯材料。

特別地，本發明復合材料用于快速深度處理敵草隆、滅草隆的農藥廢水的應用。所述農藥廢水是農藥生產中產生的廢水。

本發明采用活性炭纖維氈、活性炭纖維布和來源于生物的炭基材料作為載體，其利用的是活性炭纖維易工程化的特點(即方便制成氈、布等形式)以及不同來源生物炭基材料具有不同孔徑分布特征，實現對有機氯農藥類的高效降解。同時上述納米鐵和載體的重量份，是確保活性炭纖維和炭基材料之間的孔道暢通。

本發明的有益效果如下：

(1)采用活性炭纖維以氈或布的形式包裹不同來源生物炭基材料，具有易工程化的特征，方便使用和再生；

(2)不同來源生物炭具有不同的孔徑特征和表面基團分布，進而拓寬可處理有機氯農藥的種類；

(3)納米鐵的負載可大大提高消除有機氯農藥的特點，因為吸附富集的同時得到高效的降解，避免了單純吸附所具有的飽和效應；