[发明专利]一种快速深度处理有机氯农药废水的复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体地涉及一种用于污染物的降解材料，特别地涉及一种快速深度处理有机氯农药废水的复合材料，以及所述复合材料的制备和应用。

技术背景

有机氯农药主要分为以苯为原料和以环戊二烯为原料的两大类。以苯为原料的有机氯农药包括使用最早、应用最广的杀虫剂DDT、六六六、林丹、甲氧DDT、乙滴涕，还包括一些杀菌剂，如五氯硝基苯、百菌清、稻丰宁等，以及广谱除草剂敌草隆、绿麦隆等。以环戊二烯为原料的有机氯农药包括作为杀虫剂的氯丹、七氯、硫丹、狄氏剂、艾氏剂、异狄氏剂、碳氯特灵等。此外以松节油为原料的莰烯类杀虫剂、毒杀芬和以萜烯为原料的冰片基氯也属有机氯农药。有机氯类农药是农药史中使用量最大，使用历史最长的一类农药，其化学性质稳定，脂溶性强，残效期长(可达30～50年之久)，易在脂肪组织中蓄积，造成慢性中毒，严重危及人体健康。因此必须采用高效的有机氯农药处理技术对其进行降解处理，以减少对生态系统的恶性影响。

传统水处理方法主要是利用外加反应试剂(如Cl₂、ClO₂、H₂O₂、O₃)等产生有效活性物种(如自由基等)与污染物反应进行消除，或通过吸附剂(絮凝剂、活性炭等)或过滤膜等使污染物分离转移，很少具有选择性，能够有效且经济消除相对高浓度的一股性污染物，但对低浓度、高毒性、难降解污染物(如卤代有机农药)的消除既缺乏有效性也缺乏经济性，常规的生化处理方法对这类化合物基本无效。国内外相关领域研究人员已展开了大量研究工作，探讨了多种降解或处理有机卤化物途径，其中零价金属特别是零价铁作为一种有效脱卤的还原剂逐渐受到人们的关注。零价纳米铁具有比表面积大、活性高的特点，但是纳米铁具有易团聚、易氧化的特征。因此采用合适的改性和负载手段可有效缓解纳米铁具有易团聚、易氧化问题。另外由于不同的有机氯农药分子的大小及极性的不同，需要设计不同特征的载体去达到对多种有机氯农药去除的效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种快速深度处理有机氯农药废水的复合材料，其特征在于，所述复合材料包含纳米铁和载体，二者的重量份分别为5-20重量份和80-95重量份；所述载体为活性炭纤维毡或活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比为9：1-1：9；所述纳米铁的直径为约100nm。

来源于生物的炭基材料为来源于动物粪便、动物骨头、植物根茎、木屑、竹炭、麦秸秆、椰壳、花生壳的炭基材料。所述来源于生物的炭基材料具有不同的孔径特征和吸附特征，对不同特征的多种有机氯农药均有较好的处理效果。

优选地，纳米铁和载体的重量份分别为8-15重量份和85-92重量份；更优选地，纳米铁和载体的重量份分别为10-14重量份和86-90重量份；最优选地，纳米铁和载体的重量份分别为12重量份和88重量份。

优选地，所述活性炭纤维毡或活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的重量比为1：1。

进一步地，提供上述复合材料的制备方法，其特征在于：采用液相还原法，按照相应的比例，将所述纳米铁负载到载体上，随后进行烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维以毡或布的形式包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料。

进一步地，本发明还提供将上述复合材料用于快速深度处理有机氯农药废水的应用，其特征在于：将上述复合材料用作水处理过滤器的滤芯材料。

所述滤芯材料为负载纳米铁的活性炭纤维以毡或布的形式包裹来源于生物的炭基材料；或者负载纳米铁的活性炭纤维碎片和负载纳米铁的来源于生物的炭基材料颗粒作为水处理过滤器的滤芯材料。

特别地，本发明复合材料用于快速深度处理敌草隆、灭草隆的农药废水的应用。所述农药废水是农药生产中产生的废水。

本发明采用活性炭纤维毡、活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料作为载体，其利用的是活性炭纤维易工程化的特点(即方便制成毡、布等形式)以及不同来源生物炭基材料具有不同孔径分布特征，实现对有机氯农药类的高效降解。同时上述纳米铁和载体的重量份，是确保活性炭纤维和炭基材料之间的孔道畅通。

本发明的有益效果如下：

(1)采用活性炭纤维以毡或布的形式包裹不同来源生物炭基材料，具有易工程化的特征，方便使用和再生；

(2)不同来源生物炭具有不同的孔径特征和表面基团分布，进而拓宽可处理有机氯农药的种类；

(3)纳米铁的负载可大大提高消除有机氯农药的特点，因为吸附富集的同时得到高效的降解，避免了单纯吸附所具有的饱和效应；