CN111804271A - 去除电子行业废水特征污染物的制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种去除电子行业废水中特征污染物的制剂及其制备方法和应用，属于废水处理领域。为了高效去除废水中的特征污染物，本发明创造性地将负载纳米零价铁材料投加于废水处理过程中的生化池以及二级反应池，实现二池功能的串联。在本发明制剂在废水处理方法的应用中，负载纳米零价铁材料既在生化池中与微生物联用，强化了微生物降解特征污染物的作用，又在二级反应池中增强絮凝沉淀的作用，将絮凝沉降的有效反应时间缩短至2～3h。本发明的制剂和废水处理方法尤其适用于电子行业废水处理，废水中四溴双酚A的去除率可达97％，双酚A的去除率可达95％，壬基酚的去除率可达84％，对重金属也有良好的去除效果，同时废水急性毒性水平显著降低。

Description

去除电子行业废水特征污染物的制剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种去除电子行业废水中特征污染物的制剂及其制备方法和其在废水处理的方法中的应用。
背景技术
中国是世界上第一大电子产品消费国，也是世界电子产品制造大国。进入21世纪以来，我国在通讯、高性能计算机、数字电视等领域取得一系列重大技术突破，电子及通讯设备制造业的产业规模、产业结构、技术水平均得到大幅提升，成为全球最大的制造基地。在工业生产如电子产品生产过程中，使用了种类繁多的有机物，如溴阻燃剂、有机染料或颜料等，在排放的废水中这些有毒有害的化学污染物的含量仍很高，而电镀、电器制造等过程还会向环境中排放包含不同重金属的污染物。排放出的工业废水中存在的特征污染物包括特征有机污染物和特征无机污染物。
电子行业废水中的特征有机污染物包括卤代有机污染物和/或非卤代有机污染物，其中卤代有机污染物包括氯代有机物、溴代有机物，非卤代有机污染物包括芳香烃、多环芳烃、酚类。因行业特有性，特征有机污染物如四溴双酚A(TBBPA)、双酚A(BPA)、壬基酚(NP)、多溴联苯醚(PBDE)、多氯联苯(PCB)在电子行业废水中被大量检出。这些特征有机污染物随着水体迁移扩散，通过各种途径被摄入人体，对人类健康造成了严重的威胁。
在电子行业废水的特征无机污染物中，以重金属对环境和人体的危害最大。重金属污染主要是指汞、铅、镉、铬以及类金属砷这五种具有显著生物毒性的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锡、镍等。重金属具有毒性大、不易降解、只能在不同形态间转换的特点。重金属可以通过饮水和食物链最终进入人体，在人体各部位蓄积，严重危害人体健康。
现有技术中，污水或废水的处理工艺一般为：先将污水或废水经过格栅、沉砂池、初沉池，进行一级处理；然后将废水经过生化池、二沉池、二级反应池，进行二级处理，再将处理后的废水过滤、消毒，达标后最终出水或回用。其中，二沉池中的部分污泥回流到生化池，二沉池的剩余污泥与初沉池的初始污泥混合后进行后续处理，如浆液过滤、泥浆浓缩、泥浆脱水。
在初沉池和二沉池之间为生化池。生化池中的微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质，统称为活性污泥。活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法。然而，活性污泥法对有机物的降解谱仍不够广，针对特征有机污染物如四溴双酚A、双酚A、壬基酚、多溴联苯醚、多氯联苯，毒性消减作用并不明显，对重金属如铬、镉、铜、镍的降解作用也有待进一步提高。通常，投加到生化池中的强化剂是为了提高溶解氧、强化脱氮除磷。因此，需要在生化池投加一种强化剂，可以针对性地强化生化池中微生物对特征有机污染物及重金属的降解。
通常，在进入二级反应池进行絮凝沉淀前，会预先投加无机絮凝剂如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)，以及有机絮凝剂如聚丙烯酰胺(PAM)等。传统工艺采用的药品氧化沉淀方法，存在处理成本高，处理不彻底，容易引起二次污染等问题。常规的絮凝剂只有沉淀作用，对废水中的特征污染物不能有效地去除，并且几乎没有微生物强化作用。因此，需要在二级反应池投加一种新型絮凝剂，能增强絮凝沉淀作用，尤其能提高对特征污染物的去除效果，同时降低处理成本、减轻二次污染。
近年来，零价铁(nZVI)已成功用于水中、环境中各种污染物的降解，但是零价铁表面易被腐蚀钝化、稳定性差、耐久性差、易团聚、机械强度弱等缺点限制了它在废水处理中的使用。
通过固体材料负载零价铁，可以有效防止零价铁的团聚，使得零价铁的稳定性增强，反应活性提高。已有研究关于氧化石墨烯负载纳米零价铁的制备及其对离子型染料的吸附(吴威.氧化石墨烯负载纳米零价铁的制备及其对离子型染料的吸附[D].湖南大学,2015)、改性纳米零价铁降解废水中硝基苯(蔡敏.改性纳米零价铁降解废水中硝基苯的实验研究[D].武汉工程大学,2016)。此外，CN110407307A首次发现粘土矿物负载纳米零价铁能迅速高效地去除水体中新烟碱类农药的残留。
然而，尚未有利用负载纳米零价铁材料联合微生物、絮凝沉淀工艺处理废水的方法。
发明内容
为了在实际电子行业废水处理中高效去除废水中的特征污染物，本发明提供一种去除废水中特征污染物的制剂，创造性地将负载纳米零价铁材料投加于废水处理过程中的生化处理阶段和絮凝沉淀阶段。本发明利用的负载纳米零价铁材料能有效提高零价铁的反应活性，在废水处理过程中的生化处理阶段起到强化微生物对特征污染物降解的作用，同时由于其较强的吸附能力，在絮凝沉淀阶段起到强化絮凝沉淀的作用，缩短絮凝沉淀的时间。
本发明的目的在于提供一种去除电子行业废水中特征污染物的制剂。
本发明的另一目的在于提供所述去除电子行业废水中特征污染物的制剂的制备方法。
本发明的又一目的在于提供所述去除电子行业废水中特征污染物的制剂在废水处理的方法中的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种去除特征污染物的制剂，所述制剂包括负载纳米零价铁材料；所述负载纳米零价铁材料是在支撑材料上负载纳米零价铁制得的。
本文中，所述特征污染物包括特征有机污染物及重金属；所述特征有机污染物包括卤代有机污染物和/或非卤代有机污染物，所述卤代有机污染物选自氯代有机物、溴代有机物中的一种或几种，所述非卤代有机污染物选自芳香烃、多环芳烃、酚类中的一种或几种；所述重金属包括汞、铅、镉、铬、砷、铜、锡、镍中的一种或几种。
所述支撑材料选自粘土矿物、生物炭、石墨烯、污泥碳中的一种或多种，所述粘土矿物包括蒙脱土、凹凸棒土。所述支撑材料具有良好的吸附能力和层间结构，能够增大比表面积，使得负载的零价铁能很好地分散而防止团聚的发生。
优选地，所述支撑材料为有机改性蒙脱土。
具体地，有机改性蒙脱土的制备方法如下：
将蒙脱土加入含有有机改性剂的去离子水中，在60～80℃搅拌反应，离心后用去离子水洗涤沉淀，将沉淀干燥、研磨、过滤后，在100～130℃活化1～3h得到有机蒙脱土(OMt)。所述有机改性剂加入的摩尔量为所述蒙脱土的阳离子交换容量(CEC)的0.4～1.2倍。所述蒙脱土为钠基蒙脱土(Na-MMT)或钙基蒙脱土(Ca-MMT)，优选地为钠基蒙脱土。相比钙基蒙脱土，钠基蒙脱土的膨胀性、分散性更好。所述有机改性剂包括有机季铵盐、烷基氨基酸、聚合物单体、偶联剂、茂金属。所述有机季铵盐包括烷基季铵盐、硝酰基季铵盐、含双键的可聚合性季铵盐。优选地，所述有机改性剂为有机季铵盐。更优选地，所述有机改性剂为烷基季铵盐。进一步更优选地，所述有机改性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵。所述有机改性剂能够通过阳离子交换扦插到蒙脱石层间，扩大层间距离，并使蒙脱石表层由亲水性变为亲油性。
本发明还提供了所述去除特征污染物的制剂的制备方法，将所述支撑材料与含铁溶液在去离子水中混合并连续搅拌，加入还原剂，抽滤后洗涤、干燥沉淀，得到所述负载纳米零价铁材料。
所述含铁溶液为二价铁溶液或三价铁溶液。
所述还原剂为硼氢化盐、肼。所述硼氢化盐包括NaBH4、KBH4。所述还原剂为强还原剂。
在本发明较佳的实施例中，所述负载纳米零价铁材料为有机改性蒙脱土负载纳米零价铁。
具体地，有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的制备方法如下：
将有机蒙脱土(OMt)和含铁溶液(有机蒙脱土与含铁溶液的摩尔比为3:1～6:1)在去离子水中搅拌反应7～11h，逐滴加入还原剂(还原剂与含铁溶液的摩尔比为4:1～10:1)，抽滤后将沉淀进行洗涤，在真空条件下干燥12～16h，得到有机蒙脱土负载纳米零价铁(Fe0/OMt)。所述含铁溶液为二价铁溶液或三价铁溶液。所述还原剂为NaBH4或KBH4。
本发明还提供所述去除特征污染物的制剂在废水处理的方法中的应用，所述废水处理的方法包括生化处理阶段和絮凝沉淀阶段，所述废水处理的方法还包括在所述生化处理阶段和絮凝沉淀阶段投加所述负载纳米零价铁材料的步骤。
具体地，本发明所述制剂可用于电子行业废水处理。
本文中，所述生化处理阶段具体指废水处理过程中的生化池，所述絮凝沉淀阶段具体指废水处理过程中的二级反应池。
在所述生化处理阶段中，所述负载纳米零价铁材料的投加量为80～100mg/L，反应时间为6～8h，水力停留时间为10～15h。所述水力停留时间为废水处理过程中需处理的废水流经生化池和生化池后的二沉池总共所需的时间。
优选地，在所述生化处理阶段中，所述负载纳米零价铁材料的投加量为90mg/L，反应时间为7h，水力停留时间为12h。
在所述生化处理阶段中，所述负载纳米零价铁材料对生化池进行强化的机理是微生物促进零价铁腐蚀在材料表面生成高比表面积和高反应活性的铁锈，为氧化还原提供更多的反应位点；同时所述负载纳米零价铁材料可以强化微生物对水中特征污染物的去除效果，降低生物毒性，增强微生物的抗逆性。
在所述絮凝沉淀阶段中，所述负载纳米零价铁材料的投加量为30～70mg/L，有效沉淀时间为2～3h。
优选地，在所述絮凝沉淀阶段中，所述负载纳米零价铁材料的投加量为50mg/L，有效沉淀时间为3h。
在所述絮凝沉淀阶段中，所述负载纳米零价铁材料良好的吸附能力可提高二级反应池的絮凝沉淀效率，缩短絮凝沉降时间。
所述投加的方式包括利用自动加药系统和/或半自动加药系统。
所述废水处理的方法包括去除废水中的特征污染物。
在生化处理阶段，将负载纳米零价铁材料投加于废水处理过程中的生化池，微生物的生物作用促进了零价铁的腐蚀，从而在材料表面生成具有高比表面积和高反应活性的铁锈，为氧化还原提供更多的反应位点，提高对特征污染物的吸附；另一方面，部分微生物的酶体系能降低氧化还原电位，促进零价铁的反应，从而降解体系中的目标污染物。同时，零价铁腐蚀产生的碱性环境也更适合微生物生长，并且零价铁作为电子供体能够为微生物的生物还原作用提供电子，提高了微生物的生物还原效率；并且亚铁离子也在微生物的关键酶的合成上起着重要作用，并参与了微生物的代谢传质和电子转移过程；部分微生物能产生或促进产生H2O2，与负载在材料上的零价铁发生局部的Fenton反应，产生羟基自由基，从而氧化分解废水中特征污染物。
特别地，对于卤代有机污染物，卤代物在零价铁或具有还原性的微生物的作用下先被还原脱卤，然后再被氧化分解，微生物氧化主要是利用其作为碳源完成分解代谢。
负载纳米零价铁材料去除重金属主要通过物理吸附、化学还原等途径。微生物去除重金属主要是通过生物还原作用。特别地，零价铁去除六价铬的方式包括静电吸附，与六价铬发生还原反应生成低毒性的三价铬和三价铁的共沉淀物，以完成对铬的去除。
在絮凝沉降阶段，由于负载纳米零价铁的材料具有良好的吸附能力，可增强在二级反应池的絮凝沉淀效率，大幅度缩短二级反应池的悬浮物沉降絮凝时间，实现对废水中的特征污染物的有效去除，提高出水水质。
与单一的微生物修复或零价铁修复相比，负载纳米零价铁材料与生化池中微生物的共同作用，避免了单一处理技术各自的缺点，使反应效果更佳，对特征污染物的降解谱更广，毒性消减更明显。利用负载纳米零价铁材料可创造性地将生化池和二级反应池的功能串联起来，通过在生化池和二级反应池中投加同一种材料，即可以实现对微生物降解作用的强化，又可以实现对絮凝沉淀作用的强化，缩短絮凝沉淀的时间。常规工艺二级反应池中有效沉淀时间一般为4～12小时，使用本发明方法，二级反应池中有效沉淀时间可缩短至2～3h。利用负载纳米零价铁材料，比单纯的微生物处理法效率更高，比单一的药品处理更环保，降解更彻底。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
本发明的制剂可用于去除废水中的特征污染物。利用本发明制剂的废水处理方法创造性地首次将负载纳米零价铁材料投加于废水处理时的生化处理阶段和絮凝沉淀阶段，具体地为废水处理过程中的生化池和二级反应池，以实现两池功能上的串联。在本发明制剂在废水处理方法的应用中，负载纳米零价铁材料既可以在生化池中与微生物联用，强化微生物降解特征有机污染物及重金属的作用；又可以在二级反应池中增强絮凝沉淀的作用，将絮凝沉降的有效反应时间缩短至2～3h。
本发明的制剂和利用本发明制剂的废水处理方法尤其适用于电子行业废水处理，可以高效地去除废水中的特征污染物，且极大地降低了废水的生物急性毒性。在本发明制剂在废水处理方法的应用中，废水中四溴双酚A的去除率可达98％，双酚A的去除率可达95％，壬基酚的去除率可达84％，多溴联苯醚的去除率可达76％，多氯联苯的去除率可达81％，六价铬的去除率可达98％，二价镉的去除率可达75％，生物急性毒性可降低到95％。
本发明的制剂和利用本发明制剂的废水处理方法可用于治理含有特征污染物的废水的污染，能够达到环境修复的目的，经深度处理后的出水通过中水回用系统，可回用于生产线中，提高工业用水重复利用率。
附图说明
图1为实施例2中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对四溴双酚A(TBBPA)的降解效果；
图2为实施例2中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对壬基酚(NP)的降解效果；
图3为实施例2中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对六价铬和二价镉的降解效果。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例来进一步详细阐述本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的制备
1.有机改性蒙脱土的制备
有机改性蒙脱土的制备方法按如下步骤来进行：
1)称取0.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTMB)溶于200mL去离子水中水浴加热到60℃，然后加入5g钠离子蒙脱土(Na-MMT，阳离子交换容量约为1mmol/g)，在60℃连续搅拌30min。
2)将悬浮液离心，用去离子水将沉淀洗三次后，置于70℃的烘箱中干燥14h。
3)取出干燥后的沉淀物，研磨后过100目的筛子，在115℃下活化2h，即得到有机蒙脱土(OMt)。
2.制备有机改性蒙脱土负载纳米零价铁材料(Fe0/OMt)
利用如下的液相化学还原法制备Fe0/OMt：
1)称取5g OMt和1.4g FeSO4·7H2O加入到200mL的去离子水中，在磁力搅拌器上连续搅拌9h。
2)在上述体系中加入100mL NaBH4并搅拌(B/Fe摩尔比为4:1)，在此过程中会产生很多气泡，所以要缓慢地逐滴加入。发生了如下反应：
Figure BDA0002542937200000071
将铁元素还原成了零价铁。
3)用真空泵抽滤后，将沉淀用无水乙醇洗三次，再用超纯水洗三次后，再放入真空干燥机中干燥14h，收集得到的材料即为Fe0/OMt。
实施例2有机改性蒙脱土负载纳米零价铁与微生物联合去除特征污染物的降解试验
为了模拟实际情况探究有机改性蒙脱土负载纳米零价铁与微生物联合去除特征污染物的情况，设计批次实验。选取的特征有机污染物为TBBPA和壬基酚，选取的重金属为六价铬和二价镉。
1.富集和驯化菌群
将在城市污水处理厂取的生化池活性污泥在实验室中进行菌群的驯化，取出100mL活性污泥泥水混合物于500mL锥形瓶中，加入液体培养基400mL(液体培养基的具体成分见表1)，封上透气封口膜，在室温好氧条件下，采用磁力搅拌器进行培养。每隔7d左右将其静置，待菌泥混合物沉淀后，将上清液倒掉，重新加入新的液体培养基，在相同的条件下进行传代培养。如此重复，并逐步提高TBBPA的浓度(2、4、6、8、10mg/L)、壬基酚的浓度(1、2、3、4、5mg/L)、Cr6+的浓度(2、6.5、11、15.5、20mg/L)和Cd2+的浓度(2、6.5、11、15.5、20mg/L)，以提高筛选压力。此过程持续3个月。
表1液体培养基成分表
Figure BDA0002542937200000081
Figure BDA0002542937200000091
2.进行批次实验
模拟实际情况在实验室中进行小试实验。在125mL血清瓶中加入pH值为7.0的液体培养基100mL(液体培养基的成分见表1)，其中污染物的量为：TBBPA：10mg/L，壬基酚：5mg/L，Cr6+：20mg/L，Cd2+：20mg/L；然后按2％～2.5％的接菌量接种上述驯化好的混菌，加入5g按实施例1方法制备的有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，盖上封口膜，置于30℃的恒温振荡箱中以150rad振荡，在好氧碳源共代谢基质条件下进行培养。每隔20min取样测量。每组实验设置3个平行实验。
如图1所示，TBBPA的降解率在60min时达到87.22％，80min时，检测不到TBBPA，TBBPA的降解率可达到100％。如图2所示，壬基酚的降解率在120min时达到84.74％。如图3所示，Cr(VI)的降解率在120min时可达到96.20％，Cd(II)的降解率在120min时达到72.74％。实验数据表明，有机改性蒙脱土负载纳米零价铁与微生物联合对TBBPA、壬基酚、Cr(VI)、Cd(II)的降解效果良好。
实施例3有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对电子行业废水中特征有机污染物的去除效果
利用实施例1中的有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，对500m3/d的电子行业废水进行处理。第一阶段向生化池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，与活性污泥中的微生物协同降解废水中特征污染物；第二阶段向二级反应池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，加强对悬浮物的絮凝沉淀作用。
具体工艺参数如下：生化池中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的投加量为90mg/L，反应时间为7h，水力停留时间为12h；二级反应池中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的投加量为50mg/L，有效沉淀时间为3h。
检测的特征有机物污染物为壬基酚和多溴联苯醚，废水处理前，壬基酚含量为15×102ng/L，多溴联苯醚含量为130ng/L。检测的重金属为六价铬和二价镉，废水处理前，Cr(VI)含量为5.51mg/L，Cd(II)含量为0.16mg/L。
壬基酚的检测方法为Zhao J.L.,et al.,Science of the Total Environmental407(2009)962-974，仪器设备为7890A-5975C型GC-MS，检出限为2.0ng/L；多溴联苯醚的检测方法为Wang J.X.,et al.,Journal of Chromatography A,1137(2006)8-14，仪器设备为GC2014C型气相色谱仪，检出限为10ng/L。检测时水样浓缩1000倍。Cr(VI)的检测方法为国标二苯碳酰二肼分光光度法(GB 7467-87)，Cd(II)的检测方法为国标双硫腙分光光度法(GB 7471-87)。
本实施例中共进行了六次检测。废水处理后、壬基酚、多溴联苯醚以及重金属铬(VI)、镉(II)的含量及去除率如表2、表3所示。
表2利用有机改性蒙脱土负载纳米零价铁处理电子行业废水后水中特征有机物的含量及去除率
Figure BDA0002542937200000101
表3利用有机改性蒙脱土负载纳米零价铁处理电子行业废水后水中重金属的含量及去除率
序号 Cr含量(mg/L) Cr去除率(％) Cd含量(mg/L) Cd去除率(％)
1 0.20 96.37 0.06 62.5
2 0.17 96.91 0.04 75
3 0.15 97.28 0.08 50
4 0.11 98.00 0.04 75
5 0.19 96.55 0.06 62.5
6 0.13 97.64 0.08 50
从表2、表3中的水质检测结果可以看到，利用实施例1中的有机改性蒙脱土负载纳米零价铁进行废水处理，壬基酚的去除率可达84.40％，多溴联苯醚的去除率可达76.15％，六价铬的去除率可达98％，二价镉的去除率可达75％，表明实际废水处理过程中，有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对废水中的特征有机污染物及重金属具有良好的去除效果。
实施例4在生化池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对废水中特征污染物的去除效果
利用实施例1中的有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，对电子行业废水进行处理。只向生化池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，二级反应池中不投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁。
具体工艺参数如下：生化池中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的投加量为80mg/L，反应时间为8h，水力停留时间为15h。
与实施例3使用的检测方法相同，测得的壬基酚去除率为64％左右，多溴联苯醚去除率为56％左右，六价铬的去除率为65％左右，二价镉的去除率为40％左右。
实施例5在二级反应池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对废水中特征污染物的去除效果
利用实施例1中的有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，对电子行业废水进行处理。只向生化池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，二级反应池中不投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁。
具体工艺参数如下：二级反应池中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的投加量为70mg/L，有效沉淀时间为2h。
与实施例3使用的检测方法相同，测得的壬基酚去除率为60％左右，多溴联苯醚去除率为52％左右，六价铬的去除率为55％左右，二价镉的去除率为45％左右。
实施例6在生化池和二级反应池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对废水中特征有机污染物的去除效果
利用实施例1中的有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，对电子行业废水进行处理。向生化池和二级反应池中投加有机改性蒙脱土负载纳米零价铁。
具体工艺参数如下：生化池中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的投加量为100mg/L，反应时间为6h，水力停留时间为10h；二级反应池中有机改性蒙脱土负载纳米零价铁的投加量为30mg/L，有效沉淀时间为2.5h。
与实施例3使用的检测方法相同，测得的壬基酚去除率为80％左右，多溴联苯醚去除率为62％左右，六价铬的去除率为98％左右，二价镉的去除率为75％左右。
实施例7有机改性蒙脱土负载纳米零价铁和常规絮凝剂对电子行业废水处理效果的比较
与实施例3中的工艺参数相同，在二级反应池中分别投加常规絮凝剂聚合氯化铝(PAC)、实施例1中的有机改性蒙脱土负载纳米零价铁，对废水处理后废水中的相关指标进行测定，结果如表4所示。
使用GB/T 15441-1995《水质急性毒性的测定发光细菌法》对处理后的废水中的生物急性毒性进行测定。
表4使用常规絮凝剂与使用有机改性蒙脱土负载纳米零价铁处理后的废水中相关指标的对比
Figure BDA0002542937200000121
从表4中可以看出，相比常规絮凝剂聚合氯化铝，投加负载纳米零价铁有机改性蒙脱土来处理电子行业废水，废水中TBBPA去除率从12％提高到97％，BPA去除率从15％提高到95％，壬基酚的去除率从7％提高到84％，多溴联苯醚的去除率从12％提高到76％，多氯联苯去除率从10％提高到81％，Cr(VI)去除率从43％提高到98％，Cd(II)去除率从46％提高到75％，Cu去除率从60％提高到99％，Ni去除率从49％提高到99％，生物急性毒性从相对发光度4％降低到95％。实验数据表明有机改性蒙脱土负载纳米零价铁对废水中的特征有机污染物及重金属有较高的去除率，且极大地降低废水急性毒性水平。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，本发明主要阐述所述方法以及基于所述方法的应用思想，实施方式中简单参数的替换不能一一在实施例中赘述，但并不因此限制本发明的保护范围，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，应被视为等效的置换方式，包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种去除电子行业废水中特征污染物的制剂，其特征在于，所述制剂包括负载纳米零价铁材料；所述负载纳米零价铁材料是在支撑材料上负载纳米零价铁制得的；所述特征污染物包括特征有机污染物及重金属；所述特征有机污染物包括卤代有机污染物和/或非卤代有机污染物，所述卤代有机污染物选自氯代有机物、溴代有机物中的一种或几种，所述非卤代有机污染物选自芳香烃、多环芳烃、酚类中的一种或几种；所述重金属包括汞、铅、镉、铬、砷、铜、锡、镍中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的制剂，其特征在于，所述支撑材料选自粘土矿物、生物炭、石墨烯、污泥碳中的一种或多种，所述粘土矿物包括蒙脱土和/或凹凸棒土。
3.根据权利要求1所述的制剂，其特征在于，所述支撑材料为有机改性蒙脱土。
4.权利要求1-3任一所述制剂的制备方法，其特征在于，将所述支撑材料与含铁溶液在去离子水中混合并连续搅拌，加入还原剂，抽滤后洗涤、干燥沉淀，得到所述负载纳米零价铁材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂为硼氢化盐、肼，所述硼氢化盐包括NaBH4、KBH4。
6.权利要求1-3任一所述制剂在废水处理的方法中的应用，所述废水处理的方法包括生化处理阶段和絮凝沉淀阶段，其特征在于，所述废水处理的方法还包括在所述生化处理阶段和絮凝沉淀阶段投加所述负载纳米零价铁材料的步骤。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述生化处理阶段中，所述负载纳米零价铁材料的投加量为80～100mg/L，反应时间为6～8h，水力停留时间为10～15h。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述絮凝沉淀阶段中，所述负载纳米零价铁材料的投加量为30～70mg/L，有效沉淀时间为2～3h。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述投加的方式包括利用自动加药系统和/或半自动加药系统。
10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述废水处理的方法包括去除废水中的特征污染物，所述特征污染物包括特征有机污染物及重金属；所述特征有机污染物包括卤代有机污染物和/或非卤代有机污染物，所述卤代有机污染物选自氯代有机物、溴代有机物中的一种或多种，所述非卤代有机污染物选自芳香烃、多环芳烃、酚类中的一种或多种；所述重金属包括汞、铅、镉、铬、砷、铜、锡、镍中的一种或几种。
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