[发明专利]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

说明书

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。

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。