[发明专利]一种含BPA污水的处理方法及球磨改性磁性生物炭复合材料

说明书

本发明公开了一种含BPA污水的处理方法、球磨改性磁性生物炭复合材料及其制备方法，其处理方法为：A）制备Fe₃O₄@MBC；B）取得含BPA污水样品、测定BPA浓度；C）检测污水的pH值；D）投加PDS，投加不同比例用量的Fe₃O₄@MBC，得到最佳投料比例；E）根据最佳投料比例，将Fe₃O₄@MBC加入到含BPA的污水中，由其催化PDS，二者共同完成对水体中BPA的降解、去除。本发明还公开了球磨改性磁性生物炭复合材料，其是通过在球磨生物炭的表面上负载Fe₃O₄片层而得到的鳞片状黑色固体粉末复合材料。本发明还公开了该材料的制备方法。本发明采用的材料具有独特的负载结构，污水处理效果好、成本低。

技术领域

本发明属于污水处理及磁性复合材料技术领域，具体涉及一种含BPA污水的处理方法及球磨改性磁性生物炭复合材料。

背景技术

双酚A，也称BPA，是一种有机化合物，分子式为C₁₅H₁₆O₂。在工业上双酚A被用来合成聚碳酸酯（PC）和环氧树脂等材料。60年代以来就被用于制造塑料（奶）瓶、幼儿用的吸口杯、食品和饮料（奶粉）罐内侧涂层。

双酚A是世界上使用最广泛的工业化合物之一，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品。

在塑料制品的制造过程中，添加双酚A可以使其具有无色透明、耐用、轻巧和突出的防冲击性等特性，尤其能防止酸性蔬菜和水果从内部侵蚀金属容器，因此广泛用于罐头食品和饮料的包装、奶瓶、水瓶、牙齿填充物所用的密封胶、眼镜片以及其他数百种日用品的制造过程中。

BPA无处不在，从矿泉水瓶、医疗器械到食品包装的内里，都有它的身影。每年，全世界生产2700万吨含有BPA的塑料。但BPA也能导致内分泌失调，威胁着胎儿和儿童的健康。癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。

双酚A对人类的健康有害，已经多方面的试验证明。现有研究表明，双酚A属低毒性化学物质。动物试验发现双酚A有模拟雌激素的效果，即使很低的剂量也能使动物产生雌性早熟、精子数下降、前列腺增长等作用。此外，有资料显示双酚A 具有一定的胚胎毒性和致畸性，可明显增加动物卵巢癌、前列腺癌、白血病等癌症的发生。同时，研究显示，双酚A与小白鼠患哮喘相关联，初步人体实验显示孕妇在妊娠早期受双酚A影响可能会导致婴儿感染哮喘。

BPA主要以简单的物理添加方式加入产品中，在产品的生产和使用中经挥发、淋溶、磨损等方式进入环境，已经造成水环境的严重污染。水体中的BPA可能对人体产生肝肾、神经等毒性和内分泌干扰效应，严重影响人类的监控。2017年，世界卫生组织国际癌症研究机构将其列为2A类致癌物。因此，如何有效实现水环境中BPA的高效去除已受到国内外研究的广泛关注。

目前污水中BPA的去除方法，主要包括物理降解法、生物降解法、催化氧化法等。现有研究发现，多孔碳材料因其具有较大的比表面积和较高的疏水性，被认为是憎水性有机污染物的优良去除剂。多孔碳材料由于价格低廉、降解量高、易于分离等特点而被广泛应用于有机废水的处理。如，Li等利用污水污泥制成多孔生物碳降解BPA，发现降解主要是均相和化学过程，但是其降解效果受环境因子pH与溶解性有机质（DOM），变化的影响较大。Shao等采用废弃烟头制备的多孔碳微球对双酚A（BPA）具有较好的降解性能，最大降解量为865mg/g，但是其降解速度较慢、效率较低，而且也容易受环境因子pH与溶解性有机质（DOM）变化的影响。