[發明專利]一種基于UV氧化光解修復地下水中多氯聯苯的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210585735.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103058456A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 何理;樊星;盧宏瑋
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/32;C02F101/36
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術領域

本發明屬于多氯聯苯污染環境修復技術領域，具體涉及一種基于UV氧化光解修復地下水中多氯聯苯的裝置及方法。

背景技術

多氯聯苯（polychlorinated?biphenyls，PCBs）是聯苯在不同程度上，被氯原子取代后生成的人工有機化合物之總稱。因其具有良好的化學惰性、抗熱性、絕緣性等特點，曾經作為一種工業產品大量生產并廣泛應用于電力工業、塑料加工業、化工和印刷等領域。所以當研究證明PCBs具有免疫毒性、神經和發育毒性、肝臟毒性及致畸、致突變、致癌性等危險性質而停止生產和使用時，PCBs在工業上的大量使用已經造成其在環境中的廣泛分布和積累。PCBs這種最具代表性的持久性有機污染物，在我國約有10年生產歷史（1965—1975年），累計生產近萬噸。所以，我國面臨著治理PCBs污染的艱巨任務。

地下水作為地球上重要的水體，與人類社會有著密切的關系。地下水的貯存有如在地下形成一個巨大的水庫，以其穩定的供水條件、良好的水質，而成為農業灌溉、工礦企業以及城市生活用水的重要水源。據不完全統計，我國地下水的開采利用量約占全國總用水量的10%到15%，其中北方各省區由于地表水資源不足，地下水開采利用量很大。地表以下地層復雜，地下水流動極其緩慢，因此，地下水污染具有過程緩慢、不易發現和難以治理的特點。地下水一旦受到污染，即使徹底消除其污染源，自然修復也要十幾年甚至幾十年才能使水質復原。存在于環境中的PCBs以不同途徑釋放、沉降到土壤中，溶解于地下水中。若被污染的地下水不經處理就被工農業利用，甚至作為飲用水源，將會對人們的生命安全造成極大威脅。

自從人們認識到多氯聯苯的污染狀況和對人與環境的危害，許多科學工作者便投入到多氯聯苯污染治理的研究中。目前，工業技術和試驗方法主要包括熱處理、化學處理、光降解和生物處理幾方面的技術。熱處理技術可以分為高溫處理法和低溫處理法兩大類：高溫處理法是一個被廣泛采用的廢物處理方式，但其處理條件要求嚴苛、成本較高且容易生成二惡英；有研究表明低溫處理法針對低濃度的PCBs有著較好的處理效果，但處理高濃度的PCBs則表現不佳。化學處理法就是在一定條件下，用其他試劑與PCBs發生反應，使之脫氯生成聯苯化合物或其他無毒、低毒物質。化學處理法操作手段多種多樣，所以應用范圍很廣，但化學處理法存在著工藝復雜、處理效率低的缺點，且一些化學處理方法若控制不當很容易產生二次污染。同熱處理和化學處理相比較，光降解和生物處理法是更為綠色和安全的處理手段。光降解多氯聯苯的主要原理是脫氯反應，故經過光降解的降解產物需要進一步處理。生物處理法處理費用低，可以徹底清除污染物，不會對環境造成二次污染，但是只能降解低濃度的廢物且降解速度慢。

發明內容

本發明針對地下水領域多氯聯苯污染修復的空白，結合先進的光降解和生物處理技術，克服了其他修復方法成本高、工藝復雜、難控制、有二次污染等缺點，將光降解的短時高效和生物降解的低耗高效結合起來，提供了一種是一種具有綠色環保、節能高效、經濟先進的修復手段。

一種基于UV氧化光解修復地下水中多氯聯苯的裝置，其地下水收集裝置、光解處理裝置、傳輸泵、生物處理裝置、檢測裝置和回灌裝置順次相連；其中地下水收集裝置、光解處理裝置設置在抽吸井中，傳輸泵、生物處理裝置、檢測裝置和回灌裝置設置在地表；光解處理裝置和生物處理裝置分別與其設置在地表的控制裝置相連。

所述光解處理裝置中光源為紫外光光源，光源的數量為多個，排列方式為多層環狀均勻排列。

所述紫外光光源發出的紫外光的吸收頻譜為200?nm~275?nm。

一種基于UV氧化光解修復地下水中多氯聯苯的方法，其具體步驟如下：

a.?通過實地調查結合模擬優化手段，得到地下水收集裝置、傳輸管道、抽吸井、傳輸泵位置，地下水收集裝置連接傳輸管道將地下水控制在幾個抽吸井抽吸范圍內；

b.?通過地表光解處理裝置的控制裝置控制紫外光的吸收頻譜及光解時長，對污染的地下水進行光解處理；

c.?將經過光解的地下水泵入地上生物處理裝置中，對地下水進行進一步處理；

d.?通過檢測裝置對經過處理的地下水進行檢測，確定多氯聯苯被有效去除；

e.?將處理過的地下水通過回灌裝置回灌地下。

所述步驟a中光解處理裝置的光源為紫外光光源，光源數為多個，排列方式為多層環狀均勻排列。

所述步驟b中紫外光的吸收頻譜為200?nm~275?nm，光解時長為40?s~5?min。

本發明的有益效果為：