[發明專利]一種TiO2光催化降解地下水中四氯化碳裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 201610202544.5
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105692919B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 張惠芳
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F1/32;C02F1/74;C02F1/58;C02F103/06
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 王新生

技術領域

本發明屬于地下水污染處理裝置領域，具體涉及一種TiO₂光催化降解地下水中四氯化碳裝置及其工作方法。

背景技術

四氯化碳(CCl₄)是一種人工合成的低沸點有機氯代烴(比重1.591g/cm³，沸點 77℃)，微溶于水。國外研究表明：四氯化碳屬于典型的肝臟毒物，高濃度時，首先是影響中樞神經系統，隨后影響肝、腎。它在環境中具有持久性、長期殘留性和生物蓄積性，因此自1979年被美國EPA列入了“含四氯化碳實驗室中優先控制的污染物”，也被我國列入了 68種“水中優先控制的污染物”名單。

上個世紀七十年代由于大量制造和使用農藥，造成了一些地區實驗室中被四氯化碳污染，如美國的密西根含水層和加拿大渥太華附近的含水層均受到過四氯化碳的污染(在含水層中它多以非水相(NAPL)存在)。

美國前Fortord Army軍事基地造成的污染使得Marina的市政供水中CCl₄超標，2000 年8月測得CCl₄濃度達15μg/L。美國Livermore地區的實驗室排放殘液中監測發現有毒有害垃圾的堆放導致CCl₄污染物的產生，有毒物質滲濾液中CCl₄的濃度高達500μg/L。2000 年4月，Hafner&Sons垃圾填埋場附近的MW-10井中實驗室中CCl₄濃度達6.3μg/L。

現有治理技術

四氯化碳是常見的有機污染物，容易隨雨水或灌溉水通過淋溶作用進入土壤和水體，引起土壤和水體的污染。目前有關實驗室中四氯化碳殘液污染治理的傳統方法有以下幾種。

1.活性炭吸附法

用活性炭吸附水源中的四氯化碳殘液，無需添加任何化學試劑，技術要求不高，低濃度吸附效果好，一些難以降解的物質可直接吸附在活性炭上。通過考察了活性炭投加量、吸附時間、溫度等因素對去除效果的影響。

此法工藝成熟，操作簡單效果可靠，但吸附效率不穩定，四氯化碳殘液處于低濃度時效果好，高濃度時處理不穩定，有效吸附壽命短，載體需要進行二次解吸才能進行循環運用，且通過溶劑解吸后的溶液，又形成含四氯化碳的混合體，如何再將其分離，需要進一步研究。

2.原位化學氧化法

原位化學修復技術采用的氧化劑高錳酸鹽、Fenton試劑、過氧化氫和過硫酸鹽等。將氧化劑注入含有大量的天然鐵礦物，在鐵礦物催化的作用下氧化反應能有效修復有機污染物。研究表明原位化學修復技術容易使修復區產生礦化、土壤板結、透水性差，改變了修復區結構。

3.生物修復法

利用生物注射和有機粘土吸附生物活性菌，通過生物的代謝作用，減少地下環境中有毒有害化合物的工程技術方法，原位生物修復法能夠處理大范圍的污染物，并且能完全分解污染物。

目前原位生物法對于處理實驗室中有機物污染源是一項新興的技術，生物修復的關鍵因素是合適的電子受體，而氧是最好的電了受體，由于在此環境中缺乏氧這一電子受體，同時微生物營養物質的供給不足，也使得微生物的生物降解不能持久。

4.滲透反應墻修復法

利用填充有活性反應介質材料的被動反應區，當受污染的實驗室中通過時，其中的污染物質與反應介質發生物理、化學和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，從而使污水得以凈化。

但是滲透性反應墻存在易被堵塞，實驗室中的氧化還原電位等天然環境條件易遭破壞，運行維護相對復雜等缺點，加上雙金屬系統、納米技術成本較高，這些因素阻礙了滲透性反應墻的進一步發展及大力推廣。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種TiO₂光催化降解地下水中四氯化碳裝置，包括進水管1、光催化反應池2、曝氣裝置3、排泥管4、排渣管5、排水管6、控制系統7；所述光催化反應池2一側下部設有進水管1，光催化反應池2另一側設有排水管6、排渣管 5和曝氣裝置3，光催化反應池2底部設有排泥管4，光催化反應池2上部設有控制系統7，所述控制系統7與進水水泵導線連接。