[發明專利]一種同步高效降解BPA和ATE的光還原方法及裝置

在審

• 申請號: 202011156718.1
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112320881A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 顧玉蓉;董紫君;蔣慧杰;唐建軍
• 申請（專利權）人: 深圳職業技術學院
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/70;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 深圳市輝泓專利代理有限公司 44510
• 代理人: 劉海軍;何子揚

本發明申請提供一種同步高效降解BPA和ATE的光還原方法及其裝置，所述裝置包括高壓汞燈、石英反應器、冷卻套管、恒溫冷卻槽，冷卻套管下方設有磁力攪拌器，所述石英反應器上設置有進氣口和出氣口，進氣口與氮氣瓶相通，反應中為避免氧氣的影響，向反應器中持續通入氮氣。所述的方法為新型的水合電子產生方式，利用典型PPCPs之一的BPA作為水合電子引發劑，通過與可提供高光強的光源?高壓汞燈組合，使得光化學體系大量產生水合電子，并用于降解另一典型PPCPs?ATL，進而實現兩種PPCPs同步高效降解。

技術領域

本發明申請提供一種同步去除污水中兩種典型藥品及個人護理品(PPCPs) 的方法及裝置，具體涉及一種在厭氧條件下，利用高壓汞燈作為反應光源，以雙酚A(BPA)作為水合電子引發劑，大量產生水合電子并用于阿替諾爾(ATE) 的降解，最終實現BPA和ATE同步高效降解的工藝，屬于水處理技術領域。

背景技術

PPCPs是一類與人們生活及生產密切相關的新興污染物，其中BPA和ATE 是兩種使用量大且在污水中出現頻率較高的PPCPs。BPA廣泛應用于化工生產活動中，如作為環氧樹脂、聚碳酸酯的中間體和生產原料；而ATL是典型的非抗生素類PPCPs，常被用于治療心血管疾病。PPCPs的大量使用不可避免導致其存在于各類環境介質(特別是水環境)中。毒理學研究證實了PPCPs具有生物累積性、生物毒性及持久性，因此，迫切需要可有效控制水中PPCPs的降解技術。

基于紫外光的PPCPs降解技術已有報導，但此類報導一方面只研究了單一種類PPCPs的降解，另一方面需要向體系中添加光催化劑，帶來了二次污染的風險。本申請探索出一種可同步降解BPA和ATL的光還原方法，且無需向體系中加入光催化劑，對設備無特殊要求、工藝簡單、環境友好。

水合電子(e_aq^-)標準還原電勢為-2.9V，是目前已知還原性最強的活性物種之一，水合電子可通過紫外光解部分離子(Fe²⁺、I^-、SO₃^2-)，也可通過光解有色可溶性有機物(CDOM)產生。CDOM包含的化合物種類較多，如羧酸、酚、酮、醛、醌等。本研究利用酚類物質BPA作為CDOM，以高壓汞燈作為反應光源，通過光解CDOM產生水合電子，并利用產生的水合電子降解ATL。在光反應中，光強是影響水合電子產量的重要因素之一，選用高壓汞燈作為光源可以提供更高的光強，進而提高水合電子產量，最終實現兩種PPCPs的高效降解。

發明內容

鑒于傳統基于水合電子降解污染物的方法都存在一些弊端，如需向體系額外添加試劑、對設備有專門要求等，本發明申請旨在提供一種新型的水合電子產生方式，即利用典型PPCPs之一的BPA作為水合電子引發劑，通過與可提供高光強的光源——高壓汞燈組合，使得光化學體系大量產生水合電子，并用于降解另一典型PPCPs——ATL，進而實現兩種PPCPs同步高效降解。

本發明申請的一個目的是提供一種同步高效降解BPA和ATE的光還原裝置，所述裝置包括：高壓汞燈，所述高壓汞燈下方設有用于盛放含BPA和ATE 的水溶液的密閉的石英反應器，所述石英反應器內部設有轉子，外圍設有冷卻套管，冷卻套管與恒溫冷卻槽相連接，所述冷卻套管下方設有磁力攪拌器，在反應過程中將其打開，配合石英反應器內的轉子，使得反應中溶液一直處于攪拌狀態，確保各組分混合均勻，所述石英反應器上設置有進氣口和出氣口，進氣口與氮氣瓶相通，反應中為避免氧氣的影響，向反應器中持續通入氮氣。

進一步的，所述高壓汞燈內部設有直徑為1-2cm的點光源以及石英反射罩，反射罩可將發光匯聚到一點，從而達到很高的光強。

進一步的，所述高壓汞燈內部包括濾光片，大于425nm的光均被濾掉。

進一步的，所述高壓汞燈底部設有滑動擋板以及與之相連的計時器，可精確控制紫外光照時間。