[發明專利]一種實現水中鹵代有機污染物快速降解的方法及系統

有效

• 申請號: 202210497241.6
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114956372B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 鄭雄;吳瑒;陳朗;陳銀廣;金加盛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F1/72;C02F1/00;C02F101/36
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 余瑩

1.一種實現水中鹵代有機污染物快速降解的方法，其特征在于：

所述方法基于實現水中鹵代有機污染物快速降解的系統；

所述系統包括加氫脫鹵反應器(1)、高級氧化反應器(2)、氫氣供氣單元(3)和控制單元(4)；

所述加氫脫鹵反應器(1)包括第一反應器主體(11)、若干膜組件(12)、第一氫氣控制閥(13)、第一污染物檢測單元(14)；

所述膜組件(12)并列垂直設置于第一反應器主體(11)內；所述氫氣供氣單元(3)通過第一氫氣控制閥(13)與膜組件(12)依次連通；所述第一反應器主體(11)內還設有第一污染物檢測單元(14)，根據鹵代有機污染物濃度動態調節氫氣供給壓力，從而保證加氫脫鹵速率與高級氧化速率匹配；

所述高級氧化反應器(2)包括第二反應器主體(21)、若干膜組件(22)、第二氫氣控制閥(23)、第二污染物檢測單元(24)、過硫酸鹽加藥罐(25)、加藥控制閥(26)及回流泵(27)；

所述膜組件(22)設于第二反應器主體(21)內；所述氫氣供氣單元(3)通過第二氫氣控制閥(23)與膜組件(22)連通；所述第二反應器主體(22)內還設有第二污染物檢測單元(24)，根據鹵代有機污染物濃度動態調節回流泵(27)速率，從而保證加氫脫鹵速率與高級氧化速率匹配；

所述過硫酸鹽加藥罐(25)通過加藥控制閥(26)與第二反應器主體(21)連通；

所述控制單元(4)分別連接氫氣供氣單元(3)、第一氫氣控制閥(13)和第二氫氣控制閥(23)、第一污染物檢測單元(14)、第二污染物監測單元(24)、加藥罐(25)以及加藥控制閥(26)；

所述方法包括以下步驟：

S1：將濃度為0.5～1.5mM的鈀酸鹽溶液通入第一反應器主體(11)和第二反應器主體(21)中，打開氫氣供氣單元(3)、第一氫氣控制閥(13)和第二氫氣控制閥(23)，在氫氣供氣壓力條件下將鈀還原負載在膜組件(12)及(22)表面；氫氣壓力為4～8psi，負載時間為12～36h，pH控制為5～9；

S2：將含有鹵代有機污染物的廢水通入第一反應器主體(11)中，在鈀催化和氫氣供氣壓力條件下將鹵代污染物進行還原脫鹵；氫氣供給方式為間歇模式，氫氣供給/停止時間為0～2.0h，水力停留時間為0.5～2h，進水pH為5～9；

S3：關閉第二氫氣控制閥(23)，脫鹵后的廢水流入第二反應器主體(21)中，控制過硫酸鹽加藥罐(25)向第二反應器主體(21)投加過硫酸鹽進行高級氧化，所述過硫酸鹽投加量為0.5～1.5mM，水力停留時間為0.1～1.0h；

S4：通過控制單元(4)、第一污染物檢測單元(14)和第二污染物檢測單元(24)實時檢測第一反應器主體(11)和第二反應器主體(12)中的污染物濃度，利用第一氫氣控制閥(13)動態調節氫氣壓力，以及利用回流泵(27)動態調節回流速率，從而保證加氫脫鹵速率與高級氧化速率匹配。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述膜組件(12)及(22)為聚乙烯無孔中空纖維膜、或聚丙烯無孔中空纖維膜。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述膜組件(12)及(22)沿著水流方向從密到疏排列。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S1中，所述鈀酸鹽為氯化鈀、硫酸鈀或四氯鈀酸鈉。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S1中，控制鈀酸鹽濃度為1mM；氫氣壓力為6psi，負載時間為24h，pH控制為7。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2中，所述含有鹵代有機污染物廢水中，所述污染物包括氯代有機污染物、溴代有機污染物或兩者的混合物。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2中，所述含有鹵代有機污染物廢水濃度為1～100mmol/L。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2中，控制氫氣供給/停止時間為1.0h，水力停留時間為1.0h，進水pH為7。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S3中，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀或兩者混合物；控制過硫酸鹽投加量為1mM，水力停留時間為0.5h。