[發(fā)明專利]一種電催化地下水污染處理的循環(huán)井系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310178317.3
• 申請(qǐng)日: 2023-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN116514265A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲生彥;王朋;馬慧;于成龍;劉世賓;楊冰芮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/78
• 分類號(hào): C02F1/78;C02F1/467;C02F1/72;C02F1/28;C02F103/06;C02F101/30
• 代理公司: 北京之于行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11767
• 代理人: 侯越玲

本發(fā)明涉及一種電催化地下水污染處理的循環(huán)井系統(tǒng)及方法，該循環(huán)井系統(tǒng)包括循環(huán)井主體、電催化臭氧裝置和抽水裝置，循環(huán)井主體具有彼此分隔的上部透水層和下部透水層；電催化臭氧裝置以可活動(dòng)的方式部署在循環(huán)井主體的上部透水層；抽水裝置流體連通于電催化臭氧裝置，用于將待處理污染水經(jīng)下部透水層抽送至該電催化臭氧裝置，以允許電催化臭氧裝置以提供電場(chǎng)至與臭氧接觸的待處理污染水的方式對(duì)待處理污染水進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)循環(huán)的降解處理，并使處理后的污染水通過上部透水層回流至下部透水層，其中，地下有機(jī)污染水在電催化+臭氧的技術(shù)協(xié)同下，發(fā)生Electro?peroxone反應(yīng)，產(chǎn)生OH自由基與地下污染水中的污染物發(fā)生高級(jí)氧化反應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)污染物的降解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下水污染原位修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電催化水污染處理的循環(huán)井系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的污染土壤與地下水的修復(fù)技術(shù)按照處理位置一般可分為原位修復(fù)和異位修復(fù)。原位修復(fù)憑借其對(duì)污染區(qū)域擾動(dòng)不大、工程量較小、經(jīng)濟(jì)效益較好等優(yōu)勢(shì)得到較為廣泛的應(yīng)用。但是針對(duì)污染土與污染地下水的原位修復(fù)通常是將兩者分別作為研究主體，對(duì)二者的修復(fù)是分開進(jìn)行的。

地下水循環(huán)井技術(shù)是一種原位修復(fù)技術(shù)，通過主體井管的特殊設(shè)計(jì)配合曝氣/抽注水驅(qū)動(dòng)作用帶動(dòng)含水層中地下水流動(dòng)，使得地下水在循環(huán)井的周圍含水層一定空間范圍內(nèi)形成垂向三維水流循環(huán)，在有機(jī)物污染地下水修復(fù)中有著較廣泛的應(yīng)用。循環(huán)井技術(shù)具有原理簡(jiǎn)單、污染修復(fù)成本低、設(shè)備操作維護(hù)容易、對(duì)含水層擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還可以耦合多相抽提、原位曝氣、微生物修復(fù)和原位化學(xué)氧化等多種污染修復(fù)技術(shù)，在地下水有機(jī)污染修復(fù)領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用前景，但單一的循環(huán)井技術(shù)難以達(dá)到理想的修復(fù)效果。

臭氧是一種強(qiáng)氧化性物質(zhì)，它可直接氧化或通過催化活化生成活性組分(如羥基自由基)降解污染物。然而臭氧在水中的溶解效率低、穩(wěn)定性差，且很容易發(fā)生自分解，同時(shí)地下環(huán)境介質(zhì)阻礙臭氧遷移限制了其在地下水污染修復(fù)方面的應(yīng)用。

電催化臭氧技術(shù)是結(jié)合了電化學(xué)原理和臭氧氧化技術(shù)而發(fā)明的一類高級(jí)氧化技術(shù)，它利用了臭氧發(fā)生器產(chǎn)出臭氧不純的問題，在電解的作用下將多余的O₂電解為H₂O₂，隨后與O₃發(fā)生過臭氧化反應(yīng)，生成多種自由基，包括羥基自由基、超氧自由基等非選擇性自由基，巧妙的將臭氧氧化技術(shù)中臭氧不純的缺點(diǎn)，外加電解后反而轉(zhuǎn)化成為新技術(shù)的特點(diǎn)。這些產(chǎn)生的高活性自由基會(huì)立即與有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)，并逐級(jí)降解使其徹底礦化為CO₂和H₂O。這類氧化技術(shù)解決了傳統(tǒng)臭氧氧化技術(shù)的缺點(diǎn)，同時(shí)具有污染物降解效率高、選擇性低等特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)地中多類型復(fù)合污染的地下水污染修復(fù)。

而鑒于現(xiàn)有單一循環(huán)井技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，現(xiàn)有技術(shù)鮮有將電催化臭氧技術(shù)與循環(huán)井技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的報(bào)道。

此外，一方面由于對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解存在差異；另一方面由于申請(qǐng)人做出本發(fā)明時(shí)研究了大量文獻(xiàn)和專利，但篇幅所限并未詳細(xì)羅列所有的細(xì)節(jié)與內(nèi)容，然而這絕非本發(fā)明不具備這些現(xiàn)有技術(shù)的特征，相反本發(fā)明已經(jīng)具備現(xiàn)有技術(shù)的所有特征，而且申請(qǐng)人保留在背景技術(shù)中增加相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)之權(quán)利。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有技術(shù)中用于地下水原位修復(fù)的循環(huán)井，主要通過井中曝氣與強(qiáng)化原位生物降解兩種方式實(shí)現(xiàn)污染地下水的凈化。對(duì)于污染物選擇性較高，可修復(fù)的污染類型較局限，只有通過與其他技術(shù)的耦合，才能強(qiáng)化其對(duì)于污染地下水的修復(fù)能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電催化水污染處理的循環(huán)井系統(tǒng)，包括：

循環(huán)井主體，具有彼此分隔的上部透水層和下部透水層。

電催化臭氧裝置，以可活動(dòng)的方式布設(shè)在上部透水層中。