去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)，包括一陽(yáng)極室、一陽(yáng)極、兩陰離子交換樹(shù)脂、兩脫鹽室、兩陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、兩陰極、兩導(dǎo)線和至少一連接管；脫鹽室設(shè)置于陽(yáng)極室的兩側(cè)，陰離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于陽(yáng)極室與脫鹽室之間；陽(yáng)極設(shè)置于陽(yáng)極室內(nèi)，兩陰極分別設(shè)置于兩脫鹽室遠(yuǎn)離陽(yáng)極室的外側(cè)，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于脫鹽室與陰極之間；陽(yáng)極室的頂部設(shè)置有一進(jìn)水口，兩脫鹽室的頂部分別設(shè)置有一出水口，陽(yáng)極室的底部與兩脫鹽室的底部通過(guò)連接管連通；陽(yáng)極和兩陰極之間通過(guò)導(dǎo)線連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)的一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)海水中多環(huán)芳烴的去除、海水的淡化以及海水資源的再生利用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)
本技術(shù)涉及環(huán)境地球化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加深，社會(huì)對(duì)水資源、能源資源的需求日益增大。多環(huán)芳烴(PAHs)是煤，石油，木材，煙草，有機(jī)高分子化合物等不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性碳?xì)浠衔铮渚哂写偈股矬w致癌、致畸、致突變等危害，會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)行傳遞和遷移，嚴(yán)重威脅到生態(tài)環(huán)境健康安全。此外，多環(huán)芳烴經(jīng)徑流等多種方式排流入海，極易造成嚴(yán)重的海洋污染，為海水利用造成難度。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)海水中多環(huán)芳烴的去除方法主要包括物理法、化學(xué)法以及生物法。物理法通過(guò)吸附、水解、縮聚等反應(yīng)使產(chǎn)生的高分子聚合物凝絮沉淀，達(dá)到海水中多環(huán)芳烴的有效去除，但存在不徹底性，殘留聚合物以及未處理完的多環(huán)芳烴極易產(chǎn)生二次污染；化學(xué)法采用催化、氧化等手段去除海水中的多環(huán)芳烴，具有一定效果，但化學(xué)法會(huì)產(chǎn)生二次污染物，有一定的毒害作用，限制了其規(guī)模化應(yīng)用；生物法包括微生物降解法、植物降解法等，采用不同的菌群對(duì)海水中的多環(huán)芳烴進(jìn)行降解，可持續(xù)性高，但效率低。現(xiàn)存方法存在處理效率低、不能徹底去除污染物和對(duì)大體積水體難以實(shí)施、易受溫度等條件的影響等缺點(diǎn)，并且如今市場(chǎng)上并沒(méi)有專門(mén)針對(duì)多環(huán)芳烴降解裝置的研究，現(xiàn)存方法難以適應(yīng)規(guī)模化降解的需求。同時(shí)，淡水危機(jī)導(dǎo)致淡水資源開(kāi)發(fā)變得更加困難，隨著水污染的加重更促進(jìn)了多環(huán)芳烴污染物去除與海水淡化工程的開(kāi)展。因此急需一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)及方法，在實(shí)現(xiàn)海水中多環(huán)芳烴的去除、海水的淡化以及海水資源的再生利用，也對(duì)提升水域生態(tài)環(huán)境的安全、提高海水的利用效果與價(jià)值具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本技術(shù)提供一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)海水中多環(huán)芳烴的去除、海水的淡化以及海水資源的再生利用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)，包括一陽(yáng)極室、一陽(yáng)極、兩陰離子交換樹(shù)脂、兩脫鹽室、兩陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、兩陰極、兩導(dǎo)線和至少一連接管；所述脫鹽室設(shè)置于所述陽(yáng)極室的兩側(cè)，所述陰離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于所述陽(yáng)極室與所述脫鹽室之間；所述陽(yáng)極設(shè)置于所述陽(yáng)極室內(nèi)，兩所述陰極分別設(shè)置于兩所述脫鹽室遠(yuǎn)離所述陽(yáng)極室的外側(cè)，所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于所述脫鹽室與所述陰極之間；所述陽(yáng)極室的頂部設(shè)置有一進(jìn)水口，兩所述脫鹽室的頂部分別設(shè)置有一出水口，所述陽(yáng)極室的底部與兩所述脫鹽室的底部通過(guò)所述連接管連通；所述陽(yáng)極和兩所述陰極之間通過(guò)所述導(dǎo)線連接。優(yōu)選地，所述陽(yáng)極室內(nèi)設(shè)置有填料，所述填料的粒徑為1mm～5mm。優(yōu)選地，所述填料采用粉煤灰合成沸石，所述粉煤灰合成沸石負(fù)載TiO2光催化劑。優(yōu)選地，所述陽(yáng)極與所述陰極的表面積比為14:1。優(yōu)選地，所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和所述陰離子交換樹(shù)脂的厚度為0.2mm～0.5mm。優(yōu)選地，所述陽(yáng)極上附著有產(chǎn)電沸石，所述產(chǎn)電沸石負(fù)載TiO2。本技術(shù)由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：采用雙脫鹽室、單室陽(yáng)極室，取消陰極室的結(jié)構(gòu)，在減小占地面積的同時(shí)，又極大地提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在脫鹽室兩側(cè)設(shè)置陰離子交換樹(shù)脂和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，通過(guò)樹(shù)脂對(duì)陰陽(yáng)離子的吸附實(shí)現(xiàn)脫鹽，不僅可以實(shí)現(xiàn)海水脫鹽，而且還可以防止氧氣通過(guò)陰極滲透至陽(yáng)極影響陽(yáng)極的反映效率。陽(yáng)極與陰極通過(guò)導(dǎo)線相連通形成外電路。同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部存在的電場(chǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)樹(shù)脂的脫附再生與陰陽(yáng)離子的移除，最終從效果上降低系統(tǒng)的內(nèi)阻，提高其污水凈化、產(chǎn)電及脫鹽過(guò)程的效率。填料采用粉煤灰合成沸石，所述粉煤灰合成沸石負(fù)載TiO2光催化劑，能夠在pH遠(yuǎn)離3.0，紫外光的激發(fā)照射高于其禁帶寬度(3.2eV)光輻射的條件下，短時(shí)內(nèi)對(duì)海水中有機(jī)污染物進(jìn)行高效降解、對(duì)有毒污染物進(jìn)行長(zhǎng)效去除，去除率高達(dá)80％-95％，并具有脫鹽功能，脫鹽率達(dá)到90％-99％；并避免了其強(qiáng)氧化性和還原性的過(guò)釋，活性高、熱穩(wěn)定性好、運(yùn)行效能較佳，且處理含有多環(huán)芳烴的海水時(shí)適用性強(qiáng)、多環(huán)芳烴去除效果好、脫鹽率高。粉煤灰作為主要的固體廢棄物，將其合成使用，顯示了“以廢治廢”的作用過(guò)程，減少了因粉煤灰處理不當(dāng)而產(chǎn)生的大氣污染、水體污染；提高了粉煤灰的附加值及利用率，并將粉煤灰合成沸石負(fù)載TiO2用于海水污染治理與淡化領(lǐng)域，增強(qiáng)了海水的可用性，安全有效地實(shí)現(xiàn)海水多環(huán)芳烴的去除與海水淡化的雙重效果。TiO2作為一種清潔、低成本的催化物質(zhì)，無(wú)毒、穩(wěn)定性好且成本低，加入Ce3+后，擴(kuò)展了TiO2光催化劑的光譜響應(yīng)范圍，提高了可見(jiàn)光的利用率，極大地提升了TiO2脫鹽系統(tǒng)的運(yùn)行效率。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)實(shí)施例的去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面根據(jù)附圖1，給出本技術(shù)的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本技術(shù)的功能、特點(diǎn)。請(qǐng)參閱圖1，本技術(shù)實(shí)施例的一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)，包括一陽(yáng)極室1、一陽(yáng)極、兩陰離子交換樹(shù)脂2、兩脫鹽室3、兩陽(yáng)離子交換樹(shù)脂4、兩陰極5、兩導(dǎo)線6和至少一連接管7；脫鹽室3設(shè)置于陽(yáng)極室1的兩側(cè)，陰離子交換樹(shù)脂2隔設(shè)于陽(yáng)極室1與脫鹽室3之間；陽(yáng)極設(shè)置于陽(yáng)極室1內(nèi)，兩陰極5分別設(shè)置于兩脫鹽室3遠(yuǎn)離陽(yáng)極室1的外側(cè)，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂4隔設(shè)于脫鹽室3與陰極5之間；陽(yáng)極室1的頂部設(shè)置有一進(jìn)水口8，兩脫鹽室3的頂部分別設(shè)置有一出水口9，陽(yáng)極室1的底部與兩脫鹽室3的底部通過(guò)連接管7連通；陽(yáng)極和兩陰極5之間通過(guò)導(dǎo)線6連接。陽(yáng)極室1內(nèi)設(shè)置有填料10，填料10的粒徑為1mm～5mm。本實(shí)施例中，填料10采用粉煤灰合成沸石，粉煤灰合成沸石負(fù)載TiO2光催化劑。陽(yáng)極與陰極5的表面積比為14:1。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂4和陰離子交換樹(shù)脂2的厚度為0.2mm～0.5mm。陽(yáng)極上附著有產(chǎn)電沸石，所述產(chǎn)電沸石負(fù)載TiO2。陰極5的材質(zhì)包括鉑和活性炭纖維。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂4的材質(zhì)包括：強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、強(qiáng)堿性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或弱堿性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；陰離子交換樹(shù)脂2的材質(zhì)包括：強(qiáng)酸性陰離子交換樹(shù)脂、強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂、弱酸性陰離子交換樹(shù)脂或弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂包括磺酸基交換樹(shù)脂；強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂包括季胺基陰離子交換樹(shù)脂；弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂包括羧基交換樹(shù)脂；弱堿性陰離子交換樹(shù)脂包括伯胺基交換樹(shù)脂。例如：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂4和陰離子交換樹(shù)脂2采用磺酸基陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。陽(yáng)極室1內(nèi)的填料10還可為石墨顆粒或活性炭等。使用本技術(shù)實(shí)施例的一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)時(shí)，將含鹽量為20g/L的含鹽水連續(xù)流入脫鹽室3，陰離子和陽(yáng)離子分別吸附在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂4和陰離子交換樹(shù)脂2上，實(shí)現(xiàn)脫鹽過(guò)程；陽(yáng)極室1保持厭氧狀態(tài)，可處理的含多環(huán)芳烴的海水進(jìn)入陽(yáng)極室1，在沸石上負(fù)載的TiO2在光解作用下有機(jī)物得到去除，產(chǎn)生的電子經(jīng)外電路傳遞到陰極5實(shí)現(xiàn)外電流，外電流方向?yàn)橛申帢O5指向陽(yáng)極；此時(shí)內(nèi)電流的方向?yàn)橛申?yáng)極指向陰極5，在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下，陽(yáng)離子交本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)，其特征在于，包括一陽(yáng)極室、一陽(yáng)極、兩陰離子交換樹(shù)脂、兩脫鹽室、兩陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、兩陰極、兩導(dǎo)線和至少一連接管；所述脫鹽室設(shè)置于所述陽(yáng)極室的兩側(cè)，所述陰離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于所述陽(yáng)極室與所述脫鹽室之間；所述陽(yáng)極設(shè)置于所述陽(yáng)極室內(nèi)，兩所述陰極分別設(shè)置于兩所述脫鹽室遠(yuǎn)離所述陽(yáng)極室的外側(cè)，所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于所述脫鹽室與所述陰極之間；所述陽(yáng)極室的頂部設(shè)置有一進(jìn)水口，兩所述脫鹽室的頂部分別設(shè)置有一出水口，所述陽(yáng)極室的底部與兩所述脫鹽室的底部通過(guò)所述連接管連通；所述陽(yáng)極和兩所述陰極之間通過(guò)所述導(dǎo)線連接。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種去除海水中多環(huán)芳烴的脫鹽系統(tǒng)，其特征在于，包括一陽(yáng)極室、一陽(yáng)極、兩陰離子交換樹(shù)脂、兩脫鹽室、兩陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、兩陰極、兩導(dǎo)線和至少一連接管；所述脫鹽室設(shè)置于所述陽(yáng)極室的兩側(cè)，所述陰離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于所述陽(yáng)極室與所述脫鹽室之間；所述陽(yáng)極設(shè)置于所述陽(yáng)極室內(nèi)，兩所述陰極分別設(shè)置于兩所述脫鹽室遠(yuǎn)離所述陽(yáng)極室的外側(cè)，所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂隔設(shè)于所述脫鹽室與所述陰極之間；所述陽(yáng)極室的頂部設(shè)置有一進(jìn)水口，兩所述脫鹽室的頂部分別設(shè)置有一出水口，所述陽(yáng)極室的底部與兩所述脫鹽室的底部通過(guò)所述連接...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張飲江，董奕岑，盧家磊，徐成龍，畢子昊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海海洋大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：上海;31