【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水污染治理，具體來說，涉及一種基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置及方法。
技術介紹
1、隨著環境保護意識的不斷提高和科技的不斷進步，新污染物治理管控工作正在全面推進，許多以前被忽視的、濃度低、生物難以降解的新型污染物逐漸進入了環境管理者的視野和管控目標范圍中。這些新型污染物包括但不限于污染水中的抗生素殘留以及pfas（全氟和多氟烷基物質，per-?and?polyfluoroalkyl?substances）等化合物。這些物質雖然濃度不高，卻對環境和生態系統造成潛在的長期危害，因此亟需有效的治理方法。
2、傳統的污水處理方法，如廣泛使用的活性污泥法，在面對這些新型污染物時往往顯得力不從心。這些方法難以有效降解這些物質以使其達到排放標準，導致這些污染物持續排放到環境中，在環境中不斷富集，對生態系統造成持續的毒害作用，甚至可能干擾生物體的內分泌系統，造成更為廣泛和深遠的影響。電解技術被認為是一種可以有效降解pfas等難降解污染物的潛在方法。這種技術通過電化學反應來分解污染物，理論上可以將其轉化為無害物質。然而，在實際應用中，由于這類新型污染物在污染水中的濃度通常很低，電解過程中往往會對水及污染水中的其它化合物進行電解，能耗特別高，而對此類污染物的降解效率很低，處理效果差，難以滿足大規模污染水處理需求。因此，急需一種處理裝置，可對新污染物地下水中的新型污染物進行快速、高效處理。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：提供一種基于生物-電解技術的
2、為解決上述技術問題，本專利技術實施例采用如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術實施例提供一種基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，包括生化池和電解池，生化池與電解池連通；生化池的底部設有進水管和曝氣管；所述電解池的相對兩池壁內側分別設有電極板，電極板的內側設有鐵粉層，兩層鐵粉層之間設有吸附層。
4、作為本專利技術實施例的進一步改進，所述吸附層采用導電聚合物、石墨烯及其衍生物、碳納米管、活性炭復合材料或金屬有機框架與碳基復合材料制成。
5、作為本專利技術實施例的進一步改進，還包括清水池，電解池的進水口與生化池連通，出水口與清水池連通；所述清水池內設有旋轉組件，旋轉組件經發電機和變換器與蓄電池連接，蓄電池為電極板供電。
6、作為本專利技術實施例的進一步改進，所述進水口位于電解池的一側池壁的下部，出水口位于電解池的另一側池壁的上部。
7、作為本專利技術實施例的進一步改進，所述出水口的底面傾斜向下設置。
8、作為本專利技術實施例的進一步改進，所述生化池的頂端覆蓋有太陽能組件，太陽能組件通過變換器與蓄電池連接。
9、作為本專利技術實施例的進一步改進，所述出水口的流通量小于進水口的流通量。
10、第二方面，本專利技術實施例還提供一種基于生物-電解技術的新污染物地下水處理方法，采用第一方面提供的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置；所述方法包括：
11、步驟10，向生化池中輸入污染水，進行曝氣，通過生物降解處理污染水中的有機污染物，處理后的污染水進入電解池中；
12、步驟20，污染水在電解池中由進水口流向出水口，鐵粉層和吸附層吸附污染水中的污染物，最后水從出水口流出；
13、步驟30，在出水口處檢測水中污染物的濃度，如果濃度超過預設閾值，則停止向生化池中輸入污染水；電極板通電，對鐵粉層和吸附層中吸附的污染物進行電解；預設時間段后，電極板斷電，向生化池中輸入污染水。
14、作為本專利技術實施例的進一步改進，步驟30中，進行電解時，鐵粉層和吸附層一方面供給污染物電子，另一方面產生大量的自由基，與吸附在表面的污染物進行反應；當大分子污染物降解成帶陰陽不同離子基團的小分子時，分別向兩個電極板遷移，在遷移過程中，降解后的小分子污染物被鐵粉層進一步吸附催化降解。
15、作為本專利技術實施例的進一步改進，還包括：
16、步驟40，從電解池的出水口流出的水落入清水池中，在從上向下流動過程中，帶動旋轉組件轉動，驅動發動機發電，通過變換器將電存儲在蓄電池中；生化池上方的太陽能組件吸收太陽光照轉換為電能，通過變換器將電存儲在蓄電池中。
17、與現有技術相比，本專利技術的技術方案具有以下有益效果：
18、（1）本專利技術提供的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置及方法，先利用生化池對污染水中的大部分有機污染物進行生物降解，然后再利用電解池對污染水中的抗生素、pfas等新型污染物進行吸附，有效去除污染水中的新型污染物，并使得新型污染物的濃度在吸附層中濃縮，通過正負電極通電對吸附層中的新型污染物進行電解，不會過多電解水和其他污染物，提高電解效率；本專利技術先利用生物降解，大大降低污染水中污染物濃度后輸入電解池，可減輕吸附層的處理負擔，防止吸附層短時間飽和，提高處理效率；在電極板與吸附層之間設置鐵粉層，鐵粉層可吸附新型污染物，提高污染物處理效果，而且，電解時，鐵粉層不僅供給污染物電子，還產生大量的自由基，與吸附在表面的污染物進行反應，當大分子污染物降解成帶陰陽不同離子基團的小分子時，分別向兩個電極板遷移，在遷移過程中，降解后的小分子污染物被鐵粉層進一步吸附催化降解，提高降解效率；對出水中污染物濃度進行實時監測，在出水污染物濃度達到預設閾值時，即吸附層即將飽和，電極板通電對吸附層中的新污染物進行電解，預設時間段后，停止通電，保證處理效率的同時降低能耗。
19、（2）本專利技術中的吸附層采用導電材料制成，具有導電功能的吸附層不僅可以吸附污染物，而且電極通電后，一方面導電材料表面供給污染物電子，另一方面導電材料表面產生大量的自由基，與吸附在導電材料表面的污染物進行反應，大大提高了氧化還原降解的能力，從而降低電解能耗，提高電解效率。
20、（3）本專利技術利用從電解池的出水口流出的水落入清水池的過程中，帶動旋轉組件轉動，驅動發動機發電，通過變換器將電存儲在蓄電池中；同時，利用生化池上方的太陽能組件吸收太陽光照轉換為電能，通過變換器將電存儲在蓄電池中，用于電解時供電，充分利用新能源，節約成本。
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1.一種基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，包括生化池（1）和電解池（2），生化池（1）與電解池（2）連通；生化池（1）的底部設有進水管和曝氣管（9）；所述電解池（2）的相對兩池壁內側分別設有電極板（202），電極板（202）的內側設有鐵粉層（203），兩層鐵粉層（203）之間設有吸附層（204）。
2.根據權利要求1所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，所述吸附層（204）采用導電聚合物、石墨烯及其衍生物、碳納米管、活性炭復合材料或金屬有機框架與碳基復合材料制成。
3.根據權利要求1所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，還包括清水池（3），電解池（2）的進水口（201）與生化池（1）連通，出水口（205）與清水池（3）連通；所述清水池（3）內設有旋轉組件（4），旋轉組件（4）經發電機（5）和變換器（6）與蓄電池（7）連接，蓄電池（7）為電極板（202）供電。
4.根據權利要求3所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，所述進水口（201）位于電解池的一側池
5.根據權利要求4所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，所述出水口（205）的底面傾斜向下設置。
6.根據權利要求3所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，所述生化池（1）的頂端覆蓋有太陽能組件（8），太陽能組件（8）通過變換器（6）與蓄電池（7）連接。
7.根據權利要求3所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，所述出水口（205）的流通量小于進水口（201）的流通量。
8.一種基于生物-電解技術的新污染物地下水處理方法，其特征在于，采用權利要求1～7任意一項所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置；所述方法包括：
9.根據權利要求8所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理方法，其特征在于，步驟30中，進行電解時，鐵粉層（203）和吸附層（204）一方面供給污染物電子，另一方面產生大量的自由基，與吸附在表面的污染物進行反應；當大分子污染物降解成帶陰陽不同離子基團的小分子時，分別向兩個電極板遷移，在遷移過程中，降解后的小分子污染物被鐵粉層進一步吸附催化降解。
10.根據權利要求8所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理方法，其特征在于，還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，包括生化池（1）和電解池（2），生化池（1）與電解池（2）連通；生化池（1）的底部設有進水管和曝氣管（9）；所述電解池（2）的相對兩池壁內側分別設有電極板（202），電極板（202）的內側設有鐵粉層（203），兩層鐵粉層（203）之間設有吸附層（204）。
2.根據權利要求1所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，所述吸附層（204）采用導電聚合物、石墨烯及其衍生物、碳納米管、活性炭復合材料或金屬有機框架與碳基復合材料制成。
3.根據權利要求1所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，還包括清水池（3），電解池（2）的進水口（201）與生化池（1）連通，出水口（205）與清水池（3）連通；所述清水池（3）內設有旋轉組件（4），旋轉組件（4）經發電機（5）和變換器（6）與蓄電池（7）連接，蓄電池（7）為電極板（202）供電。
4.根據權利要求3所述的基于生物-電解技術的新污染物地下水處理裝置，其特征在于，所述進水口（201）位于電解池的一側池壁的下部，出水口（205）位于電解池的另一側池壁的上部。
5.根據權利要求4...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘道旭，王水，劉偉，朱冰清，蔣林惠，
申請(專利權)人：江蘇省環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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