【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種水處理，特別是一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、近年來(lái)，隨著工業(yè)化的加速和生活方式的改變，水體中的難降解有機(jī)污染物和新污染物日益增多，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的水處理技術(shù)，如混凝、沉淀、生物處理等，往往難以有效去除這些污染物，尤其是新污染物，如內(nèi)分泌干擾物、微塑料、藥物殘留等，它們具有復(fù)雜性、隱蔽性和持久性，對(duì)環(huán)境和人體健康存在長(zhǎng)期潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，急需開發(fā)一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的水處理技術(shù)，以解決當(dāng)前水體污染治理的困境。
2、到目前為止，難降解有機(jī)污染物/新污染物處理方法主要有以下幾種：
3、1.fenton法：fenton法利用fe2+催化過氧化氫（h2o2）產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基（·oh），進(jìn)而氧化分解有機(jī)物。這種方法在ph約為3至4時(shí)效率最高。然而，fenton法存在幾個(gè)關(guān)鍵缺點(diǎn)：需要大量酸堿來(lái)維持反應(yīng)所需的ph值，fe2+的大量消耗會(huì)導(dǎo)致氫氧化鐵污泥的產(chǎn)生，h2o2的高消耗增加了運(yùn)行成本。
4、2.類fenton法：為了解決fenton法的局限性，發(fā)展出了類fenton法，包括電fenton、超聲波fenton和紫外光fenton等。這些方法通過外部能量（如電、聲波、光）來(lái)輔助過氧化氫的活化，理論上可以減少h2o2的需求量。不過，這些改進(jìn)仍然未能徹底解決ph調(diào)節(jié)和污泥生成的問題。
5、3.內(nèi)電解法：內(nèi)電解法利用鐵屑作為濾料，通過電化學(xué)反應(yīng)處理廢水。這種方法同樣需要調(diào)整廢水的ph值至酸性范圍，并且鐵的溶解
6、4.活化過硫酸鹽法：活化過硫酸鹽法是一種利用過硫酸鹽（通常是過一硫酸鹽或過二硫酸鹽）在催化劑作用下產(chǎn)生高活性自由基，從而氧化降解水中有機(jī)污染物的技術(shù)。現(xiàn)有的活化方法有：
7、（1）基于金屬的活化過硫酸鹽法：如過渡金屬離子fe2+、cu2+、mn2+等或金屬氧化物mno2、fe2o3等，它們可以催化過硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基(·so4—)和羥基自由基(·oh)。但存在以下不足：可能引入二次污染，如金屬離子殘留；金屬催化劑的流失和再生困難。
8、（2）非金屬催化劑活化過硫酸鹽法：如碳基材料活化，碳納米管(cnts)、石墨烯、活性炭等，它們通過電子轉(zhuǎn)移機(jī)制活化過硫酸鹽；如mofs（金屬有機(jī)框架）活化，mofs作為新型催化劑，具有高比表面積和可調(diào)控性，能夠高效活化過硫酸鹽。但存在以下不足：材料成本較高；催化劑的穩(wěn)定性和循環(huán)使用性仍有待提高；可能引入二次污染，比如殘留的碳納米管。
9、（3）光催化活化過硫酸鹽法：利用光化催化劑（如tio2、cds等）在紫外光或可見光光照下活化過硫酸鹽，產(chǎn)生自由基。但存在以下不足：光催化效率受光照強(qiáng)度和時(shí)間影響；光催化劑的量子效率較低。
10、（4）等離子體活化過硫酸鹽法：通過等離子體處理，可以增強(qiáng)碳納米管等材料的催化活性，提高過硫酸鹽的活化效率。但存在以下不足：設(shè)備投資和維護(hù)成本相對(duì)較高；技術(shù)成熟度和工業(yè)化應(yīng)用還在發(fā)展中。
11、5.其他方法：除了上述方法，還有焚燒法、多效蒸發(fā)法和鉍酸鈉氧化法等，可能因?yàn)槌杀尽踩曰蛐史矫娴目剂浚@些方法在實(shí)際工程應(yīng)用中較少見。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是：為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，提供一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物/新污染物的方法及裝置。
2、解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，包括以下步驟：常溫常壓下，將含難降解有機(jī)污染物或新污染物的廢水經(jīng)預(yù)處理去除懸浮物，在調(diào)節(jié)池加酸或堿將廢水的ph值調(diào)整至4～10；然后通過提升泵將廢水送至連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中，在將廢水輸送至連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器過程中分別加入藥劑a和藥劑b；廢水在連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中水力停留時(shí)間為1～4h，藥劑a在藥劑b和連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器作用下產(chǎn)生氧化自由基；廢水中的難降解有機(jī)污染物或新污染物在氧化自由基的作用下被礦化為二氧化碳和水、或能生化的小分子有機(jī)物，此時(shí)得到處理后的廢水；連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中的膜組件在產(chǎn)水泵的作用下形成負(fù)壓，處理后的廢水經(jīng)膜組件負(fù)壓過濾后排出，廢水處理完成。
3、本專利技術(shù)的進(jìn)一步技術(shù)方案是：藥劑a的投加量為50～1000mg/l?廢水，藥劑b的投加量為100～500mg/l?廢水；藥劑b作為不消耗藥劑，在廢水在連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中循環(huán)，有效循環(huán)時(shí)間12～48h后可替換。
4、藥劑a為單過硫酸氫鹽，藥劑a為單過硫酸氫鉀、單過硫酸氫鈉中一種或兩種。
5、藥劑b包括以下質(zhì)量份數(shù)比的組份：納米鉍酸鈉1份，無(wú)水乙醇1.5-2份，羥基化多壁碳納米管1份，濃度65%-80%的鹽酸溶液1-2份，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-30%的乙酸鈉溶液1份，聚苯乙炔1份，四氫呋喃按質(zhì)量比1.5-2.5份。
6、本專利技術(shù)的進(jìn)一步技術(shù)方案是：藥劑b的方法制備為：常溫常壓下，
7、步驟a.將納米鉍酸鈉與無(wú)水乙醇按質(zhì)量比1:1.5-2混合并超聲溶解5-10min，得到納米鉍酸鈉分散液；
8、步驟b.將羥基化多壁碳納米管與濃度65%-80%的鹽酸溶液按質(zhì)量比1:1-2混合并超聲溶解30-60min，然后抽濾、去離子水洗滌、干燥，得到酸化后的羥基化多壁碳納米管；
9、步驟c.將步驟b得到的酸化后的羥基化多壁碳納米管與步驟a得到的納米鉍酸鈉分散液按質(zhì)量比1:1-1.2混合并超聲溶解60-120min，然后經(jīng)抽濾、去離子水和乙二醇洗滌兩次及以上、干燥得到鉍酸鈉-羥基化多壁碳納米管；
10、步驟d.用去離子水配制質(zhì)量濃度10%-30%的乙酸鈉溶液，將步驟c得到的鉍酸鈉-羥基化多壁碳納米管與乙酸鈉溶液按質(zhì)量1:1-1.5混合并超聲分散30-60min，得到乙酸鈉-鉍酸鈉-羥基化多壁碳納米管；
11、步驟e.將聚苯乙炔與四氫呋喃按質(zhì)量比1:1.5-2.5混合并超聲分散60-120min，得到溶液聚苯乙炔-四氫呋喃；
12、步驟f.將步驟e中所得溶液聚苯乙炔-四氫呋喃與步驟d中的乙酸鈉-鉍酸鈉-羥基化多壁碳納米管按質(zhì)量比1.1-1.2:1混合并超聲分散30-60min，完畢，將所得溶液注入噴霧干燥機(jī)，干燥溫度120-200℃，噴霧壓力為30-40mpa，干燥后得鉍酸鈉-羥基化多壁碳納米管顆粒材料，即藥劑b。
13、本專利技術(shù)的進(jìn)一步技術(shù)方案是：連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器包括藥劑a加藥系統(tǒng)、藥劑b加藥系統(tǒng)、微納米氣泡發(fā)生器和反應(yīng)塔，反應(yīng)塔從下至上分別依次設(shè)有污水布水管、微納米氣泡釋放管、電極板、三相分離器、膜組件和出水管，污水布水管分別與a加藥系統(tǒng)和藥劑b加藥系統(tǒng)連接，微納米氣泡釋放管與微納米氣泡發(fā)生器連接。
14、電極板的正極與負(fù)極交替排序，正極為石墨電極，陰極為鈦板電極，正極和負(fù)極間的間距為5-15cm，正極與直流充電機(jī)的正極連接，負(fù)極與低壓直流充電機(jī)的負(fù)極連接，低壓直流充電機(jī)輸出電壓本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：包括以下步驟：常溫常壓下，將含難降解有機(jī)污染物或新污染物的廢水經(jīng)預(yù)處理去除懸浮物，在調(diào)節(jié)池加酸或堿將廢水的pH值調(diào)整至4～10；然后通過提升泵將廢水送至連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中，在將廢水輸送至連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器過程中分別加入藥劑A和藥劑B；廢水在連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中水力停留時(shí)間為1～4H，藥劑A在藥劑B和連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器作用下產(chǎn)生氧化自由基；廢水中的難降解有機(jī)污染物或新污染物在氧化自由基的作用下被礦化為二氧化碳和水、或能生化的小分子有機(jī)物，此時(shí)得到處理后的廢水；連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中的膜組件在產(chǎn)水泵的作用下形成負(fù)壓，處理后的廢水經(jīng)膜組件負(fù)壓過濾后排出，廢水處理完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：藥劑A的投加量為50～1000mg/L?廢水，藥劑B的投加量為100～500mg/L?廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：藥劑A為單過硫酸氫鹽，藥劑A為單過硫酸氫鉀、單過硫酸氫鈉中一種或兩種
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：藥劑B包括以下質(zhì)量份數(shù)比的組份：納米鉍酸鈉1份，無(wú)水乙醇1.5-2份，羥基化多壁碳納米管1份，濃度65%-80%的鹽酸溶液1-2份，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-30%的乙酸鈉溶液1份，聚苯乙炔1份，四氫呋喃按質(zhì)量比1.5-2.5份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：藥劑B的方法制備為：常溫常壓下，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器包括藥劑A加藥系統(tǒng)、藥劑B加藥系統(tǒng)、微納米氣泡發(fā)生器和反應(yīng)塔，反應(yīng)塔從下至上分別依次設(shè)有污水布水管、微納米氣泡釋放管、電極板、三相分離器、膜組件和出水管，污水布水管分別與A加藥系統(tǒng)和藥劑B加藥系統(tǒng)連接，微納米氣泡釋放管與微納米氣泡發(fā)生器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：電極板的正極與負(fù)極交替排序，正極為石墨電極，陰極為鈦板電極，正極和負(fù)極間的間距為5-15cm，正極與直流充電機(jī)的正極連接，負(fù)極與低壓直流充電機(jī)的負(fù)極連接，低壓直流充電機(jī)輸出電壓設(shè)置5-25V。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：三相分離器由多個(gè)三角槽板組成，三角槽板頂角為60-80°，三角槽板的垂直高度為20-30cm，三角槽板頂角的集氣區(qū)開設(shè)有排氣孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：三相分離器由三角槽板排列構(gòu)成，三角槽板分別排列放置形成一層三角槽板，三相分離器從下至上設(shè)有多層三角槽板，上下層三角槽板以錯(cuò)峰方式排列安裝，上層三角槽板與下層三角槽板的縫隙水平投影距離為5-15cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：膜組件由絲狀中空纖維膜組成，浸沒在反應(yīng)塔液面至少30cm以下，絲狀纖維膜孔徑小于0.1μm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：包括以下步驟：常溫常壓下，將含難降解有機(jī)污染物或新污染物的廢水經(jīng)預(yù)處理去除懸浮物，在調(diào)節(jié)池加酸或堿將廢水的ph值調(diào)整至4～10；然后通過提升泵將廢水送至連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中，在將廢水輸送至連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器過程中分別加入藥劑a和藥劑b；廢水在連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中水力停留時(shí)間為1～4h，藥劑a在藥劑b和連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器作用下產(chǎn)生氧化自由基；廢水中的難降解有機(jī)污染物或新污染物在氧化自由基的作用下被礦化為二氧化碳和水、或能生化的小分子有機(jī)物，此時(shí)得到處理后的廢水；連續(xù)流膜化學(xué)反應(yīng)器中的膜組件在產(chǎn)水泵的作用下形成負(fù)壓，處理后的廢水經(jīng)膜組件負(fù)壓過濾后排出，廢水處理完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：藥劑a的投加量為50～1000mg/l?廢水，藥劑b的投加量為100～500mg/l?廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：藥劑a為單過硫酸氫鹽，藥劑a為單過硫酸氫鉀、單過硫酸氫鈉中一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征在于：藥劑b包括以下質(zhì)量份數(shù)比的組份：納米鉍酸鈉1份，無(wú)水乙醇1.5-2份，羥基化多壁碳納米管1份，濃度65%-80%的鹽酸溶液1-2份，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-30%的乙酸鈉溶液1份，聚苯乙炔1份，四氫呋喃按質(zhì)量比1.5-2.5份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除水中難降解有機(jī)污染物或新污染物的方法，其特征...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周鵬，許藝馨，李釗，溫承欽，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣西物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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