一种含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种对含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统及方法，该方法包括如下步骤：将含有机污染物的待处理水体注入反应槽；调节待处理水体的酸碱环境为酸性；在经酸碱调节的待处理水体中产生微纳米气泡，通过微纳米气泡的空化效应降解水体中的有机污染物。本发明专利技术提出的微纳米气泡降解有机物条件：气泡粒径范围、微纳米气泡空化降解pH环境、气泡气源、催化剂及相应辅助催化手段等条件对于微纳米气泡降解有机物技术的应用显著提高了有机物降解处理效果。

Micro nano bubble degradation treatment system and method containing organic pollutant water body

The present invention discloses a kind of organic pollutants in water containing micro bubble degradation treatment system and method. The method comprises the following steps: the treatment of water containing organic pollutants to be injected into the reaction tank; regulating acid-base environment water is acidic; micro nano bubbles in the water to be treated by acid-base regulation, through the degradation of organic pollutants in water cavitation effect of micro nano bubbles in. The invention provides a micro bubble organic matter degradation conditions: the application conditions of bubble size range, micro bubble cavitation bubble, environmental degradation of pH source, catalyst and corresponding auxiliary catalytic means for micro nano bubbles degradation technology can significantly improve the treatment effect of organic matter degradation.

【技术实现步骤摘要】
一种含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统和方法
本专利技术属于水污染处理领域，具体涉及一种含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统和方法。
技术介绍
工业化的迅速发展给人们提供各种生活便利的同时，也让有机污染物成为无处不在的化学品。有机污染物尤其是持久性有机污染物，具有品种多、来源广泛、高累积富集性、高稳定性、高毒性等特征，可对生态环境和人体健康产生致癌、致畸、致突变效应，已成为事关公共卫生健康的重要环境问题。2005年国土资源部对我国七大水系411个地表水监测断面调查表明，水质为I～III类、IV～V类和劣V的断面比例分别为41％、32％和27％，其中珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。七大水系主要呈现为有机物污染，其中主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类。2009年国土资源部地下水调查结果表明，地下水有机污染物主要为半挥发性有机污染物；珠江三角洲、长江三角洲、淮河流域平原区、华北平原等区域地下水有机污染明显；地下水有机污染发达地区比落后地区严重，多集中在城市周边和重化工开发区及影响带范围内，农业地区有机污染也较为严重；污染源呈现点状分布，来源主要为工业、垃圾填埋场、长期排污河渠和受污染的河流、湖泊。上述国家层面调查表明，我国当前地表水和地下水已经受到不同程度的有机污染威胁，开展有机污染治理技术开发，进行防治结合，对于我国水资源保护具有重大意义。水体中有机物种类繁多，其中1，4-二恶烷是一种新型难降解有机污染物，国外有较多的关注，国内在2009年爆发的霸王洗发水环境事件开始引起人们的关注。1，4-二恶烷，又称二氧六环、1，4-二氧己环，无色液体，稍有香味；分子式为C4H8O2，熔点为11.8℃，沸点为101.3℃。1，4-二恶烷可与水和常见有机溶剂混溶，主要用作溶剂、稳定剂、乳化剂和去垢剂等。1995年全球1，4-二恶烷的总产量为8000t～10000t，近90％的1，4-二恶烷用作含氯溶剂的稳定剂，它还可用作醋酸纤维素、乙基纤维素、油漆和染料等的溶剂，1，4-二恶烷也广泛应用于包装、密封、黏附和制药工业。由于其化学结构中2个氧原子的存在，使得亲水性强，在水中溶解性好且稳定；在环境中，易挥发，且难以吸附在土壤中，会快速转移到地下水中；分子结构中没有易水解基团，不吸收自然光，因此在环境中不易水解或光解，容易污染大气、土壤和水体。另外1，4-二恶烷属微毒类物质，人经口500mg/kg可使人产生急性毒性致死；慢性致癌作用主要会引起肝细胞癌、腹膜肿瘤、鼻腔鳞状细胞癌、及横纹肌瘤；国际癌症研究中心(IARC)已将其列为可能的致癌物，EPA建议饮用水浓度不超过30μg/L，美国一些州标准低至＜5μg/L，国内尚未有相关环境限值标准。1，4-二恶烷广泛应用于个人护肤品中，包括洗发水、沐浴露等家用日化产品，美国化妆品要求低于20ppm，澳大利亚为100ppm，中国无具体标准，仅禁止直接加入。1，4-二恶烷可通过吸入、皮肤和消化道等途径进入人体内，危害人体健康。由于具有水溶性好、稳定性强、在水环境中迁移速度快等特点，1，4-二恶烷最终都将进入地下水，威胁地下水环境质量安全。为确保生态环境质量安全，必须开发相应经济高效治理措施。1，4-二恶烷是一种环醚化合物，不易化学分解，其中碳碳键断键需要79kcal/mol能量，碳氧键断键需要85kcal/mol能量，碳氢键断键需要93kcal/mol能量，整体分子分解需要氧化剂的氧化电位大于2.0V。目前在现有技术中，1，4-二恶烷处理方法主要是采用生物降解方法和高级氧化法。生物降解法较多的是采用真菌和放线菌进行降解，但生物降解法受环境条件影响较大，效果不稳定；高级氧化法是目前较为有效的1，4-二恶烷处理方法，主要有芬顿氧化、紫外光氧化、H2O2以及O3氧化法等。高级氧化法的核心是羟基自由基。羟基自由基(·OH)是一种重要的活性氧，具有极强的得电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8V，是自然界中仅次于氟(3.06V)的氧化剂，羟基自由基可将复杂难降解有机物氧化成水和二氧化碳。羟基自由基产生量的大小直接关乎高级氧化的处理效果，工程应用中通常采用两种以上高级氧化技术联用才能达到较好的处理效果，相应处理成本也大幅提高。因此，需要提出一种成本低、处理效果好的有机物污染水体降解处理方法及系统。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理方法及系统。一种对含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统，该系统包括如下组成部分：a)反应槽(19)，用于存放待处理的含有机污染物的水体；b)酸碱调节系统(10)，用于调节待处理水体的酸碱环境；c)微纳米气泡装置，在经酸碱调节的待处理水体中产生微纳米气泡，通过微纳米气泡的空化效应降解水体中的有机污染物。一种对含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理方法，包括如下步骤：步骤一：将含有机污染物的待处理水体注入反应槽；步骤二：调节待处理水体的酸碱环境为酸性；步骤三：在经酸碱调节的待处理水体中产生微纳米气泡，通过微纳米气泡的空化效应降解水体中的有机污染物。进一步的优选方案为：微纳米气泡装置为微纳米气泡发生器(5)，或者微纳米气泡装置包括：气源发生器(1)、微纳米气泡发生器(5)，二者通过气源输送管(4)连接，所述微纳米气泡发生器(5)具有微纳米气泡发生器回水管(8)、回水管滤头(9)、微纳米气泡输送管(6)及微纳米气泡喷嘴(7)；所述微纳米气泡发生器(5)通过微纳米气泡喷嘴(7)和回水管滤头(9)置入反应槽(19)水体液面以下与反应槽(19)相连。进一步的优选方案为：在进行微纳米气泡降解前，将金属催化剂置入反应槽(19)中；调节待处理水体pH值至2～4.5的酸碱环境；产生微纳米气泡的气源为空气、氮气、氧气、臭氧中的一种；产生的微纳米气泡的粒径为10nm～100μm。本专利技术创造性地摸索出可用于微纳米气泡降解的最佳微纳米气泡粒径范围、空化降解pH环境、微纳米气泡气源、强化空化降解催化剂及相应辅助催化手段，提高了微纳米气泡羟基自由基产生量，强化了微纳米气泡空化降解作用，极大地提升了微纳米气泡降解有机物的效果。本专利技术方法具有如下优点：1、本专利技术选用受压气液混合物通过纤细的喷头/通道方式产生微纳米气泡，该方法微纳米气泡产生方式具有气泡粒径小、气泡均匀、数量高、气泡粒径可控程度高及气泡粒径集中程度高等特点，同时该法与超声波方式产生微纳米气泡方式相比，具有竞争性的能耗比优势。2、本专利技术摸索出的微纳米气泡降解有机物条件：气泡粒径范围、微纳米气泡空化降解pH环境、气泡气源、催化剂及相应辅助催化手段等条件对于微纳米气泡降解有机物技术的应用具有革命性意义，显著提高了本技术应用中的处理效果。3、本专利技术方法具有能耗低廉、结构简单、操作容易、可连续自动化运行、可集成小型一体化移动式箱体处理系统等特点。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】图1对含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统图2不同pH和气源条件下微纳米气泡降解效果【具体实施方式】下面就本专利技术的具体实施方式作进一步介绍。微纳米气泡技术是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统，该系统包括如下组成部分：a)反应槽(19)，用于存放待处理的含有机污染物的水体；b)酸碱调节系统(10)，用于调节待处理水体的酸碱环境；c)微纳米气泡装置，在经酸碱调节的待处理水体中产生微纳米气泡，通过微纳米气泡的空化效应降解水体中的有机污染物。

【技术特征摘要】
1.一种对含有机污染物水体的微纳米气泡降解处理系统，该系统包括如下组成部分：a)反应槽(19)，用于存放待处理的含有机污染物的水体；b)酸碱调节系统(10)，用于调节待处理水体的酸碱环境；c)微纳米气泡装置，在经酸碱调节的待处理水体中产生微纳米气泡，通过微纳米气泡的空化效应降解水体中的有机污染物。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：微纳米气泡装置为微纳米气泡发生器(5)，或者微纳米气泡装置包括：气源发生器(1)、微纳米气泡发生器(5)，二者通过气源输送管(4)连接。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：在采用空气作为气源时，不设置气源发生器，直接由微纳米气泡发生器(5)吸入空气；在采用其他气源时，气源发生器(1)为氧气发生器、臭氧发生器、氧气罐或氮气罐。4.如权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于：在反应槽(19)中的待处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喜青，李开阳，
申请(专利权)人：北京未名清源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11