一种废水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法技术

本发明专利技术涉及一种废水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法，所述方法通过光照定向重构水中有机物污染物，通过改变体系条件增加产物的亨利常数；进一步通过曝气强化定向重构产物的气液分离。所述方法绿色安全、简单易操作且成本低廉，不仅减少了双亲性污染物对水体以及大气的污染，而且同时通过界面绿色光化学获得了高选择性的烯烃，实现了缓解环境污染与能源短缺问题的双赢，为人类社会的可持续发展奠定了良好的基础。

【技术实现步骤摘要】
一种废水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法
本专利技术属于水处理
，涉及一种水中污染物的跨介质资源化方法，尤其涉及一种废水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法。
技术介绍
随着工农业和人口的快速发展，将有机污染物转化为有价值的功能材料或者能源物质，实现最大限度的资源化，从而达到同时减少环境问题和解决能源危机一直以来都是整个社会努力的目标。近年来，以表面活性剂为代表的双亲性有机污染物物被广泛使用，其进入水体后以较高浓度富集在气水界面，由于气水界面是大气与水体的连接端口，不可避免会同时对水体安全和大气环境造成严重影响。光是自然界存在的一种绿色清洁的可再生能源，是实现双亲性有机污染物“变废为宝”的前景手段。本专利技术首次对气水界面中高浓度双亲有机污染物首次研究其在光照下向气相烃类物质进行高选择性转化。本专利技术不仅减少了双亲性污染物对水体以及大气的污染，而且同时通过界面绿色光化学获得了能源物质烯烃，实现了缓解环境与能源短缺问题的双赢，为人类社会的可持续发展奠定了良好的基础。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种废水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法，所述方法能够实现废水中污染物通过光化学定向重构生成的气体产物，通过改变体系条件提高产物的亨利常数，进一步通过曝气强化定向重构产物的气液分离。所述方法绿色安全、简单易操作且成本低廉，不仅去除了水中的有机污染物，同时能够获得气相资源化产物，实现了缓解环境污染与能源短缺问题的双赢，为人类社会的可持续发展提供了非常有前景的技术手段。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法，所述方法包括如下步骤：(1)定向重构：通过光照定向重构废水中的污染物分子结构，使生成的产物的亨利常数提高；(2)气液分离：通过曝气强化定向重构产物的分离。本专利技术通过对水中的污染物分子进行定向重构，使废水中污染物的重构产物的亨利系数提高，而后通过简单的曝气，即可强化废水中资源化气相产物的气液分离；所述“强化”是指曝气能够显著提高定向重构产物的分离效率。所述方法绿色安全、简单易操作且成本低廉，不仅去除了水中的有机污染物，同时获得的气相产物可作为化工原料应用于口罩、防护服以及清洁剂等
，实现了缓解环境污染与能源短缺问题的双赢。优选地，步骤(1)所述光照的波长为100-2000nm，例如可以是100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm、1600nm、1700nm、1800nm、1900nm或2000nm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为254-400nm。如所述光照的波长超过400nm时，在不存在任何者光敏剂的条件下无法对废水中所要处理的污染物进行充分定向重构，因此也就无法通过曝气强化污染物与水的分离；而当光照的波长低于100nm时，气相产物几乎全部裂解，无法获得目标产物，故无法通过曝气强化分离。具体的，当光照的波长超过400nm时，某些污染物需要在光敏剂的辅助下进行光化学重构，从降低处理成本以及降低废水后续处理难度的角度出发，所述光照的波长优选为254-400nm。优选地，步骤(1)所述光照的强度为0.01-200mW/cm2，例如可以是0.01mW/cm2、0.05mW/cm2、0.1mW/cm2、1mW/cm2、2mW/cm2、3mW/cm2、4mW/cm2、5mW/cm2、10mW/cm2、20mW/cm2、30mW/cm2、40mW/cm2、50mW/cm2、60mW/cm2、70mW/cm2、80mW/cm2、90mW/cm2、100mW/cm2、120mW/cm2、150mW/cm2、160mW/cm2、180mW/cm2或200mW/cm2，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为5-60mW/cm2。优选地，步骤(1)所述光照的时间为至少2min，例如可以是2min、3min、4min、5min、6min或10min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。在光照强度低至0.01mW/cm2的条件下，光照时间最长2min即可实现废水中污染物的定向重构转化，因此，步骤(1)所述光照的时间为至少2min即可。优选地，所述污染物包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、双子表面活性剂、Bola表面活性剂或Dendrimer型表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合；典型但非限制性的组合包括阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的组合，阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的组合，非离子表面活性剂与两性表面活性剂的组合，两性表面活性剂与双子表面活性剂的组合，双子表面活性剂与Bola表面活性剂的组合，Bola表面活性剂与Dendrimer型表面活性剂的组合。优选地，所述污染物包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合；典型但非限制性的组合包括阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的组合，阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的组合，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的组合，或，阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的组合。优选地，所述阳离子表面活性剂包括烷基咪唑啉类表面活性剂和/或季铵盐类表面活性剂。所述季铵盐类表面活性剂包括烷基三甲基铵盐类、烷基二甲基苄基胺类、吡啶鎓盐类或氯苄铵鎓盐类中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述非离子表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚类、脂肪胺类或邻苯二价酸酯类中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术所述脂肪胺类包括C1-C30饱和脂肪胺和/或C1-C30不饱和脂肪胺。所述C1-C30饱和脂肪胺包括C1饱和脂肪胺、C2饱和脂肪胺、C3饱和脂肪胺、C4饱和脂肪胺、C5饱和脂肪胺、C6饱和脂肪胺、C7饱和脂肪胺、C8饱和脂肪胺、C9饱和脂肪胺、C10饱和脂肪胺、C11饱和脂肪胺、C12饱和脂肪胺、C13饱和脂肪胺、C14饱和脂肪胺、C15饱和脂肪胺、C16饱和脂肪胺、C17饱和脂肪胺、C18饱和脂肪胺、C19饱和脂肪胺、C20饱和脂肪胺、C21饱和脂肪胺、C22饱和脂肪胺、C23饱和脂肪胺、C24饱和脂肪胺、C25饱和脂肪胺、C26饱和脂肪胺、C27饱和脂肪胺、C28饱和脂肪胺、C29饱和脂肪胺或C30饱和脂肪胺中的任意一种或至少两种的组合。所述C1-C30不饱和脂肪胺包括C1不饱和脂肪胺、C2不饱和脂肪胺、C3不饱和脂肪胺、C4不饱和脂肪胺、C5不饱和脂肪胺、C6不饱和脂肪胺、C7不饱和脂肪胺、C8不饱和脂肪胺、C9不饱和脂肪胺、C10不饱和脂肪胺、C11不饱和脂肪胺、C12不饱和脂肪胺、C13不饱和脂肪胺、C14不饱和脂肪胺、C15不饱和脂肪胺、C16不饱和脂肪胺、C17不饱和脂肪胺、C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)定向重构：通过光照定向重构废水中的污染物分子结构，使生成的产物的亨利常数提高；/n(2)气液分离：通过曝气强化定向重构产物的分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种废水中污染物定向重构强化跨介质资源转化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)定向重构：通过光照定向重构废水中的污染物分子结构，使生成的产物的亨利常数提高；
(2)气液分离：通过曝气强化定向重构产物的分离。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述光照的波长为100-2000nm，进一步优选为254-400nm；
优选的，步骤(1)所述光照的强度为0.01-200mW/cm2，优选为5-60mW/cm2；
优选地，步骤(1)所述光照的时间为至少2min。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述污染物包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、双子表面活性剂、Bola表面活性剂或Dendrimer型表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠、烯烃硫酸盐、脂肪酸或全氟辛烷磺酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述阳离子表面活性剂包括烷基咪唑啉类表面活性剂和/或季铵盐类表面活性剂；
优选地，所述非离子表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚类、脂肪胺类或邻苯二甲酸酯中的任意一种或至少两种的组合。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括定向重构之前向废水中添加添加剂的步骤；
优选地，所述添加剂包括催化剂、光敏剂、还原剂或氧化剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述添加剂的添加量为0.0001-100g/L。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宏斌，赵赫，代琴，林景怡，张笛，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11