【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高级氧化水处理，特别是涉及一种连续流多路径活化过氧乙酸去除水中污染物的方法。
技术介绍
1、目前，持久性有机污染物、内分泌干扰素、抗生素和微塑料四类常见的新污染物受到了国内外的广泛关注。由于传统的水处理系统并不是为处理新污染物而设计，基于生物处理法和物理处理法的常规水处理技术对这些微量存在的新污染物表现不佳。同时，水体的自然净化过程也无法将新污染物有效去除，导致其在水生环境中大量积累，最终转移到人体中。因此，需要研发新的水处理技术来应对新污染物的环境风险，减小对水体环境和人体健康的危害。
2、高级氧化技术可以通过化学氧化和催化氧化的方式高效降解水中的有机污染物。过氧乙酸作为一种经济、绿色的氧化剂，可以通过uv辐照、加热、电解、过渡金属和碳材料等活化，产生各种具有强氧化性的活性氧物种，在新污染物治理方面有着巨大的应用前景。其中，过渡金属氧化物和过渡金属离子在活化过氧乙酸的过程中可能会造成金属泄露，引起二次污染的风险。uv辐照活化过氧乙酸需要大量的能量输入，能耗较高，设备运行和维护费用昂贵。碳材料在活化过氧乙酸的过程中不可避免会被氧化，表面和内部的电子和官能团也会随着反应的进行而被消耗，无法进行长时间的反应。传统的电催化过氧乙酸技术使用完全混合式的反应，电极表面传质效率低，反应周期较长，无法适用于水厂的连续进水情况。因此，亟待研发一种绿色环保、高效持久的过氧乙酸催化氧化方法，以适应连续流的水处理场景，减小新污染物对环境的影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术的技术方案之一：一种连续流多路径活化过氧乙酸去除水中污染物的方法，包括以下步骤：
4、将污染物溶液和过氧乙酸溶液混合得到混合溶液，通过电源向阴极电极、阳极电极通电，降解所述混合溶液中的污染物；
5、所述阴极电极为穿透式阴极，阴极材料为石墨烯复合碳毡；所述阳极电极为石墨电极。
6、进一步地，所述污染物溶液的ph值为3～11。
7、进一步地，所述污染物溶液中的污染物包括持久性有机污染物、内分泌干扰素、抗生素和微塑料中的一种或多种。
8、进一步地，所述降解在流动反应装置中进行，所述混合溶液在流动反应装置中的水力停留时间为1～600s，所述污染物溶液的流速为1～1000ml/min，所述过氧乙酸溶液的流速为0.1～50ml/h。
9、进一步地，所述过氧乙酸溶液的浓度为15～25wt％。
10、进一步地，所述阴极电极和阳极电极的间距为0.5～2cm；
11、所述降解污染物的电压为2～5v。
12、本专利技术的技术方案之二：一种降解污染物的装置，用于实现上述续流多路径活化过氧乙酸去除水中污染物的方法，该装置包括进水箱、储液箱、反应器、电源、集水箱；
13、所述进水箱的出水管和储液箱的出水管并联后与反应器的进水口连接；反应器的出水口与集水箱的进水口连接；反应器与电源连接；
14、所述反应器中设置有穿透式阴极和石墨阳极；所述阴极的材料为石墨烯复合碳毡。
15、本专利技术去除新污染物的原理如下：
16、首先，来流水中的新污染物和过氧乙酸溶液混合后会在静电吸引力的作用下吸附在石墨烯复合碳毡的表面，形成活化态的过氧乙酸-石墨烯-新污染物复合物，通过非自由基的电子转移路径，将新污染物上的电子通过石墨烯介导转移到过氧乙酸上，可以实现对新污染物的高效去除和选择性氧化。同时，在电场的作用下，过氧乙酸可以被活化产生羟基自由基和有机自由基，通过自由基氧化路径去除水中的新污染物。在自由基和非自由基路径协同氧化处理后，水中的新污染物会被最终氧化为无环境污染的水和二氧化碳。最后，在来流水压的作用下，新污染物的降解产物会穿过石墨烯复合碳毡离开反应体系，完成水质净化过程。
17、本专利技术公开了以下技术效果：
18、(1)本专利技术采用的石墨烯复合碳毡电极为穿透式电极，将其作为电化学反应的阴极，可以使所有的来流都透过阴极，相较于传统的非穿透式电极，传质效率大幅提高，水力停留时间可以从几十分钟缩短到几十秒钟，高效连续反应时间可以延长至几十小时，可以适应水厂处理单元的连续进水需求。
19、(2)本专利技术中所有的电极材料都使用非金属电极，从根本上避免金属泄露的风险，同时穿透式阴极(石墨烯复合碳毡电极)表面的石墨烯可以通过电子转移路径协同过氧乙酸降解新污染物，而在电场的作用下过氧乙酸也被活化产生各类活性氧物种(羟基自由基和有机自由基)，通过这种自由基和非自由基多路径活化方式可以高效去除水中的各类新污染物，拓宽了基于过氧乙酸高级氧化技术的处理范围。
20、(3)本专利技术的方法可以长时间保持高效运行，相比于单独的碳材料活化过氧乙酸的方式，电场的存在可以保护石墨烯复合碳毡不受过氧乙酸的氧化，同时，电场可以维持碳材料中的电子平衡，避免电子耗尽而失去催化能力。相比于通过在电化学反应过程中添加分散碳材料来增加传质的方法，本专利技术没有碳材料回收困难的问题，反应前后石墨烯状态都保持稳定。
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1.一种连续流多路径活化过氧乙酸去除水中污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物溶液的pH值为3～11。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物溶液中的污染物包括持久性有机污染物、内分泌干扰素、抗生素和微塑料中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降解在流动反应装置中进行，所述混合溶液在流动反应装置中的水力停留时间为1～600s，所述污染物溶液的流速为1～1000mL/min，所述过氧乙酸溶液的流速为0.1～50mL/h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阴极电极和阳极电极的间距为0.5～2cm；
6.一种降解污染物的装置，用于实现权利要求1～5中任一项所述的续流多路径活化过氧乙酸去除水中污染物的方法，其特征在于，该装置包括进水箱、储液箱、反应器、电源、集水箱；
【技术特征摘要】
1.一种连续流多路径活化过氧乙酸去除水中污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物溶液的ph值为3～11。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物溶液中的污染物包括持久性有机污染物、内分泌干扰素、抗生素和微塑料中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降解在流动反应装置中进行，所述混合溶液在流...
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