一种处理地下水硝基苯污染的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种处理地下水硝基苯污染的装置及方法，其特征在于：所述装置包括主体反应室、电源、汞灯、电极阳极、电极阴极、搅拌器、曝气充氧装置、储液槽和回流泵；电极阳极附近设置加料口，主体反应室的底部设置回流口，其侧壁上端设置进水口，其侧壁下端设置出水口，其内部中央插设搅拌器，主体反应室内平行插设电极阳极和电极阴极，电极阴极附近插设曝气充氧装置，主体反应室外部上方设置电源和汞灯，电极阳极和汞灯的一端均连接电源正极，电极阴极和汞灯的另一端均连接电源负极；储液槽位于主体反应室外部，储液槽的一端连接主体反应室的出水口，其另一端通过回流泵连接主体反应室的回流口。本发明专利技术可以广泛用于处理含硝基苯的地下水。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，其特征在于：所述装置包括主体反应室、电源、汞灯、电极阳极、电极阴极、搅拌器、曝气充氧装置、储液槽和回流泵；电极阳极附近设置加料口，主体反应室的底部设置回流口，其侧壁上端设置进水口，其侧壁下端设置出水口，其内部中央插设搅拌器，主体反应室内平行插设电极阳极和电极阴极，电极阴极附近插设曝气充氧装置，主体反应室外部上方设置电源和汞灯，电极阳极和汞灯的一端均连接电源正极，电极阴极和汞灯的另一端均连接电源负极；储液槽位于主体反应室外部，储液槽的一端连接主体反应室的出水口，其另一端通过回流泵连接主体反应室的回流口。本专利技术可以广泛用于处理含硝基苯的地下水。【专利说明】
本专利技术涉及一种处理地下水的装置及方法，特别是关于。
技术介绍
硝基苯是一种无色或微黄色具苦杏仁味的油状液体，具有生物积累性和致癌、致畸、致突变的三致作用，被列于世界“环境优先控制有毒有机污染物”的名单前列，同时也属于我国确定的52种优先控制的有毒化学品中的一种。它是一种常见的、广泛使用的剧毒化工原料，主要应用于合成染料、医药、除草剂、杀虫剂、洗涤剂、炸药、橡胶及塑料助剂等。由于我国社会经济和工业发展造成废水排污量的急剧上升，加上废水处理过程中的渗漏、事故排放和污泥处置过程中经渗滤液的渗漏，因此导致大量硝基苯类化合物进入地表水及地下水环境。据不完全统计，全球每年约有1.2万吨硝基苯进入环境，而硝基苯在水中具有极高的稳定性，其不溶于水且密度大于水，进入水体的硝基苯会沉入水底，长期保持不变，因此造成的水体污染会持续相当长的时间。另外，硝基苯可能通过呼吸作用、皮肤吸收和食物进食等方式进入人体内并对人类的血液、肝及中枢神经系统产生毒害作用。目前国内外关于硝基苯污染的地下水处理方法包括物理法、化学法和生物法。物理法主要包括吸附法、气提法和萃取法；化学法包括臭氧氧化法、电化学方法、Fenton试剂氧化法、超声波氧化法、超临界水氧化法和脉冲等离子放电法等；生物法主要包括好氧生物法、厌氧生物法和多步处理法。对于物理法而言，污染物只是从一个污染场地被转移到另一个污染场地，并不能从根本上去除硝基苯污染物，且处理周期长，工作量大；化学法去除硝基苯效率高，反应速度快，但所需药品费用和能耗较高；生物法具有处理量大、成本低、不会造成二次污染等优点，但通常需要与前处理及预处理联合使用，因其处理过程复杂，人类对硝基苯类化合物降解途径仍知之甚少，另外，若地下水中硝基苯的浓度很高，微生物就有可能中毒，其作用被抑制。`始于20世纪80年代的电Fenton法作为电化学方法中的一种,其实质是在电解过程中直接生成Fenton试剂，电化学反应生成的Fe2+和H2O2作为Fenton试剂的持续来源，Fe2+和H2O2反应生成具有高度活性的? OH (羟基自由基)。? OH的氧化电位达2.8ev,并具有很强的氧化性，它能无选择地将绝大多数有机物彻底降解氧化成C02、H20和其他无机物。电Fenton法根据Fe2+和H2O2的产生方式可以分为不同类型，如阴极电Fenton法(即O2在阴极还原生成H2O2, Fe2+由外界加入)、牺牲阳极法(Fe2+由Fe在阳极氧化产生，H2O2由外界加入)、电Fenton —铁还原法(Fe2+由Fe3+电极在阴极氧化产生，H2O2由外界加入)、EF一铁氧化一H2O2 (Fe2+由Fe在阳极氧化产生，H2O2由O2在阴极还原产生)、EF—铁还原一H2O2 (Fe2+和H2O2分别由Fe3+和O2在阴极还原产生)、Fenton污泥循环法(Fenton反应器和一个将Fe (OH) 3转化成Fe2+的电池)等。光电Fenton氧化法是在电Fenton反应器中加入紫外灯，在紫外灯发出的紫外光的作用下电Fenton反应由于铁离子的光还原和H2O2光辐射分解的协同作用而使有机物高效降解。与电Fenton相比,光电Fenton的突出优点是紫外光的引入可诱导H2O2产生大量的-OH,紫外光和Fe2+对H2O2的催化分解具有协同作用，使H2O2的分解速率远大于单纯Fe2+或紫外光催化分解速率的简单加和，保持了 H2O2较高的利用率，并提高了电流利用效率，因此处理效果优于电Fenton氧化法,但只采用光电Fenton氧化法对硝基苯进行降解，降解效率仍较低。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的是提供一种采用光电Fenton和纳米零价铁联合技术能够高效、充分地处理地下水硝基苯污染的装置及方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:一种处理地下水硝基苯污染的装置，其特征在于:它包括主体反应室、电源、汞灯、电极阳极、电极阴极、搅拌器、曝气充氧装置、储液槽和回流泵；所述主体反应室的顶部且在所述电极阳极附近设置一加料口，所述主体反应室的底部设置一回流口，所述主体反应室的侧壁上端设置一进水口，所述主体反应室的侧壁下端设置一出水口，所述主体反应室内部中央插设有所述搅拌器，所述主体反应室内平行插设有所述电极阳极和电极阴极，所述电极阴极附近插设有所述曝气充氧装置，所述主体反应室外部上方设置所述电源和汞灯，所述电极阳极连接所述电源正极，所述电极阴极连接所述电源负极，所述汞灯的一端连接所述电源正极，所述汞灯的另一端连接所述电源负极；所述储液槽位于所述主体反应室的外部,所述储液槽的一端连接所述主体反应室的出水口，所述储液槽的另一端通过所述回流泵连接所述主体反应室的回流口。所述进水口处和出水口处分别设置一阀门。所述主体反应室和所述储液槽均采用石英玻璃制作而成。所述电源采用直流稳压稳流式电源，其量程为0~120V。所述汞灯采用功率为IOW~20W、汞蒸汽压力为10~lOOPa、中心波长为254nm以及发射的紫外光呈线状的低 压汞灯。所述电极阳极采用碳棒、钛-钌和掺硼金刚石膜电极中的一种，所述电极阴极采用活性炭纤维、石墨和碳纤维毡电极中的一种。所述搅拌器采用三叶旋桨式搅拌器，搅拌速度为100~300rpm。一种采用所述处理地下水装置的方法，包括以下步骤:1)根据需要处理的含硝基苯的地下水量，设置一包括主体反应室、电源、汞灯、电极阳极、电极阴极、搅拌器、曝气充氧装置、储液槽和回流泵的处理地下水硝基苯污染的装置；所述主体反应室设置有加料口、进水口、回流口和出水口，所述进水口处和出水口处分别设置有阀门；2 )通过控制阀门，将待处理的含硝基苯的地下水通过进水口注入到主体反应室中；3)将硫酸或盐酸溶液通过加料口持续加入到主体反应室中，调节主体反应室中溶液的pH值，使主体反应室中溶液的pH值保持在2~3.5 ;4)通过曝气充氧装置向主体反应室中间歇式通入O2 ;5)打开电源，O2在电极阴极表面发生还原反应,生成H2O2 ；6)将纳米零价铁通过加料口加入到主体反应室中，并开启搅拌器，对含纳米零价铁、硝基苯地下水、硫酸钠电解质和反应生成的H2O2的混合液进行充分搅拌，纳米零价铁在电极阴极表面与H2O2发生Fenton反应，产生具有强氧化性的羟基自由基，羟基自由基降解氧化硝基苯，生成不含硝基苯污染物的溶液；7)汞灯发出的紫外光诱导H2O2产生羟基自由基，羟基自由基进一步降解氧化硝基苯，生成不含硝基苯污染物的溶液；8)当通过测量得知氧化还原电位基本保持不变时，打开出水口处的阀门，反应完成后不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理地下水硝基苯污染的装置，其特征在于：它包括主体反应室、电源、汞灯、电极阳极、电极阴极、搅拌器、曝气充氧装置、储液槽和回流泵；所述主体反应室的顶部且在所述电极阳极附近设置一加料口，所述主体反应室的底部设置一回流口，所述主体反应室的侧壁上端设置一进水口，所述主体反应室的侧壁下端设置一出水口，所述主体反应室内部中央插设有所述搅拌器，所述主体反应室内平行插设有所述电极阳极和电极阴极，所述电极阴极附近插设有所述曝气充氧装置，所述主体反应室外部上方设置所述电源和汞灯，所述电极阳极连接所述电源正极，所述电极阴极连接所述电源负极，所述汞灯的一端连接所述电源正极，所述汞灯的另一端连接所述电源负极；所述储液槽位于所述主体反应室的外部，所述储液槽的一端连接所述主体反应室的出水口，所述储液槽的另一端通过所述回流泵连接所述主体反应室的回流口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢宏玮，任丽霞，何理，
申请(专利权)人：何理，
类型：发明
国别省市：