申请日2012.12.28
公开(公告)日2013.04.24
IPC分类号C02F9/14; C02F101/36; C02F1/32
摘要
本发明属于多氯联苯污染环境修复技术领域，具体涉及一种基于UV氧化光解修复地下水中多氯联苯的装置及方法。本发明地下水收集装置、光解处理装置、传输泵、生物处理装置、检测装置和回灌装置顺次相连;其中地下水收集装置、光解处理装置设置在抽吸井中，传输泵、生物处理装置、检测装置和回灌装置设置在地表;光解处理装置和生物处理装置分别与其设置在地表的控制装置相连。本发明以光解修复为主、其他修复手段(生物手段)为辅，修复设备结构紧凑，流程明了，操作简单，可靠性高。不但极大的提高了多氯联苯修复范围，也有着较高的工作效率和污染物去除率。出水水质好，多氯联苯去除率在90%以上，各主要污染指标均达到国家污水综合排放一级标准。
权利要求书
1.一种基于UV氧化光解修复地下水中多氯联苯的装置，其特征在于：地 下水收集装置(1)、光解处理装置(2)、传输泵(3)、生物处理装 置(4)、检测装置(5)和回灌装置(6)顺次相连;其中地下水收集 装置(1)、光解处理装置(2)设置在抽吸井(7)中，传输泵(3) 、生物处理装置(4)、检测装置(5)和回灌装置(6)设置在地表; 光解处理装置(2)和生物处理装置(4)分别与其设置在地表的控制 装置相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述光解处理装置(2)中 光源为紫外光光源，光源的数量为多个，排列方式为多层环状均匀排 列。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述紫外光光源发出的紫外 光的吸收频谱为200 nm~275 nm。
4.一种基于UV氧化光解修复地下水中多氯联苯的方法，其特征在于，具 体步骤如下：
a. 通过实地调查结合模拟优化手段，得到地下水收集装置、传输管 道、抽吸井、传输泵位置，地下水收集装置连接传输管道将地下水控 制在几个抽吸井抽吸范围内;
b. 通过地表光解处理装置的控制装置控制紫外光的吸收频谱及光解 时长，对污染的地下水进行光解处理;
c. 将经过光解的地下水泵入地上生物处理装置中，对地下水进行进 一步处理;
d. 通过检测装置对经过处理的地下水进行检测，确定多氯联苯被有 效去除;
e. 将处理过的地下水通过回灌装置回灌地下。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤a中光解处理装置 的光源为紫外光光源，光源数为多个，排列方式为多层环状均匀排列 。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤b中紫外光的吸收 频谱为200 nm~275 nm，光解时长为40 s~5 min。
说明书
一种基于UV氧化光解修复地下水中多氯联苯的装置及方法
技术领域
本发明属于多氯联苯污染环境修复技术领域，具体涉及一种基于UV氧 化光解修复地下水中多氯联苯的装置及方法。
背景技术
多氯联苯(polychlorinated biphenyls，PCBs)是联苯在不同程度 上，被氯原子取代后生成的人工有机化合物之总称。因其具有良好的 化学惰性、抗热性、绝缘性等特点，曾经作为一种工业产品大量生产 并广泛应用于电力工业、塑料加工业、化工和印刷等领域。所以当研 究证明PCBs具有免疫毒性、神经和发育毒性、肝脏毒性及致畸、致突 变、致癌性等危险性质而停止生产和使用时，PCBs在工业上的大量使 用已经造成其在环境中的广泛分布和积累。PCBs这种最具代表性的持 久性有机污染物，在我国约有10年生产历史(1965—1975年)，累计 生产近万吨。所以，我国面临着治理PCBs污染的艰巨任务。
地下水作为地球上重要的水体，与人类社会有着密切的关系。地下水 的贮存有如在地下形成一个巨大的水库，以其稳定的供水条件、良好 的水质，而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源。 据不完全统计，我国地下水的开采利用量约占全国总用水量的10%到1 5%，其中北方各省区由于地表水资源不足，地下水开采利用量很大。 地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过 程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻 底消除其污染源，自然修复也要十几年甚至几十年才能使水质复原。 存在于环境中的PCBs以不同途径释放、沉降到土壤中，溶解于地下水 中。若被污染的地下水不经处理就被工农业利用，甚至作为饮用水源 ，将会 对人们的生命安全造成极大威胁。
自从人们认识到多氯联苯的污染状况和对人与环境的危害，许多科学 工作者便投入到多氯联苯污染治理的研究中。目前，工业技术和试验 方法主要包括热处理、化学处理、光降解和生物处理几方面的技术。 热处理技术可以分为高温处理法和低温处理法两大类：高温处理法是 一个被广泛采用的废物处理方式，但其处理条件要求严苛、成本较高 且容易生成二恶英;有研究表明低温处理法针对低浓度的PCBs有着较 好的处理效果，但处理高浓度的PCBs则表现不佳。化学处理法就是在 一定条件下，用其他试剂与PCBs发生反应，使之脱氯生成联苯化合物 或其他无毒、低毒物质。化学处理法操作手段多种多样，所以应用范 围很广，但化学处理法存在着工艺复杂、处理效率低的缺点，且一些 化学处理方法若控制不当很容易产生二次污染。同热处理和化学处理 相比较，光降解和生物处理法是更为绿色和安全的处理手段。光降解 多氯联苯的主要原理是脱氯反应，故经过光降解的降解产物需要进一 步处理。生物处理法处理费用低，可以彻底清除污染物，不会对环境 造成二次污染，但是只能降解低浓度的废物且降解速度慢。
发明内容
本发明针对地下水领域多氯联苯污染修复的空白，结合先进的光降解 和生物处理技术，克服了其他修复方法成本高、工艺复杂、难控制、 有二次污染等缺点，将光降解的短时高效和生物降解的低耗高效结合 起来，提供了一种是一种具有绿色环保、节能高效、经济先进的修复 手段。
一种基于UV氧化光解修复地下水中多氯联苯的装置，其地下水收集装 置、光解处理装置、传输泵、生物处理装置、检测装置和回灌装置顺 次相连;其中 地下水收集装置、光解处理装置设置在抽吸井中，传输泵、生物处理 装置、检测装置和回灌装置设置在地表;光解处理装置和生物处理装 置分别与其设置在地表的控制装置相连。
所述光解处理装置中光源为紫外光光源，光源的数量为多个，排列方 式为多层环状均匀排列。
所述紫外光光源发出的紫外光的吸收频谱为200 nm~275 nm。
一种基于UV氧化光解修复地下水中多氯联苯的方法，其具体步骤如下 ：
a. 通过实地调查结合模拟优化手段，得到地下水收集装置、传输管 道、抽吸井、传输泵位置，地下水收集装置连接传输管道将地下水控 制在几个抽吸井抽吸范围内;
b. 通过地表光解处理装置的控制装置控制紫外光的吸收频谱及光解 时长，对污染的地下水进行光解处理;
c. 将经过光解的地下水泵入地上生物处理装置中，对地下水进行进 一步处理;
d. 通过检测装置对经过处理的地下水进行检测，确定多氯联苯被有 效去除;
e. 将处理过的地下水通过回灌装置回灌地下。
所述步骤a中光解处理装置的光源为紫外光光源，光源数为多个，排列 方式为多层环状均匀排列。
所述步骤b中紫外光的吸收频谱为200 nm~275 nm，光解时长为40 s~5 min。
本发明的有益效果为：
1. 光解修复为主、其他修复手段(生物手段)为辅，极大地提高了 多氯联苯修复的应用范围和工作效率。整个修复过程流畅，设备结构 紧凑，操作简单， 可靠性高。
2. 光解修复过程在抽吸井中进行，属于原位修复，对生态环境扰动 小，有效防止挥发性污染物扩散到其他环境载体中。
3. 出水水质好，多氯联苯去除率在90%以上，各主要污染指标均达到 国家污水 综合排放一级标准。
4. 克服了其他修复方法成本高、工艺复杂、难控制、有二次污染等 缺点，且修复周期较短。与国内外同类污染物处理技术相比，处理范 围扩大50%～75%;在达到同等治理效果的前提下，该技术节省投资约 25%～45%，节约维护和管理成本40%～50%;在相同的资源投入情况下 ，系统筛选最优运行方案，达到最优效果，行运费用是同类技术的60 %～75%。