[发明专利]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

说明书

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15%，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：