[发明专利]一种TiO2光催化降解地下水中四氯化碳装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于地下水污染处理装置领域，具体涉及一种TiO₂光催化降解地下水中四氯化碳装置及其工作方法。

背景技术

四氯化碳(CCl₄)是一种人工合成的低沸点有机氯代烃(比重1.591g/cm³，沸点 77℃)，微溶于水。国外研究表明：四氯化碳属于典型的肝脏毒物，高浓度时，首先是影响中枢神经系统，随后影响肝、肾。它在环境中具有持久性、长期残留性和生物蓄积性，因此自1979年被美国EPA列入了“含四氯化碳实验室中优先控制的污染物”，也被我国列入了 68种“水中优先控制的污染物”名单。

上个世纪七十年代由于大量制造和使用农药，造成了一些地区实验室中被四氯化碳污染，如美国的密西根含水层和加拿大渥太华附近的含水层均受到过四氯化碳的污染(在含水层中它多以非水相(NAPL)存在)。

美国前Fortord Army军事基地造成的污染使得Marina的市政供水中CCl₄超标，2000 年8月测得CCl₄浓度达15μg/L。美国Livermore地区的实验室排放残液中监测发现有毒有害垃圾的堆放导致CCl₄污染物的产生，有毒物质渗滤液中CCl₄的浓度高达500μg/L。2000 年4月，Hafner&Sons垃圾填埋场附近的MW-10井中实验室中CCl₄浓度达6.3μg/L。

现有治理技术

四氯化碳是常见的有机污染物，容易随雨水或灌溉水通过淋溶作用进入土壤和水体，引起土壤和水体的污染。目前有关实验室中四氯化碳残液污染治理的传统方法有以下几种。

1.活性炭吸附法

用活性炭吸附水源中的四氯化碳残液，无需添加任何化学试剂，技术要求不高，低浓度吸附效果好，一些难以降解的物质可直接吸附在活性炭上。通过考察了活性炭投加量、吸附时间、温度等因素对去除效果的影响。

此法工艺成熟，操作简单效果可靠，但吸附效率不稳定，四氯化碳残液处于低浓度时效果好，高浓度时处理不稳定，有效吸附寿命短，载体需要进行二次解吸才能进行循环运用，且通过溶剂解吸后的溶液，又形成含四氯化碳的混合体，如何再将其分离，需要进一步研究。

2.原位化学氧化法

原位化学修复技术采用的氧化剂高锰酸盐、Fenton试剂、过氧化氢和过硫酸盐等。将氧化剂注入含有大量的天然铁矿物，在铁矿物催化的作用下氧化反应能有效修复有机污染物。研究表明原位化学修复技术容易使修复区产生矿化、土壤板结、透水性差，改变了修复区结构。

3.生物修复法

利用生物注射和有机粘土吸附生物活性菌，通过生物的代谢作用，减少地下环境中有毒有害化合物的工程技术方法，原位生物修复法能够处理大范围的污染物，并且能完全分解污染物。

目前原位生物法对于处理实验室中有机物污染源是一项新兴的技术，生物修复的关键因素是合适的电子受体，而氧是最好的电了受体，由于在此环境中缺乏氧这一电子受体，同时微生物营养物质的供给不足，也使得微生物的生物降解不能持久。

4.渗透反应墙修复法

利用填充有活性反应介质材料的被动反应区，当受污染的实验室中通过时，其中的污染物质与反应介质发生物理、化学和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，从而使污水得以净化。

但是渗透性反应墙存在易被堵塞，实验室中的氧化还原电位等天然环境条件易遭破坏，运行维护相对复杂等缺点，加上双金属系统、纳米技术成本较高，这些因素阻碍了渗透性反应墙的进一步发展及大力推广。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种TiO₂光催化降解地下水中四氯化碳装置，包括进水管1、光催化反应池2、曝气装置3、排泥管4、排渣管5、排水管6、控制系统7；所述光催化反应池2一侧下部设有进水管1，光催化反应池2另一侧设有排水管6、排渣管 5和曝气装置3，光催化反应池2底部设有排泥管4，光催化反应池2上部设有控制系统7，所述控制系统7与进水水泵导线连接。