[发明专利]一种高效、快速处理污水中全氟化合物的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种高效、处理污水中全氟化合物的装置及其方法。所述装置包括等离子体介质阻挡放电反应器、循环泵、蓄水池和放电电源，反应器进水口与循环泵出水管连接，反应器出水口和循环泵进水管均与蓄水池连接，放电电源与等离子体介质阻挡放电反应器的高压电极(304不锈钢棒)连接。处理方法为：将含全氟化合物的污水置于蓄水池中，利用循环泵将污水导入反应器中进行循环流动，调节放电电源的电压、电流，进行放电处理。本发明采用单介质阻挡放电技术，能有效降解污水中的全氟化合物的活性粒子，降解率可达到100％，且无需添加任何化学药品，不产生二次污染，对环境友好。

技术领域

本发明涉及一种高效、快速处理污水中全氟化合物的装置与方法，属于水处理技术领域。

背景技术

全氟化合物由于其具有良好的化学和热稳定性、表面活性及疏水疏油等特性，广泛应用于防污剂，食品包装和阻燃剂等各个领域，导致对水、沉积物、人类血液和野生生物的持续污染。最近的研究表明，全氟化合物与致癌性、不孕症、先天缺陷和免疫功能降低相关，具有生殖毒性、发育毒性、肝脏毒性和神经毒性，以及潜在的遗传和致癌性。

全氟化合物结构中，碳原子上的氢全部被氟原子取代，碳原子与之结合形成稳定的C-F键，键能为483kJ/mo1，而氟具有很高的电负性(-4.0V)，很难被氧化失去电子。因此，全氟化合物的结构非常稳定，常规的方法几乎不能对其产生降解效果。目前，去除全氟化合物的方法主要有生物法、超声、膜分离技术、吸附及光催化等。其中，吸附、膜分离仅仅浓缩了全氟化合物，并未对其产生根本性的去除，且容易产生二次污染；超声波技术耗能大且效率低下；生物法降解周期较长，降解不彻底；而光催化氧化法则存在反应时间长、脱氟缓慢且光能利用率低等问题。

因此，寻求一种处理效果较好且成本较低的去除全氟化合物的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何高效、快速处理污水中的全氟化合物。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效、快速处理污水中全氟化合物的装置，包括设有电源控制器(1)的放电电源(2)、蓄水池(3)、循环泵(4)和等离子体介质阻挡放电反应器(5)，所述等离子体介质阻挡放电反应器(5)与放电电源(2)连接，所述介质阻挡反应器(5)设有反应器进水口(6)和反应器出水口(7)，所述循环泵(4)设有进水管(8)和出水管(9)，所述反应器进水口(6)与出水管(9)相连，所述反应器出水口(7)、进水管(8)均与蓄水池(3)连接。

优选地，所述等离子体介质阻挡放电反应器(5)包括管式反应器(5-1)，所述管式反应器(5-1)内依次同轴套设有用作介质阻挡放电的内石英管(5-2)和用作高压电极的不锈钢棒(5-3)，所述管式反应器(5-1)内还设有缠绕在石英管(5-2)外壁的用作接地电极的不锈钢线圈(5-4)；所述管式反应器(5-1)的上端设有同轴的储水罐(5-5)，所述储水罐(5-5)的上端设有反应器进水口(6)，所述储水罐(5-5)的底部设有通往管式反应器(5-1)的注水孔(5-6)。

优选地，所述注水孔(5-6)设为对称分布，数量为4～10个。

优选地，所述管式反应器(5-1)和储水罐(5-5)均为石英玻璃制成。

优选地，所述管式反应器(5-1)的内径为30～40mm，所述石英管(5-2)的直径为11～13mm，所述不锈钢棒(5-3)的直径为10～12mm.

优选地，所述管式反应器(5-1)和内石英管(5-3)的管壁厚度均为4～6mm。

本发明还提供一种高效、快速处理污水中全氟化合物的方法，采用所述的高效、快速处理污水中全氟化合物的装置进行处理，包括如下步骤：将含全氟化合物的污水置于蓄水池中，通过循环泵将所述污水导入等离子体介质阻挡放电反应器中，进行放电处理。

优选地，所述污水中，全氟化合物的浓度为1～100mg/L。