[发明专利]一种光促脱卤复合药剂/光联用去除水中卤代有机物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水中卤代有机物的方法。

背景技术

卤代有机物是指有机物中结构中与C相连的1个或者多个H被卤素取代的有机物，包括氟代、氯代、溴代和碘代有机物等。常见的卤代有机物有：三氟乙酸、全氟辛基磺酸、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、氯乙醇、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、氯苯、多溴联苯、多溴联苯醚、氯霉素、双氯酚酸、氯贝酸、氯酚、对氯苯甲酸、对氯硝基苯、溴代甲烷、溴代乙烷、溴醇、三溴乙酸、一氯二溴乙酸、溴苯、溴酚、多溴联苯、多溴联苯醚、碘烷、碘醇、碘海醇等。

卤代有机物一般被认为是对生物体有毒性和对自然生态有巨大危害的污染物，其中有一部分卤代有机物被确认为致畸、致癌、致突变的三致物质，有一部分为内分泌干扰物(EDCs)和环境持久性有机物(POPs)。

世界上绝大部分河流和湖水受到了卤代有机物的不同程度的污染；各大洋中也不同程度的检测到卤代有机物的存在，特别是近海地区，部分海水污染严重；中国、美国、加拿大、日本及很多欧洲国家的部分地下水也受到了卤代有机物的污染。由于地下水环境条件比较特殊，卤代有机物进入地下水体便很难去除。地下水中典型的污染物如：三氯乙烯、四氯乙烯、六氯苯、多氯联苯、卤乙酸等。据国内外广泛的环境调查显示，在自然界中的野生动物体内不同程度的检测到了卤代有机物的积累也残留，如六氯苯；由于大部分卤代有机物有一定的挥发性，人类也暴露在卤代有机物的环境中，如饮用水、食品、空气等。在个别地区，人体内也检测到了相应的有机物，如氯苯。

因此非常有必要对卤代有机物进行去除。而常规的处理工艺对卤代有机物的去除效果不尽如人意。经过各国科学家多年的努力，逐渐开发出了很多中取出卤代有机物的方法，如气提法、活性炭吸附法、电化学去除法、高级氧化法、过渡金属催化还原法、真空紫外及高能辐射发和反应性渗透墙技术等。虽然各种方法对卤代有机物都能进行一定程度的去除，但是各种方法都有一定的弊端，有些方法成本过高而无法大规模应用。

气提法，是利用水蒸气通过水层时水溶液蒸汽压超过外压时的沸腾作用和液体不断向气泡内蒸发扩散的作用使水中挥发性溶解物质不断的从水中分离出来的水处理过程，是一种物理的扩散过程。其缺点是：只能去除一些易挥发的有机物，而对溶解性的卤代有机物如三氯乙酸则没有去除效果；其次，该方法对于高浓度的卤代有机物去除效率比较低，为了达到很好的去除率，需要多级气体处理，成本高；此外，该方法产生的二次污染气体还需要进一步处理。

活性炭吸附法，是利用活性炭分布的孔道和巨大的比表面积来吸附污染物，它可以很好的去除水中绝大部分的疏水性有机物，如氯苯等，但是对于水中的亲水性有机物人卤乙酸、卤代醇等基本没有去除；其次对于水中的高浓度的有机物去除效果不佳；跟气提法类似，活性炭吸附法也产生二次污染，需要对活性炭进行进一步处理；活性炭需要定期再生更换，价格昂贵；水质水利条件对其吸附效果影响比较大，抗冲击负荷能力不佳，运营成本较高。

电化学去除法，是利用电极极化产生活性自由基，直接或者间接的氧化/还原水中的污染物的方法。目前该方法主要在实验室中取得一定的效果，但是该方法最大的障碍是目前还没有一种能在阴极和阳极都能稳定存在的电极材料，而且该种材料需要有很好的抗污染性能。贵金属电极，如铂金材料，目前用的比较多，但是这些贵金属材料能够催化电解水，因此浪费很大一部分电能，此外也很容易被一些化学物质或者中间产物污染，而影响到降解效率。表面镀硼的钻石目前被用来做电极，而且在实验室里也取得了一定的效果，但是这种材料对钻石表面的作用官能团要求较高，而且价格昂贵。大规模实际应用没有实际使用参数，缺少稳定性方面的相关信息。