[发明专利]基于微孔矿物吸附耦合微波降解的有机污染物去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机污染物去除方法，特别是一种基于微孔矿物吸附耦合微波降解的有机污染物去除方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，有毒物质尤其是难降解有机物对自然环境的污染加剧，印染、制药、化工等行业的废水，垃圾渗滤液，城市生活污泥等都可能含有大量的难降解有机物，这类污染物在环境中不易降解，存留时间较长，可以通过大气，水的输送而影响到区域和全球环境，并可通过食物链富集，最终严重影响人类健康。水体污染是目前比较严峻的环境问题之一。

水体中有机污染物的去除是当前水处理领域最为活跃的研究问题之一，经过几十年环境科学工作者的不懈努力，开发出了大量行之有效的处理工艺。现有的处理技术，如高级氧化以及微生物降解等，由于处理效率低、成本高、产生二次污染、降解不完全等问题而受到限制，无法满足对污染治理的需求，尤其是对高浓度废水的处理，上述方法存在占地大、操作条件苛刻、适应性小、去除率低等缺点而难以大规模应用。由于活性炭吸附法在处理用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难于氧化的溶解性有机物方面具有明显优势，其在高浓度难降解有机废水的处理中经常被采用，尤其是近年来随着废水处理程度和废水回收率要求的提高，这种高效处理方法受到普遍重视。如处理含油废水、含酚废水、硝基化合物、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、合成染料、DDT等，但活性炭孔道分布广（含微孔、中孔和大孔），因而吸附缺乏选择性，并且活性炭亲水性较强，对水体中有机污染物的吸附效率较低，吸附处理后的活性炭一般采用加热法进行再生，循环使用，传统的热再生方法存在再生过程中活性炭损失较大，再生后活性炭吸附能力明显下降，再生时产生的尾气会造成空气的二次污染等问题。与传统的热处理方法相比，微波处理方法在活性炭再生方面具有明显优势，活性炭吸收微波能力较强，在微波作用下快速升温，吸附在表面的污染物受热发生降解和脱附。但微波能量对活性炭的损坏极大，只适用于短时间的处理，较长时间的微波辐射会引起活性炭表面起火，并且再生后孔道结构遭到破坏，比表面积极大降低。另外，由于活性炭本身吸收微波能力较强，微波能量穿透较浅，不能够对吸附柱均匀加热，经常出现部分空间内的活性碳由于没有受到微波辐射而得不到再生或再生不完全但其它部分的活性碳由于升温过高而导致结构遭到严重破坏的情况。由于活性碳对微波能量的吸收，导致微波在活性碳层中的穿透性很差，使吸附柱的大小受到极大的限制。因此，水体中有机污染物，特别是持久性有机物的处理仍是摆在我们面前的难题，需要不断探索和研究。设计开发新型的有机污染物降解技术，以实现有机污染物的高效去除而不产生二次污染，并将其成功运用于水体中有机污染物的治理中，对水环境的保护和降低人体健康风险具有重要意义。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于微孔矿物吸附耦合微波降解的有机污染物去除方法。本方法具有明显的高效、节能、省时、操作条件简单、无二次污染等优点。

本发明解决其技术问题的方案是：基于微孔矿物吸附耦合微波降解的有机污染物去除方法，包括以下步骤：

1)    向第一吸附柱和第二吸附柱内部填充矿物基疏水性多孔吸附剂，第一吸附柱和第二吸附柱外表面分别缠绕一层微波线圈；

2)    启动抽水泵，从储水容器中抽取有机废水，经过滤装置去除不溶物质，经总控制阀、流量计以及切换阀后，从第一反应器的进水口进入第一反应器，并在反应器内的第一吸附柱中停留足够长的时间使有机污染物与矿物基疏水性多孔吸附剂的吸附达到平衡，处理后废水从第一反应器的出水口流出；

3)    每隔一段时间检测从第一反应器的出水口流出的水体中有机污染物的浓度，当浓度达到预定值时，启动切换阀将水流切换到第二反应器的进水口，利用第二反应器内的第二吸附柱来吸附有机污染物；

4)    启动微波发生器，并将其与第一吸附柱上的微波线圈相连，调节微波的发射能量至合适的功率，使吸附于第一吸附柱内矿物基疏水性多孔吸附剂上的有机污染物发生降解；

5)    当第一吸附柱内的有机污染物完全降解后，关闭微波发生器并断开其与第一吸附柱上微波线圈的连接；

6)    待第二吸附柱吸附有机污染物饱和后，将水流重新切换至第一反应器的进水口，启动微波发生器，并将其与第二吸附柱上的微波线圈相连，调节微波的发射能量至合适的功率，对第二吸附柱内矿物基疏水性多孔吸附剂上的有机污染物进行微波诱导降解，使第二吸附柱得到再生后，关闭微波发生器并断开其与第二吸附柱上微波线圈的连接；