[发明专利]一种去除水中难降解有机物的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于自由基化学，水处理应用的技术领域，尤其是涉及羟基自由基规模化快速处理的一种去除水中难降解有机物的方法和装置。

背景技术

随着水污染的加重，水中难降解有机污染物和新型污染物的种类、含量明显增加。大量有机污染物如持久性有机污染物(POPs)、药物与个人护理品(PPCPs)、农药、石油类有机污染物、化工产品及其他各类人工合成化合物排入水体。这些持续性污染有机物(POPs)中，有相当一部分毒性大，在环境条件下难以降解，能够长期存在，通常在极低暴露水平下，通过长时间持续作用产生危害。这些污染物能有在生物体脂肪内富集，对人体健康具有潜在的巨大危害性。

有机废水的低达标排放率，是饮用水源水污染的重要影响因素之一。据资料显示：全国56个城市206个集中式水源地已受到132种有机污染物污染，其中103种属于国内或国外优先控制有机物；我国有1.7亿人在饮用受有机物污染的水，其中近4000万人的饮用水污染尤其严重，主要分布在长江沿岸及人口稠密的地区。而世界范围内的饮用水中，已出现765种合成有机物，其中117种属于“三致”物质。

已颁布五年之久的《生活饮用水卫生标准》(GB5479-2006)2012年7月1日开始正式强制执行，对饮用水水质标准提出了更严格的要求。与1985年的旧版国标相比，新国标的水质检测指标由35项提高到106项，其中，有机化合物毒理指标由5项增至53项。

面对水源水质的变化，传统的常规净水工艺，难以有效去除溶解性难降解有机污染物。因此，在水源受污染情况下，由于常规处理净水工艺的局限性，处理后生活饮用水水质安全难以得到保证，对微污染水进行预处理和深度处理具有一定的重要性和必要性。

化工生产，特别是精细化工产品(如农药、染料、医药等)生产过程中排出的有机物质，大多是结构复杂，有毒有害和生物难降解有机物。这些难降解物质的BOC/COD(B/C生物需氧量与化学需氧量之比)比值低，可生化性差，常规处理工艺不能有效去除，难以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B排放标准。目前化工行业废水的排放达标率仍然不高，对高效低成本的新工艺与新技术的研究，是世界范围内的研究重点。

纺织印染行业是我过工业的重要组成部分，排放废水量大，约占工业废水排放总量的35％。印染废水成分复杂、难降解有机物含量高，其B/C较低，有时仅为0.2左右。不仅COD_cr本身难以降解，而且可用作碳源易降解的小分子物质非常少。2012年发布的《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4278-2012)中规定，自2015年起，所有纺织印染工业企业排放废水COD_cr直接排放浓度必须小于80mg/L，较现有纺织印染工业企业排放标准(100mg/L)要求更加严格。因此，印染废水处理的研发，对于解决水资源短缺，保护水环境有着非常重要的意义。

20世纪80年代建立了高级氧化技术(AOP或AOT)概念，是从根本上解决环境治理过程中的污染问题，实现零污染、零废物排放，已成为当今环境工程领域研究的前沿。高级氧化技术是指产生羟基自由基(·OH)的过程，及其一系列的·OH链反应，其核心是羟基自由基(·OH)的制备。·OH的氧化还原电位E₀＝2.80V与氟相当，其氧化能力极强，是进攻性最强的化学物质之一；·OH具有非常高的反应速率常数(10⁹mol/L·s)，是其它氧化剂的10⁷倍以上，其化学反应属于游离基反应，反应速度极快，在数秒内完成整个生化反应过程；·OH具有广谱致死特性，在水中会诱发一系列的自由基链反应，氧化分解几乎所有的生物体大分子、有机物和无机物，最终降解为CO₂、H₂O和微量无机盐；·OH是绿色的强氧化剂，剩余的·OH分解成对环境无害的H₂O、O₂。