[发明专利]降解污染地下水中多氟有机硫化合物的声化学处理系统

说明书

本发明提供了一种降解污染地下水中多氟有机硫化合物的声化学处理系统，包括氩气供应系统、氮气供应系统、温度调节系统、液位安全连锁装置、控制系统、以及反应器。其中氩气供应系统、氮气供应系统、液位安全联锁装置等均通过控制系统用管路连接至反应器。该系统通过单频率(1MHz)、双频率(500HMz、1MHz)超声波在污染地下水中分别产生的空化效应，破坏多氟有机硫化合物中含氟、含硫的官能团结构单元界面，使得稳定的化合键链断裂，达到多氟有机硫化合物快速有效降解的目的。该系统主要应用于污染地下水中多氟有机硫化合物的处理，也适用于其他含多氟有机硫化合物的污水的处理。

技术领域

本发明涉及一种地下水中污染物降解的系统领域。具体涉及降解地下水中多氟有机硫化合物的单双频超声波交替的声化学处理系统。

背景技术

水资源是维系人类生存和发展的重要资源之一。近年来，随着工业化进程的加快，地下水的污染愈加严重。目前，国内外普遍应用的治理污染地下水的技术包括：化学反应技术；物理分离技术；生物降解技术；以其中一种技术为主导，联合使用其他技术的综合性技术。这些治理污染地下水的技术随着科技发展被不断的补充完善，并在保护生态水环境中做出重大贡献。

但是，随着社会的不断进步，地下水中的污染物类型越来越复杂。尤其是多氟有机硫化合物的大量使用，导致其以各种途径进入到地下水环境中，并通过生物链进入到动物组织，对环境和人类健康造成极大的危害。由于其独特的理化性质以及环境持久性、生物累积性、生物毒性、远距离迁移能力等特点，传统的技术已不能快速有效的降解污染地下水中的多氟有机硫化合物。

声化学技术是一项声学、化学、电学等多种学科交叉融合的新技术。它的实质是空化效应，即聚集声场能量并瞬间释放的一个极其复杂的物理过程，包括气核的出现、微泡的长大和微泡的崩溃三个步骤。超声波在介质中的传播存在一个正负压强的交变周期。在正压相位时，超声波对介质分子压缩，使得液体介质的密度增大；在负压相位时，介质分子稀疏离散，使得液体介质密度减小。由于声压的正负交变，溶剂受到了压缩和稀疏作用。在声波的稀疏相区，气泡膨胀长大，并被周围的液体蒸气或气体充满。在压缩相区，气穴很快塌陷、破裂，产生大量微泡，它们又可以作为新的气核。当超声波处于高频率状态时，空化泡少但直径大，空化核在稀疏相区达到共振半径时强烈震荡并发生崩溃；当超声波处于低频率状态时，空化泡密集但直径小，声学周期较高频状态更快，但是强度却相对较低，进而产生的能量亦较小。对于污染地下水中的多氟有机硫化合物而言，化学成分中含氟与含硫的化合键的断裂所需能量大小不一，故所需要的最佳超声波频率不同，采用单一频率不能快速有效的降解整个化学物质。

目前，涉及利用超声进行水处理的装置已授权的专利有：1、申请号为200780033331.3，名称为：“超声液体处理室和连续流动混合系统”；2、申请号为200820117271.5，名称为：“利用功率超声处理有机废水的频率效应研究装置”；3、申请号为201720707318.2，名称为：“超声联合光催化的声化学反应器”等。其中，专利1为利用超声进行溶剂的混合，专利2着重于物质的最适宜的单一频率效应的研究，专利3是利用超声联合光催化技术进行水处理的装置，依靠单双频率超声波交替进行声化学处理地下水中多氟有机硫化合物的装置尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供了一种降解污染地下水中多氟有机硫化合物的声化学处理系统，通过单频率声片与双频率声片交替作用产生的空化效应，破坏多氟有机硫化合物中含氟、含硫的官能团结构单元界面，使得稳定的化合键链断裂，从而对多氟化合物进行快速有效的降解。本发明提供一种降解污染地下水中多氟有机硫化合物的声化学处理系统，该系统包括氩气供应系统1、氮气供应系统2、温度调节系统3、液位安全连锁装置16、控制系统4、原料调节罐21以及反应器6；利用所述反应器6内单双频声片22、23的超声交替作用，快速有效的降解污染地下水中的多氟有机硫化合物。

可选的，所述氩气供应系统1、氮气供应系统2、温度调节系统3、液位安全联锁装置16、原料调节罐21均通过控制系统4用管路连接至所述反应器6。