[发明专利]水环境中微塑料和重金属污染物同步高效净化方法及系统

说明书

本发明运用基本的电化学原理以及微塑料和重金属污染物的相关性质，提供一种水环境中微塑料和重金属污染物同步高效净化方法及系统。该系统实质为一电解池系统，利用微塑料对重金属离子的吸附性实现正电荷和微塑料在电解池中的定向移动，实现微塑料和重金属同向迁移聚集过程；再通过控制PH值实现重金属在阴极的还原，同时阳极电解产生的金属离子经过水解、聚合生成絮凝剂吸附微塑料，从而实现水体净化。本发明可以广泛应用于兼具为塑料和重金属水体的复杂环境。

技术领域

本发明属于水体净化技术领域，具体涉及一种电絮凝法处理废水的方法及系统，实现污水中微塑料和重金属污染物同步去除的目的。

背景技术

目前，微塑料已经全面侵入饮用水和海洋环境中，在全球83%的自来水样品中均已检测到微塑料的存在，而海洋环境中的塑料垃圾还在以每年800万吨的速度增加，其中大部分分解成为微塑料。研究发现，自来水和海洋环境中的微塑料均会通过食物链侵入人体。微塑料通常是指粒径小于5mm的塑料颗粒及纺织纤维等，其体积小、比表面积大、且吸附能力强，性质相对稳定，可长期存在于环境中，侵入人体器官后会产生不可逆的严重后果。现在已有技术去除水环境中的微塑料效率并不是很高，如果要大幅提高微塑料的去除率那么去除成本会相应提高许多，微塑料去除效率和除去成本难以平衡是现在微塑料在水环境中去除的一大障碍。

同时，水环境中的重金属污染也日益严重，多种重金属离子污染水资源是现在水环境污染的一大问题，用现有方法去除水环境中重金属污染已近成熟，且去除效率非常可观。电化学技术处理水环境中重金属污染这一方法已经是水环境中重金属污染的主要处理手段之一，其具有所费成本低、去除效率高等特点。

调查发现的许多动物体中甚至是人体中已近发现微塑料的存在，微塑料存留人体和动物体中的危害目前虽然并未完全被发觉，但其对生物的潜在危害绝不能掉以轻心。因此，去除环境中微塑料这一问题需要我们关注和重视。

目前，对于微塑料得研究大多数还处在微塑料得污染现状、污染特征、分布特征、对生物得影响等方面，关于微塑料去除净化得研究还比较少；现有得一些普通方法有的效率太低，还有的限制因素太多；现有的一些先进废水三级处理技术，如动态膜、溶气浮选法等虽然能高效去除微塑料，有的去除率可达95%以上，但是这些方法大都比较昂贵；因此这些方法都不适合大规模推广使用。

微塑料污染正成为环境污染研究中的热点，目前对于微塑料提取分离没有系统化和标准化的方法，现行的方法都有一定的不足，所以提取方法的开发和改进尤为关键，这也是将来水环境监测的基础。因此，开发一种简便可靠适用性广的提取方法，具有重要的实际意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是一方面提供一种水环境中微塑料和重金属污染物同步高效净化方法，该方法为电絮凝法，利用微塑料对重金属离子的吸附性实现正电荷和微塑料在电解池中的定向移动，实现微塑料和重金属同向迁移聚集过程；再通过控制pH值实现重金属在阴极的还原，同时阳极电解产生的金属离子经过水解、聚合生成絮凝剂吸附微塑料，从而实现水体净化。该方法成本低、且能实现水环境中微塑料和重金属的同步净化。

本发明还提供一种水环境中微塑料和重金属污染物同步高效净化系统，该系统为一种电解池系统，基于同步高效净化方法，该系统结构简单，系统成本低，应用范围广，能使用于兼具微塑料和重金属污染物的复杂体系，对微塑料和重金属污染物去除率可达90%左右。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

水环境中微塑料和重金属污染物同步高效净化方法，该方法为电絮凝法，具体过程为：

构建电解池系统，电源正极连接阳极，电源负极连接阴极，含有微塑料和重金属污染物的水体作为电解液；

电源通电，形成反应体系；

微塑料吸附重金属形成塑料载体载电体系；