光催化降解地下水中四氯化碳裝置及其工作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于地下水污染處理裝置領域，具體涉及一種Ti02光催化降解地下水中四 氯化碳裝置及其工作方法。
【背景技術】
[0002] 四氯化碳(CC14)是一種人工合成的低沸點有機氯代烴（比重1.591g/cm3,沸點77 °C)，微溶于水。國外研究表明：四氯化碳屬于典型的肝臟毒物，高濃度時，首先是影響中樞 神經系統，隨后影響肝、腎。它在環境中具有持久性、長期殘留性和生物蓄積性，因此自1979 年被美國EPA列入了"含四氯化碳實驗室中優先控制的污染物"，也被我國列入了68種"水中 優先控制的污染物"名單。
[0003] 上個世紀七十年代由于大量制造和使用農藥，造成了一些地區實驗室中被四氯化 碳污染，如美國的密西根含水層和加拿大渥太華附近的含水層均受到過四氯化碳的污染 (在含水層中它多以非水相(NAPL)存在）。
[0004] 美國前Fortord Army軍事基地造成的污染使得Marina的市政供水中CCU超標， 2000年8月測得CCU濃度達15yg/L。美國Livermore地區的實驗室排放殘液中監測發現有毒 有害垃圾的堆放導致CCU污染物的產生，有毒物質滲濾液中CCU的濃度高達SOOyg/LjOOO 年4月，Haf ner&Sons垃圾填埋場附近的MW-10井中實驗室中CCI4濃度達6.3yg/L。
[0005] 現有治理技術 四氯化碳是常見的有機污染物，容易隨雨水或灌溉水通過淋溶作用進入土壤和水體， 引起土壤和水體的污染。目前有關實驗室中四氯化碳殘液污染治理的傳統方法有以下幾 種。
[0006] 1.活性炭吸附法 用活性炭吸附水源中的四氯化碳殘液，無需添加任何化學試劑，技術要求不高，低濃度 吸附效果好，一些難以降解的物質可直接吸附在活性炭上。通過考察了活性炭投加量、吸附 時間、溫度等因素對去除效果的影響。
[0007]此法工藝成熟，操作簡單效果可靠，但吸附效率不穩定，四氯化碳殘液處于低濃度 時效果好，高濃度時處理不穩定，有效吸附壽命短，載體需要進行二次解吸才能進行循環運 用，且通過溶劑解吸后的溶液，又形成含四氯化碳的混合體，如何再將其分離，需要進一步 研究。
[0008] 2.原位化學氧化法 原位化學修復技術采用的氧化劑高錳酸鹽、Fenton試劑、過氧化氫和過硫酸鹽等。將氧 化劑注入含有大量的天然鐵礦物，在鐵礦物催化的作用下氧化反應能有效修復有機污染 物。研究表明原位化學修復技術容易使修復區產生礦化、土壤板結、透水性差，改變了修復 區結構。
[0009] 3.生物修復法 利用生物注射和有機粘土吸附生物活性菌，通過生物的代謝作用，減少地下環境中有 毒有害化合物的工程技術方法，原位生物修復法能夠處理大范圍的污染物，并且能完全分 解污染物。
[0010]目前原位生物法對于處理實驗室中有機物污染源是一項新興的技術，生物修復的 關鍵因素是合適的電子受體，而氧是最好的電了受體，由于在此環境中缺乏氧這一電子受 體，同時微生物營養物質的供給不足，也使得微生物的生物降解不能持久。
[0011] 4.滲透反應墻修復法 利用填充有活性反應介質材料的被動反應區，當受污染的實驗室中通過時，其中的污 染物質與反應介質發生物理、化學和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，從而使污水 得以凈化。
[0012] 但是滲透性反應墻存在易被堵塞，實驗室中的氧化還原電位等天然環境條件易遭 破壞，運行維護相對復雜等缺點，加上雙金屬系統、納米技術成本較高，這些因素阻礙了滲 透性反應墻的進一步發展及大力推廣。
【發明內容】
[0013] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種Ti02光催化降解地下水中四氯化碳裝 置，包括進水管1、光催化反應池2、曝氣裝置3、排泥管4、排渣管5、排水管6、控制系統7;所述 光催化反應池2-側下部設有進水管1，光催化反應池2另一側設有排水管6、排渣管5和曝氣 裝置3,光催化反應池2底部設有排泥管4,光催化反應池2上部設有控制系統7,所述控制系 統7與進水水栗導線連接。
[0014] 進一步的，所述光催化反應池2,包括進水室2-1，反應柱2-2,光催化基片2-3,催化 反應進程傳感器2-4,四氯化碳濃度傳感器2-5,一號水位傳感器2-6,二號水位傳感器2-7， 紫外光管2-8;所述進水室2-1為封閉的L型水池，進水室2-1左側上部與光催化反應池2上檐 口平齊，進水室2-1右側上端距光催化反應池2上檐口的距離為lm~1.5m;所述反應柱2-2為 兩端開口的圓柱形，反應柱2-2為無色透明玻璃材質，反應柱2-2下端垂直貫穿并焊接在進 水室2-1上部，反應柱2-2上端距光催化反應池2上檐口的距離為10cm~20cm，反應柱2-2的 數量不少于6根;所述光催化基片2-3為半圓形薄片，光催化基片2-3直徑與反應柱2-2內徑 相等，光催化基片2-3水平交錯均勻固定在反應柱2-2內壁上，每個反應柱2-2內光催化基片 2-3的數量為10~50塊;所述催化反應進程傳感器2-4位于反應柱2-2右側內壁上，催化反應 進程傳感器2-4距離反應柱2-2上檐口為10cm~15cm，催化反應進程傳感器2-4與控制系統7 通過導線連接;所述四氯化碳濃度傳感器2-5位于光催化反應池2-側壁上部，四氯化碳濃 度傳感器2-5端距光催化反應池2上檐口為5cm~50cm，四氯化碳濃度傳感器2-5與控制系統 7通過導線連接;所述一號水位傳感器2-6位于光催化反應池2右側內壁上，一號水位傳感器 2-6上端距排渣管5的距離為10cm~15cm，一號水位傳感器2-6與控制系統7通過導線連接； 所述二號水位傳感器2-7位于一號水位傳感器2-6正上方，二號水位傳感器2-7距一號水位 傳感器2-6的距離為5cm~8cm，二號水位傳感器2-7與控制系統7通過導線連接;所述紫外光 管2-8位于反應柱2-2的頂部，紫外光管2-8與控制系統7通過導線連接。
[0015] 進一步的，所述光催化基片2-3,包括催化材質格柵2-3-1，矩形凹口 2-3-2;其中所 述催化材質格柵2-3-1為矩形條狀凸起，催化材質格柵2-3-1的高度為100nm~200nm;所述 矩形凹口 2-3-2為催化材質格柵2-3-1分割而成的矩形空間，矩形凹口 2-3-2的邊長為200nm ~300nm，矩形凹口 2-3-2的深度為lOOnm~200nm。
[0016] 進一步的，所述光催化基片2-3由高分子材料壓模成型，光催化基片2-3按重量份 數計，其組成成分和制造過程如下： 第1步、在反應釜中加入電導率為1.25yS/cm~1.55yS/cm的超純水550~800份，啟動反 應釜內攪拌器，轉速為50rpm~65rpm，啟動加熱栗，使反應釜內溫度上升至60 °C~75 °C ;依 次加入碳酸二乙酯1~8份、草酸甲乙酯1~8份、硝酸乙酯1~8份，攪拌至完全溶解，調節pH 值為5.5~6.5，將攪拌器轉速調至70印111~90印111，溫度為85°(：~100°(：，酯化反應1~6小時； 第2步、取二氧化鈦1~8份、氯乙酸乙酯1~8份粉碎，粉末粒徑為200~250目；加入納米 級硼酸鈦100~155份混合均勻，平鋪于托盤內，平鋪厚度為40mm~50mm，采用劑量為2.3kGy ~4 · OkGy