挡板和与之相连的电子计时器。
[0020]其中，高强度紫外光源由一个高压汞灯和石英反射罩构成，高压汞灯体积小，可看作点光源，石英反射罩可将发光汇聚到一点，达到很高的辐照强度。紫外灯主要发光波段为200-400nm，光源内含滤光片，大于425nm的光均被滤掉。实验中将该灯固定于密闭反应器顶部，玻璃反应器的上方。在高压汞灯与反应器之间有个滑动挡板和与之相连的电子计时器，以精确控制紫外照射时间。紫外灯内置不同孔径密度的光筛可用于控制光强。
[0021]由于高强紫外光可能会引起玻璃反应器内水溶液温度的上升，故需在反应器外添加恒温冷却水槽3，控制反应液温度稳定在25°C。
[0022]玻璃反应器为敞口的圆柱形容器，可从顶部取样。其规格为直径52 _，高45_。光源放置于该反应器圆心所在的轴线上，距离光源5cm。
[0023]利用上述装置降解全氟辛酸及全氟辛烷磺酸的步骤如下:
(1)打开紫外灯，预热30min，以达到发光强度稳定的目的。
[0024](2)向待处理的废水投加亚硫酸钠，投量按亚硫酸盐与PF0A/PF0S摩尔比为250-340:1计算。如废水中含PF0A39 μΜ或PF0S 30 μΜ时，需投加的亚硫酸盐量为10mM。投加完药剂，打开磁力搅拌器，使之混合均勾，并避光稳定15 min。
[0025](3)打开滑动挡板，使紫外光照射反应液并开始计时，到选定的反应时间关闭滑动挡板停止照射并取样。
[0026](4)用液相色谱-三重四级杆质谱仪测定全氟辛酸/全氟辛烷磺酸浓度，用氟离子电极测定氟离子浓度，计算脱氟率。
[0027]如图4所示，本发明的主要原理是:亚硫酸盐在紫外光激发下产生一系列活性基团，如水合电子(eaq )，氢原子(H.)以及亚硫酸盐自由基(S03.)，其中水合电子具有很强的还原性，能攻击C-F，导致其断裂，产生氟离子。反应式如下:
hv+ S032 一 S03.+ eaq eaq + H20 — Η.eaq +H+ — H.如图2 (2a、2b)、图3 (3a、3b)所示，反应速率极快，高强紫外-亚硫酸盐体系降解脱氟效果远远高于常规的光化学降解手段，lOmin内PF0A去除率达99.0%，脱氟率为44.6%，30min内PF0S去除率为94.4%，脱氟率为60.7%。
[0028]实施例1 水中PFOA浓度为20 mg/L，溶液pH为4.5，水温为25 °C。按亚硫酸钠与PF0A摩尔比为256:1投加10mM亚硫酸钠，投加后溶液pH为9.2。打开磁力搅拌器，使之混合均匀。待紫外灯发光稳定后，打开滑板开始反应。根据实验需要，依次调节光强分别为100% 10，75%10,50% 10,30% 10和15% 10，其中10为紫外光全部透过光栅时的辐照强度，采用草酸铁钾光度法测定 10 = 3.13 X 10-6 einstein cm-2 s_l。
[0029]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:包括以下步骤 A、向待处理的废水中投加亚硫酸钠； B、将步骤A中混合体系置于磁力搅拌器开始搅拌，并避光保持稳定15分钟； C、将步骤B中混合体系移入惰性石英反应器中，打开滑动挡板，对待处理的废水进行高强度紫外光源照射并开始计时，到选定的反应时间关闭滑动挡板停止照射并取样； D、对步骤C中的取样利用液相色谱-三重四级杆质谱仪测定全氟辛酸/全氟辛烷磺酸浓度，用氟离子电极测定氟离子浓度，计算脱氟率。2.根据权利要求1所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述步骤A中亚硫酸钠的投加量与PFOA或PFOS摩尔比为250?340:1。3.根据权利要求1所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述步骤A之前需对高强度紫外光源进行预热30分钟。4.根据权利要求1所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述步骤C中需在惰性石英反应器外添加恒温冷却水槽，用于控制混合体系温度稳定在25°C。5.根据权利要求4所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述惰性石英反应器为敞口的圆柱形容器。6.根据权利要求5所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述高强度紫外光源放置于所述惰性石英反应器圆心所在的轴线上并距离所述高强度紫外光源5cm处。7.根据权利要求1所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述步骤C中高强度紫外光源包括一个高压汞灯和石英反射罩，所述高强度紫外光源内含滤光片并内置不同孔径密度的光筛。8.根据权利要求7所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述高强度紫外光源的发光波段为200-400nm。9.根据权利要求8所述的快速去除水中全氟化物的高级还原方法，其特征在于:所述步骤C中高强度紫外光源的照射反应时间为lOmin?30mmn。10.一种使用权利要求1-9方法的装置，包括:密闭的反应箱及位于该反应箱内的高强度紫外光源、惰性石英反应器、恒温冷却水槽、磁力搅拌器，所述高强度紫外光源固定于所述密闭的反应箱的顶部，所述惰性石英反应器设置于所述高强度紫外光源下方，所述恒温冷却水槽位于惰性石英器外部，所述磁力搅拌器位于所述惰性石英反应器下方，所述高强度紫外光源包括高压汞灯和石英反射罩，在高压汞灯与惰性石英反应器之间设置有滑动挡板和与之相连的电子计时器。
【专利摘要】本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种快速去除水中全氟化物的高级还原方法与装置。该方法包括以下步骤：向待处理的废水中投加亚硫酸钠；置于磁力搅拌器开始搅拌，并避光保持稳定15分钟；放入惰性石英反应器中，打开滑动挡板，对待处理的废水进行高强度紫外光源照射并开始计时，到选定的反应时间关闭滑动挡板停止照射并取样；利用液相色谱-三重四级杆质谱仪测定PFOA/PFOS浓度，用氟离子电极测定氟离子浓度，计算脱氟率。本发明可在温和条件下实现PFOA/PFOS的高效降解及脱氟，反应中无需添加光催化剂，节省了成本，反应迅速，最终产物为F-、SO42-以及部分含氟烯烃或烷烃，无二次污染，真正达到高效、低耗的目的。
【IPC分类】C02F1/70, C02F1/58, C02F1/32
【公开号】CN105271501
【申请号】CN201510713637
【发明人】刘彤宙, 顾玉蓉, 董文艺
【申请人】哈尔滨工业大学深圳研究生院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月28日