光催化降解地下水中四氯化碳装置及其工作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地下水污染处理装置领域，具体涉及一种Ti02光催化降解地下水中四 氯化碳装置及其工作方法。
【背景技术】
[0002] 四氯化碳(CC14)是一种人工合成的低沸点有机氯代烃（比重1.591g/cm3,沸点77 °C)，微溶于水。国外研究表明：四氯化碳属于典型的肝脏毒物，高浓度时，首先是影响中枢 神经系统，随后影响肝、肾。它在环境中具有持久性、长期残留性和生物蓄积性，因此自1979 年被美国EPA列入了"含四氯化碳实验室中优先控制的污染物"，也被我国列入了68种"水中 优先控制的污染物"名单。
[0003] 上个世纪七十年代由于大量制造和使用农药，造成了一些地区实验室中被四氯化 碳污染，如美国的密西根含水层和加拿大渥太华附近的含水层均受到过四氯化碳的污染 (在含水层中它多以非水相(NAPL)存在）。
[0004] 美国前Fortord Army军事基地造成的污染使得Marina的市政供水中CCU超标， 2000年8月测得CCU浓度达15yg/L。美国Livermore地区的实验室排放残液中监测发现有毒 有害垃圾的堆放导致CCU污染物的产生，有毒物质渗滤液中CCU的浓度高达SOOyg/LjOOO 年4月，Haf ner&Sons垃圾填埋场附近的MW-10井中实验室中CCI4浓度达6.3yg/L。
[0005] 现有治理技术 四氯化碳是常见的有机污染物，容易随雨水或灌溉水通过淋溶作用进入土壤和水体， 引起土壤和水体的污染。目前有关实验室中四氯化碳残液污染治理的传统方法有以下几 种。
[0006] 1.活性炭吸附法 用活性炭吸附水源中的四氯化碳残液，无需添加任何化学试剂，技术要求不高，低浓度 吸附效果好，一些难以降解的物质可直接吸附在活性炭上。通过考察了活性炭投加量、吸附 时间、温度等因素对去除效果的影响。
[0007]此法工艺成熟，操作简单效果可靠，但吸附效率不稳定，四氯化碳残液处于低浓度 时效果好，高浓度时处理不稳定，有效吸附寿命短，载体需要进行二次解吸才能进行循环运 用，且通过溶剂解吸后的溶液，又形成含四氯化碳的混合体，如何再将其分离，需要进一步 研究。
[0008] 2.原位化学氧化法 原位化学修复技术采用的氧化剂高锰酸盐、Fenton试剂、过氧化氢和过硫酸盐等。将氧 化剂注入含有大量的天然铁矿物，在铁矿物催化的作用下氧化反应能有效修复有机污染 物。研究表明原位化学修复技术容易使修复区产生矿化、土壤板结、透水性差，改变了修复 区结构。
[0009] 3.生物修复法 利用生物注射和有机粘土吸附生物活性菌，通过生物的代谢作用，减少地下环境中有 毒有害化合物的工程技术方法，原位生物修复法能够处理大范围的污染物，并且能完全分 解污染物。
[0010]目前原位生物法对于处理实验室中有机物污染源是一项新兴的技术，生物修复的 关键因素是合适的电子受体，而氧是最好的电了受体，由于在此环境中缺乏氧这一电子受 体，同时微生物营养物质的供给不足，也使得微生物的生物降解不能持久。
[0011] 4.渗透反应墙修复法 利用填充有活性反应介质材料的被动反应区，当受污染的实验室中通过时，其中的污 染物质与反应介质发生物理、化学和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，从而使污水 得以净化。
[0012] 但是渗透性反应墙存在易被堵塞，实验室中的氧化还原电位等天然环境条件易遭 破坏，运行维护相对复杂等缺点，加上双金属系统、纳米技术成本较高，这些因素阻碍了渗 透性反应墙的进一步发展及大力推广。
【发明内容】
[0013] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种Ti02光催化降解地下水中四氯化碳装 置，包括进水管1、光催化反应池2、曝气装置3、排泥管4、排渣管5、排水管6、控制系统7;所述 光催化反应池2-侧下部设有进水管1，光催化反应池2另一侧设有排水管6、排渣管5和曝气 装置3,光催化反应池2底部设有排泥管4,光催化反应池2上部设有控制系统7,所述控制系 统7与进水水栗导线连接。
[0014] 进一步的，所述光催化反应池2,包括进水室2-1，反应柱2-2,光催化基片2-3,催化 反应进程传感器2-4,四氯化碳浓度传感器2-5,一号水位传感器2-6,二号水位传感器2-7， 紫外光管2-8;所述进水室2-1为封闭的L型水池，进水室2-1左侧上部与光催化反应池2上檐 口平齐，进水室2-1右侧上端距光催化反应池2上檐口的距离为lm~1.5m;所述反应柱2-2为 两端开口的圆柱形，反应柱2-2为无色透明玻璃材质，反应柱2-2下端垂直贯穿并焊接在进 水室2-1上部，反应柱2-2上端距光催化反应池2上檐口的距离为10cm~20cm，反应柱2-2的 数量不少于6根;所述光催化基片2-3为半圆形薄片，光催化基片2-3直径与反应柱2-2内径 相等，光催化基片2-3水平交错均匀固定在反应柱2-2内壁上，每个反应柱2-2内光催化基片 2-3的数量为10~50块;所述催化反应进程传感器2-4位于反应柱2-2右侧内壁上，催化反应 进程传感器2-4距离反应柱2-2上檐口为10cm~15cm，催化反应进程传感器2-4与控制系统7 通过导线连接;所述四氯化碳浓度传感器2-5位于光催化反应池2-侧壁上部，四氯化碳浓 度传感器2-5端距光催化反应池2上檐口为5cm~50cm，四氯化碳浓度传感器2-5与控制系统 7通过导线连接;所述一号水位传感器2-6位于光催化反应池2右侧内壁上，一号水位传感器 2-6上端距排渣管5的距离为10cm~15cm，一号水位传感器2-6与控制系统7通过导线连接； 所述二号水位传感器2-7位于一号水位传感器2-6正上方，二号水位传感器2-7距一号水位 传感器2-6的距离为5cm~8cm，二号水位传感器2-7与控制系统7通过导线连接;所述紫外光 管2-8位于反应柱2-2的顶部，紫外光管2-8与控制系统7通过导线连接。
[0015] 进一步的，所述光催化基片2-3,包括催化材质格栅2-3-1，矩形凹口 2-3-2;其中所 述催化材质格栅2-3-1为矩形条状凸起，催化材质格栅2-3-1的高度为100nm~200nm;所述 矩形凹口 2-3-2为催化材质格栅2-3-1分割而成的矩形空间，矩形凹口 2-3-2的边长为200nm ~300nm，矩形凹口 2-3-2的深度为lOOnm~200nm。
[0016] 进一步的，所述光催化基片2-3由高分子材料压模成型，光催化基片2-3按重量份 数计，其组成成分和制造过程如下： 第1步、在反应釜中加入电导率为1.25yS/cm~1.55yS/cm的超纯水550~800份，启动反 应釜内搅拌器，转速为50rpm~65rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至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，搅拌至完全溶解，调节pH 值为5.5~6.5，将搅拌器转速调至70印111~90印111，温度为85°(：~100°(：，酯化反应1~6小时； 第2步、取二氧化钛1~8份、氯乙酸乙酯1~8份粉碎，粉末粒径为200~250目；加入纳米 级硼酸钛100~155份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为40mm~50mm，采用剂量为2.3kGy ~4 · OkGy