一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法技术

本发明专利技术属于地下水修复技术领域，具体涉及一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法，包括：向所述氯代烃污染地下水中加入电解质溶液；调节与电极连接的脉冲发生器的脉冲电压、脉冲频率，使得所述脉冲发生器产生相应的脉冲电流通过与所述电极传输至所述电解质溶液中进行电化学反应，以实现在预设反应时间内完成对所述氯代烃污染地下水的脱氯修复；其中，所述电极位于所述氯代烃污染地下水中。本发明专利技术实现了能够提高氯代烃污染地下水的修复效率，且能耗低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法


[0001]本专利技术属于地下水修复
，具体涉及一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法。

技术介绍

[0002]地下水是重要的饮用水水源，对支撑经济社会和可持续发展具有不可替代的作用，同时也是重要的环境要素，直接影响和改变生态环境状态，所以地下水污染修复的意义重大。
[0003]在引起地下水的众多污染中，有机污染是最常见且最难治理的一类，已逐渐成为科学界的研究热点。其中，1，1,1
‑
三氯乙烷(1,1,1
‑
TCA)、三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)等氯代烃类有机污染物，在世界各地的污染场地中的地下水被频繁检出。由于氯代烃类污染场地地下水环境中共存物质很多，并且氯代烃的不完全脱氯可能生成毒性更强的产物，而且具有易扩散，毒性大、降解时间长等特点，对人体中枢神经系统、皮肤和粘膜等均会造成损伤。因此，实现氯代烃类污染物的选择性反应和完全脱氯是开发高效电催化修复技术的必然要求。从分子水平研究电催化材料表面反应机制，阐明电催化氯代烃脱氯降解反应机理，开发高效脱氯降解电催化材料，研发低能耗高选择性方波脉冲电催化技术，发展新型电化学处理体系对于构建地下水氯代烃污染消除电催化技术具有重要意义。
[0004]目前，现有技术中的传统化学降解污染物多采用恒压或恒流供电模式，但在污染浓度不高，共存物质较多的情况下，竞争副反应严重会导致电流效率低、能耗高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法，以解决现有技术中的缺点。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法，其特征在于，所述方法包括：
[0008]向所述氯代烃污染地下水中加入电解质溶液；
[0009]调节与电极连接的脉冲发生器的脉冲电压、脉冲频率，使得所述脉冲发生器产生相应的脉冲电流通过与所述电极传输至所述电解质溶液中进行电化学反应，以实现在预设反应时间内完成对所述氯代烃污染地下水的脱氯修复；其中，所述电极位于所述氯代烃污染地下水中。
[0010]可选地，所述调节与电极连接的脉冲发生器的脉冲电压、脉冲频率的步骤，还包括：调节与所述电极连接的脉冲发生器的脉冲占空比。
[0011]可选地，所述氯代烃污染物在地下水中浓度为20mg/L，pH值为6。
[0012]可选地，所述电解质溶液的浓度为0.05mol/L。
[0013]可选地，所述脉冲电压为对称电压，周期为0.1s，半周期设置为
‑
2V 至
‑
0.6V，另一半周期设置为0.6至2V。
[0014]可选地，所述脉冲频率的数值范围在10
‑
200Hz。
[0015]可选地，预设反应时间为0
‑
120min。
[0016]可选地，所述脉冲占空比的数值范围在30％
‑
70％。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：采用方波脉冲电场对地下水中的氯代烃污染物进行富集
‑
脱氯降解，利用脉冲电场高频率通
‑
断电的特性，提高对氯代烃污染物脱氯降解的效果，降低能量消耗，为电化学修复降解地下水中的氯代烃污染物提供了新的方法。同时，在脉冲电的作用下，加速了自由基的产生速率，加快反应进程，提高工作效率。
附图说明
[0018]图1本申请实施例提供的一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法的原理示意图；
[0019]图2为本申请实施例提供的不同脉冲电压下的脱氯率的折线示意图；
[0020]图3为本申请实施例提供的不同脉冲频率下的脱氯率的折线示意图；
[0021]图4为本申请实施例提供的不同脉冲占空比的脱氯率的折线示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图1
‑
4，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0024]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0025]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]在详细阐述本专利技术的一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法之前，介绍下本专利技术的原理与构思，以便于理解。
[0027]目前，现有研究中开发了修复重金属污染地下水的不对称脉冲交流电化学方法，证明了交替施加电压可以选择性回收重金属并显著提高回收效率。另外，还研究出以重金属离子去除考察电化学供电模式的影响，发现脉冲交流供电方式可以提高产物的选择性，电场驱动下可以将吸附效率提高2个数量级以上。在氯代烃污染物去除过程中，氯代烃类污染物吸附到电极的速率受施加电场影响，同时多氯代有机物的脱氯电位具有明显差异。
[0028]基于上述认识，基于电极材料特性和地下水环境特征构建方波脉冲电催化系统，开展对地下水中典型氯代烃类污染物(三氯乙烯、四氯乙烯、1,2
‑
二氯乙烷、氯苯等)的靶向富集和脱氯降解研究，考察地下水污染化学特征(污染物浓度、共存物质种类和浓度、离子浓度、pH、溶解氧浓度、温度等)对氯代烃去除效率的影响规律，研究电极材料结构、电化学模拟装置参数(电极排布、介质特征、进出水方式等)、方波脉冲技术特征(施加电压、脉冲周
期等)对氯代烃去除率、溶液毒性、电极稳定性、能耗的影响规律。
[0029]具体地，采用脉冲供电方式，有效降低能耗，使得太阳能等绿色能源供电成为可能。并且在低电压电场诱导下促进氯代烃污染物向电极界面迁移，吸附富集在电极表面，可以有效减少副反应的发生。在有氧条件下，阴极电催化产生H2O2，并使其分解生成
·
OH，在反应电压下催化降解氯代烃污染物，减少副反应的发生，增强对脱氯降解反应的电流效率。利用脉冲电场的高频率、通
‑
断电特性提高修复效率，在电催化降解氯代烃反应中，每一个主反应和副反应需要的电位不一样，方波脉冲电化学可以通过调整脉冲电压、脉冲频率和空占比等方式，来有效降低副反应发生，提高修复效率和能源利用效率。采用方波脉冲电催化技术，一方面可以强化对氯代烃污染物的定向迁移吸附富集，在电极溶液界面建立浓度优势，另一方面增强氯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法，其特征在于，所述方法包括：向所述氯代烃污染地下水中加入电解质溶液；调节与电极连接的脉冲发生器的脉冲电压、脉冲频率，使得所述脉冲发生器产生相应的脉冲电流通过与所述电极传输至所述电解质溶液中进行电化学反应，以实现在预设反应时间内完成对所述氯代烃污染地下水的脱氯修复；其中，所述电极位于所述氯代烃污染地下水中。2.根据权利要求1所述的一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法，其特征在于：所述调节与电极连接的脉冲发生器的脉冲电压、脉冲频率的步骤，还包括：调节与所述电极连接的脉冲发生器的脉冲占空比。3.根据权利要求1所述的一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法，其特征在于：所述氯代烃污染物在地下水中浓度为20mg/L，pH值为6。4.根据权利要求1所述的一种脱氯修复氯代烃污染地下水的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞兆勇，马蓓，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：