一种咖基电化学水生态修复技术制造技术

本发明专利技术涉及水生态修复技术领域，且公开了一种咖基电化学水生态修复技术，包括以下步骤：将装有纳米材料的设备装置浸入水中，由于纳米薄膜材料本身具有负电子亲和势力，可以在水中释放大量低动能电子，在电离状态下可以解构水分子，产生超强氧化基团和原子态

【技术实现步骤摘要】
一种咖基电化学水生态修复技术


[0001]本专利技术涉及水生态修复
，具体为一种咖基电化学水生态修复技术
。

技术介绍

[0002]当进入水体的污染物质超过了水体的环境容量或水体的自净能力，使水质变坏，从而破坏了水体的原有价值和作用的现象，称为水体污染，而水体污染的原因有两类
:
一是自然的，二是人为的，特殊的地质条件使某种化学元素大量富集
、
天然植物在腐烂时产生某些有害物质
、
雨水降到地面后挟带各种物质流人水体等造成的水体污染，都属于自然污染
。
[0003]水体污染主要是指人类活动排放的污染物进入水体，引起水质下降，利用价值降低或丧失的现象，严格来说造成水的污染原因有两类：一类是人为因素造成的，主要是工业排放的废水，此外，还包括生活污水
、
农田排水
、
降雨淋洗大气中的污染物以及堆积在大地上的垃圾经降雨淋洗流入水体的污染物等，另外还有自然因素造成的水体污染，诸如岩石的风化和水解，火山喷发
、
水流冲蚀地面
、
大气降尘的降水淋洗，生物
(
主要是绿色植物
)
在地球化学循环中释放物质都属于天然污染物的来源，由于人类因素造成的水体污染占大多数，因此通常所说的水体污染主要是人为因素造成的污染情况
。
[0004]目前工业污染非常严重，导致水体表面与淤泥表面附着有大量油污，使得水体与空气隔绝，导致水体中氧含量降低，导致水体富营养化，一般处理技术对于水体中的有害物质处理形式较为单一，又或是对淤泥和水体全部更换，耗费大量人力，且污染周边环境，从而影响处理效果与处理效率，故而提出一种咖基电化学水生态修复技术来解决上述问题
。

技术实现思路

[0005](
一
)
解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种咖基电化学水生态修复技术，具备提高处理效果与处理效率等优点，解决了处理形式较为单一影响效果与效率的问题
。
[0007](
二
)
技术方案
[0008]为实现上述提高处理效果与处理效率目的，本专利技术提供如下技术方案：一种咖基电化学水生态修复技术，包括以下步骤：
[0009]S1、
通过采用抽滤法制备巴基纸，然而多壁碳纳材料经过研磨，在
500ml
含
1wt.
％曲拉通
X
‑
100
的水溶液中超声水浴，再把分散液用
0.45
μ
m
的纤维素膜过滤，用去离子水反复清洗去除表面活性剂后，将金属纳米材料与处理后的碳纳米材料以及滤膜一起放进鼓风干燥箱，干燥2小时后将巴基纸从滤膜上揭下，制备碳纳米和金属纳米复合薄膜材料；
[0010]S2、
将装有纳米材料的设备装置浸入水中，由于纳米薄膜材料本身具有负电子亲和势力，可以在水中释放大量低动能电子，在电离状态下可以解构水分子，产生超强氧化基团和原子态
H
及原子态
O
，并在光催化的作用下在水体中产生快速扩散及氧化反应；
[0011]S3、
除臭机理：纳米薄膜材料在水体通电开启状态下，产生超强氧化基团及单原子
H
和单原子
O
，在常温常压下将恶臭物质分解成
CO2和
H2O
，还能将化合物部分氧化还原，原子
H
会将散发在空气中的产生异味的分子解构并驱散，溶解氧在三五天内达到
15
～
20mg/L
的超饱和状态，水体中氨氮
、
硫化氢等污染物质迅速被氧化，消除恶臭，其后溶解氧恢复至正常状态的5～
10mg/L
；
[0012]S4、
除色机理：在电场中，
C
原子两端被复极化后，相当于形成无数微电解槽，色素大分子直接在颗粒两端发生氧化还原，同时，
C
原子表面所具有的含氧官能团具有特殊的催化作用，可使被吸附的发色基团的电子云分布发生偏移，使发色基团分子结构处于不稳定的活化状态，通过电氧化作用，发生氧化和矿化反应；
[0013]S5、
藻类去除机理：首先使水体的营养成分减低以至于蓝藻缺乏营养而灭亡，另外，产生的超强氧化基团在光催化作用下遇到水体中的单细胞藻类或细菌后，会迅速穿破单细胞藻类或细菌细胞膜，与细胞酶发生不可逆转的氧化反应，致细胞死亡，达到去除细菌及单细胞藻类目的；
[0014]S6、
清除淤泥机理：超强氧化基团和单原子
O、
单原子
H
，遇到水体中及沉降在底部其他有机物，也会诱发强氧化还原反应及化合反应，解构其分子链，将其降解为
CO2和
H2O
，达到治理净化水体去除有机淤泥目的；
[0015]S7、
硝基酚降解机理：
H2O
分解产生的氢原子和氧原子发生化学反应；
[0016]S8、
氨氮去除机理：氨氮的去除主要是通过直接氧化和
ClO
‑
间接氧化，即，氨氮
、
总氮转化成氨态氮，同时产生一系列中间产物二氧化氮
、
一氧化氮
、
氮气等逸出；
[0017]S9、
总磷去除机理：有机磷还原为磷化氢逸出，部分磷氧化成磷酸盐被植物吸收；
[0018]S10、
重金属离子去除机理：依据原子态氢的强还原性将重金属离子还原或钝化为单质金属，在水体中富集析出
。
[0019]优选的，所述步骤
S1
中的抽滤法即利用抽气泵降低抽滤瓶中气压，从而实现固液分离的方法，所述步骤
S1
中超声水浴时间为
25
～
35min。
[0020]优选的，步骤
S1
中研磨时间为
25
～
38min
，所述鼓风干燥箱的干燥温度为
55
～
65℃。
[0021]优选的，所述步骤
S8
中直接氧化和
ClO
‑
间接氧化化学公式为：
[0022]2NH
+4
+6OH
‑
＝
N2+6H2O+2H
+
+6e
‑
[0023]2NH
+4
+3CH IO
＝
N2+3H2O+5H
+
+3CI
‑
[0024]2NH
+4
+3CIO
‑
＝
N2+3H2O+2H
+
+3CI
‑
。
[0025](
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种咖基电化学水生态修复技术，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
通过采用抽滤法制备巴基纸，然而多壁碳纳材料经过研磨，在
500ml
含
1wt.
％曲拉通
X
‑
100
的水溶液中超声水浴，再把分散液用
0.45
μ
m
的纤维素膜过滤，用去离子水反复清洗去除表面活性剂后，将金属纳米材料与处理后的碳纳米材料以及滤膜一起放进鼓风干燥箱，干燥2小时后将巴基纸从滤膜上揭下，制备碳纳米和金属纳米复合薄膜材料；
S2、
将装有纳米材料的设备装置浸入水中，由于纳米薄膜材料本身具有负电子亲和势力，可以在水中释放大量低动能电子，在电离状态下可以解构水分子，产生超强氧化基团和原子态
H
及原子态
O
，并在光催化的作用下在水体中产生快速扩散及氧化反应；
S3、
除臭机理：纳米薄膜材料在水体通电开启状态下，产生超强氧化基团及单原子
H
和单原子
O
，在常温常压下将恶臭物质分解成
CO2和
H2O
，还能将化合物部分氧化还原，原子
H
会将散发在空气中的产生异味的分子解构并驱散，溶解氧在三五天内达到
15
～
20mg/L
的超饱和状态，水体中氨氮
、
硫化氢等污染物质迅速被氧化，消除恶臭，其后溶解氧恢复至正常状态的5～
10mg/L
；
S4、
除色机理：在电场中，
C
原子两端被复极化后，相当于形成无数微电解槽，色素大分子直接在颗粒两端发生氧化还原，同时，
C
原子表面所具有的含氧官能团具有特殊的催化作用，可使被吸附的发色基团的电子云分布发生偏移，使发色基团分子结构处于不稳定的活化状态，通过电氧化作用，发生氧化和矿化反应；
S5、
藻类去除机理：首先使水体的营养成分减低以至于蓝藻缺乏营养而灭亡，另外，产生的超强氧化基团在光催化作用下遇到水体中的单细胞藻类或细菌后，会迅速穿破单细胞藻类或细菌细胞膜，与细胞酶发生不可逆转的氧化反应，致细胞死亡，达到去除细菌及单细胞藻类目的；
S6、
清除淤泥机理：超强氧化基团和单原子
O、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张曦文，
申请(专利权)人：北京咖基生态修复有限公司，
类型：发明
国别省市：