一種分解4-壬基-苯氧基乙酸的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分解4-壬基-苯氧基乙酸的裝置，包括一反應(yīng)池、反應(yīng)池一端設(shè)有進水管，另一端設(shè)有出水管，反應(yīng)池底部設(shè)有超聲振蕩器和微孔曝氣管，微孔曝氣管與氧氣泵連接，反應(yīng)池四壁及池底鋪貼表面涂覆有Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的瓷磚，納米材料的涂覆量為1-3g/m2。本發(fā)明工藝簡單、操作方便，可工業(yè)化處理含雌激素的水，去除雌激素的生物毒性，特別適用于去除水體中藥物的毒性，對于4-壬基-苯氧基乙酸的污水進行處理時，能使水中雌激素的去除率達到99%。
【專利說明】-種分解4-壬基-苯氧基乙酸的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種分解4-壬基-苯氧基乙酸的方法，屬于環(huán)境保護中的水處理領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境雌激素是一類具有雌激素活性，可模擬內(nèi)源性雌激素的生理、生化作用，或具 有拮抗雄性激素的效應(yīng)的外源性化學(xué)物質(zhì)。環(huán)境雌激素的種類繁多，廣泛存在于人類可接 觸的各種環(huán)境中，并能通過食物或生物鏈進入動物與人體。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的雌激素種類包 括：人工合成的藥用雌激素、植物性雌激素、真菌性雌激素、農(nóng)藥類雌激素、工業(yè)化學(xué)品類雌 激素、金屬類雌激素等。除了植物雌激素是一種有利于人體健康的環(huán)境雌激素外，其它大部 分環(huán)境雌激素均可影響動物機體的生殖系統(tǒng)發(fā)育、并可能產(chǎn)生神經(jīng)毒性作用、導(dǎo)致免疫系 統(tǒng)疾病、誘導(dǎo)腫瘤生成發(fā)病等。. 離子表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚（A P E s )的降解產(chǎn)物具有雌激素活性，這引起 了人們的高度重視，因為APEs大量應(yīng)用于工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，環(huán)境污染非常廣泛。 在工業(yè)生產(chǎn)中，A PE s的用途主要包括塑料及彈性塑料生產(chǎn)過程，紡織廠洗滌、脫漿、漂白、 樹脂整理生產(chǎn)工藝，農(nóng)業(yè)用化學(xué)品加濕、乳化生產(chǎn)工藝，造紙廠制漿生產(chǎn)過程。其中4-壬 基-苯氧基乙酸（NP1EC)是一種典型的A P E s物質(zhì)。
[0003] 目前去除水體中雌激素生物毒性(如中4-壬基-苯氧基乙酸)的方法基本上分為： 1、采用A/0法，即缺氧/好氧相結(jié)合的方法處理含雌激素的水。這種方法處理成本低， 但是由于雌激素不易被生物降解，構(gòu)建這種設(shè)備不能有效去除水中雌激素的生物毒性。
[0004] 2.、采用活性炭吸附法處理含雌激素的水。這種方法處理能夠把磁性激素從水中 吸附到活性碳表面，但是不能去除該類物質(zhì)的毒性，并且處理成本高，量較小，需要定期更 換吸附劑，易產(chǎn)生二次污染。
[0005] 3、采用膜處理技術(shù)處理含雌激素的水。這種方法截留水體中痕量雌激素，但是不 能去除該類物質(zhì)的毒性，并且膜易堵塞，需要定期更換，處理成本高，量較小。
[0006] 4、用紫外臭氧高級氧化法處理含雌激素的水。這種方法去毒效果明顯，但是紫外 臭氧高級氧化法對雌激素的去除及礦化能力有限，并且處理量小。
[0007] 并且上述方法對于微量濃度的污染廢水處理效果不佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種分解4-壬基-苯氧基乙酸的裝置，該 裝置包括一反應(yīng)池、反應(yīng)池一端設(shè)有進水管，另一端設(shè)有出水管，反應(yīng)池底部設(shè)有超聲振蕩 器和微孔曝氣管，微孔曝氣管與氧氣泵連接，反應(yīng)池四壁及池底鋪貼表面涂覆有Mn/Sr/Ba/ Zn-氧化粉末活性炭納米材料的瓷磚，納米材料的涂覆量為l-3g/m2 ; 所述Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的制備方法如下： 以粉末活性炭為原料，在8°C條件下，將粉末活性炭6-8g緩慢加入到濃度為98%的濃 硫酸20-45mL中，快速攪拌30min，再緩慢加入8-16g重鉻酸鉀攪拌lOmin，20°C恒溫下超聲 振蕩lh后，加入純凈水稀釋，得懸浮液，向懸浮液中通入100_200ml臭氧進一步氧化活性 炭，再在90°C恒溫烘箱中干燥，通過2KW微波，過濾得氧化粉末活性炭；將氧化粉末活性炭 0. 1-0. 2g和Μη02納米粉0. 15-0. 18g加入到150-200mL蒸餾水中，加入分散劑超聲分散lh， 得氧化氧化粉末活性炭懸浮液；將2. 5-3. Og的SrCl2 · 6H20的緩慢加入到氧化粉末活性炭 懸浮液中，攪拌20分鐘，再將0. 4-0. 6g的CeCl3 ·6Η20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中， 室溫下攪拌20分鐘，再將0. 6-0. 9g的BaCl2 · 2Η20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，再 將0. 3-0. 5g的ZnCl2緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，調(diào)節(jié)溶液至 中性，得混合懸浮液；過濾得固體物質(zhì)，水洗3-5遍，在90°C下烘干2h，研磨，得Mn/Sr/Ba/ Zn-氧化粉末活性炭納米材料。
[0009] 本發(fā)明還提供一種分解4-壬基-苯氧基乙酸的方法，污水通過進水管進入反應(yīng) 池，調(diào)整反應(yīng)池中污水的pH值為6-8,開啟超聲振蕩器，同時通過微孔曝氣管向廢水中通入 氧氣進行曝氣，用可見光照射反應(yīng)池中的污水120-150分鐘，然后從出水管排放。
[0010] 污水中4-壬基-苯氧基乙酸的濃度為1-50 μ g/L。
[0011] 可見光照射時間是135分鐘。
[0012] 4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分解4-壬基-苯氧基乙酸的方法，其特征在于，超 聲振蕩的頻率是40KHz。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較有以下優(yōu)點： (1)本發(fā)明工藝簡單、操作方便，可工業(yè)化處理含雌激素的水，去除雌激素的生物毒性， 特別適用于去除水體中藥物的毒性，對于4-壬基-苯氧基乙酸的污水進行處理時，能使水 中雌激素的去除率達到99%。
[0014] (2)本發(fā)明所用原料劑量小，均為常規(guī)無機試劑，廉價易得；反應(yīng)在常溫常壓下進 行，體系簡單；降解過程迅速，120分鐘后降解效率接近最大； (3)本發(fā)明適用于受雌激素類污染各種天然水體和人工水體中環(huán)境雌激素的去除，并 且對于微量濃度的污水水體，去除率也能達到98%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明生態(tài)修復(fù)艙的示意圖。
[0016] 1-進水管，2-出水管，3-超聲振蕩器，4-微孔曝氣管，5-反應(yīng)池。

【具體實施方式】
[0017] 實施例1 (1 )、Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的制備 以粉末活性炭為原料，在8°C條件下，將粉末活性炭6g緩慢加入到濃度為98%的濃硫 酸20mL中，快速攪拌30min，再緩慢加入8g重鉻酸鉀攪拌10min，2(TC恒溫下超聲振蕩lh 后，加入純凈水稀釋，得懸浮液，向懸浮液中通入l〇〇ml臭氧進一步氧化活性炭，再在90°C 恒溫烘箱中干燥，通過2KW微波，過濾得氧化粉末活性炭；將氧化粉末活性炭0. lg和Μη02 納米粉0. 15g加入到150mL蒸餾水中，加入分散劑超聲分散lh，得氧化氧化粉末活性炭懸 浮液；將2. 5g的SrCl2 · 6H20的緩慢加入到氧化粉末活性炭懸浮液中，攪拌20分鐘，再將 0. 4g的CeCl3 · 6H20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，再將0. 6g的 BaCl2 ·2Η20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，再將0. 3g的ZnCl2緩慢加入氧化粉末活性 炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，調(diào)節(jié)溶液至中性，得混合懸浮液；過濾得固體物質(zhì)，水洗3 遍，在90°C下烘干2h，研磨，得Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料；然后將上述納米材 料涂覆到瓷磚上，涂覆量為lg/m 2 ; (2) 、4-壬基-苯氧基乙酸的分解 4-壬基-苯氧基乙酸濃度50 μ g/L的污水通過進水管進入反應(yīng)池，反應(yīng)池四壁及池底 鋪貼表面涂覆有Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的瓷磚，調(diào)整反應(yīng)池中污水的pH 值為6-8,開啟超聲振蕩器，頻率為40KHz，同時通過微孔曝氣管向廢水中通入氧氣進行曝 氣，用可見光照射反應(yīng)池中的污水120分鐘，然后從出水管排放； (3) 、測定4-壬基-苯氧基乙酸的降解率達到98%。
[0018] 實施例2 (1 )、Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的制備 以粉末活性炭為原料，在8°C條件下，將粉末活性炭8g緩慢加入到濃度為98%的濃硫 酸45mL中，快速攪拌30min，再緩慢加入16g重鉻酸鉀攪拌10min，20°C恒溫下超聲振蕩lh 后，加入純凈水稀釋，得懸浮液，向懸浮液中通入200ml臭氧進一步氧化活性炭，再在90°C 恒溫烘箱中干燥，通過2KW微波，過濾得氧化粉末活性炭；將氧化粉末活性炭0. 2g和Μη02 納米粉0. 18g加入到200mL蒸餾水中，加入分散劑超聲分散lh，得氧化氧化粉末活性炭懸 浮液；將3. 0g的SrCl2 · 6H20的緩慢加入到氧化粉末活性炭懸浮液中，攪拌20分鐘，再將 0. 6g的CeCl3 · 6H20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，再將0. 9g的 BaCl2 ·2Η20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，再將0. 5g的ZnCl2緩慢加入氧化粉末活性 炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，調(diào)節(jié)溶液至中性，得混合懸浮液；過濾得固體物質(zhì)，水洗5 遍，在90°C下烘干2h，研磨，得Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料；然后將上述納米材 料涂覆到瓷磚上，涂覆量為3g/m 2 ; (2) 、4-壬基-苯氧基乙酸的分解 4-壬基-苯氧基乙酸濃度1 μ g/L的污水通過進水管進入反應(yīng)池，反應(yīng)池四壁及池底鋪 貼表面涂覆有Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的瓷磚，調(diào)整反應(yīng)池中污水的pH值 為6-8,開啟超聲振蕩器，頻率為40KHz，同時通過微孔曝氣管向廢水中通入氧氣進行曝氣， 用可見光照射反應(yīng)池中的污水150分鐘，然后從出水管排放； (3) 、測定4-壬基-苯氧基乙酸的降解率達到98%。
[0019] 實施例3 (1 )、Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的制備 以粉末活性炭為原料，在8°C條件下，將粉末活性炭7g緩慢加入到濃度為98%的濃硫 酸30mL中，快速攪拌30min，再緩慢加入12g重鉻酸鉀攪拌10min，20°C恒溫下超聲振蕩lh 后，加入純凈水稀釋，得懸浮液，向懸浮液中通入150ml臭氧進一步氧化活性炭，再在90°C 恒溫烘箱中干燥，通過2KW微波，過濾得氧化粉末活性炭；將氧化粉末活性炭0. 15g和Μη02 納米粉0. 16g加入到180mL蒸餾水中，加入分散劑超聲分散lh，得氧化氧化粉末活性炭懸 浮液；將2. 8g的SrCl2 · 6H20的緩慢加入到氧化粉末活性炭懸浮液中，攪拌20分鐘，再將 0. 5g的CeCl3 · 6H20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，再將0. 8g的 BaCl2 ·2Η20緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，再將0. 4g的ZnCl2緩慢加入氧化粉末活性 炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，調(diào)節(jié)溶液至中性，得混合懸浮液；過濾得固體物質(zhì)，水洗4 遍，在90°C下烘干2h，研磨，得Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料；然后將上述納米材 料涂覆到瓷磚上，涂覆量為2g/m 2 ; (2) 、4-壬基-苯氧基乙酸的分解 4-壬基-苯氧基乙酸濃度20 μ g/L的污水通過進水管進入反應(yīng)池，反應(yīng)池四壁及池底 鋪貼表面涂覆有Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料的瓷磚，調(diào)整反應(yīng)池中污水的pH 值為6-8,開啟超聲振蕩器，頻率為40KHz，同時通過微孔曝氣管向廢水中通入氧氣進行曝 氣，用可見光照射反應(yīng)池中的污水135分鐘，然后從出水管排放； (3) 、測定4-壬基-苯氧基乙酸的降解率達到99%。
【權(quán)利要求】
1. 一種分解4-壬基-苯氧基乙酸的裝置，其特征在于該裝置包括一反應(yīng)池，反應(yīng)池一 端設(shè)有進水管，另一端設(shè)有出水管，反應(yīng)池底部設(shè)有超聲振蕩器和微孔曝氣管，微孔曝氣管 與氧氣泵連接，反應(yīng)池四壁及池底鋪貼表面涂覆有Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材 料的瓷磚，納米材料的涂覆量約為l_3g/m 2 ;所述Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料 的制備方法如下：以粉末活性炭為原料，在8°C條件下，將粉末活性炭6-8g緩慢加入到濃度 為98%的濃硫酸20-45mL中，快速攪拌30min，再緩慢加入8-16g重鉻酸鉀攪拌lOmin，20°C 恒溫下超聲振蕩lh后，加入純凈水稀釋，得懸浮液，向懸浮液中通入100_200ml臭氧進一步 氧化活性炭，再在90°C恒溫烘箱中干燥，通過2KW微波，過濾得氧化粉末活性炭；將氧化粉 末活性炭〇. 1-0. 2g和Μη02納米粉0. 15-0. 18g加入到150-200mL蒸餾水中，加入分散劑超 聲分散lh，得氧化氧化粉末活性炭懸浮液；將2. 5-3. 0g的SrCl2 · 6H20的緩慢加入到氧化 粉末活性炭懸浮液中，攪拌20分鐘，再將0. 4-0. 6g的CeCl3 · 6H20緩慢加入氧化粉末活性 炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘，再將0. 6-0. 9g的BaCl2 · 2H20緩慢加入氧化粉末活性炭 懸浮液中，再將〇. 3-0. 5g的ZnCl2緩慢加入氧化粉末活性炭懸浮液中，室溫下攪拌20分鐘， 調(diào)節(jié)溶液至中性，得混合懸浮液；過濾得固體物質(zhì)，水洗3-5遍，在90°C下烘干2h，研磨，得 Mn/Sr/Ba/Zn-氧化粉末活性炭納米材料。
2. 使用權(quán)利要求1所述的裝置分解4-壬基-苯氧基乙酸的方法，其特征在于，污水通 過進水管進入反應(yīng)池，調(diào)整反應(yīng)池中污水的pH值為6-8,開啟超聲振蕩器，同時通過微孔曝 氣管向廢水中通入氧氣進行曝氣，用可見光照射反應(yīng)池中的污水120-150分鐘，然后從出 水管排放。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的分解4-壬基-苯氧基乙酸的方法，其特征在于，污水中4-壬 基-苯氧基乙酸的濃度為1-50 μ g/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的分解4-壬基-苯氧基乙酸的方法，其特征在于，可見光 照射時間是135分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的分解4-壬基-苯氧基乙酸的方法，其特征在于，超聲振 蕩的頻率是40KHz。
【文檔編號】C02F1/30GK104192974SQ201410489048
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】陳岳芹 申請人:陳岳芹