一種有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，包含：步驟1，過濾：將有機(jī)錫污染海水經(jīng)50-100μm的過濾器過濾處理；步驟2，將過濾后的海水泵入電助紫外光催化還原系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含光催化劑和紫外光源，在該系統(tǒng)內(nèi)，海水與光催化劑材料充分接觸，再經(jīng)紫外光照射，發(fā)生紫外光解反應(yīng)和光催化還原礦化反應(yīng)，停留60s-240s后，安全排放；上述光催化劑為金屬氧化物型具有光催化還原功能的光催化劑。本發(fā)明專利技術(shù)提供的方法具有不改變海水理化性質(zhì)、安全、可靠、高效、低能耗、有機(jī)錫污染物礦化徹底、不引入外加化學(xué)藥劑、無二次污染、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可滿足對(duì)有機(jī)錫污染海水，尤其是近海養(yǎng)殖場(chǎng)等受到有機(jī)錫污染的海水的凈化及快速修復(fù)治理的需求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于水處理
，涉及一種污染水的凈化處理方法，具體來說，涉及。
技術(shù)介紹
20世紀(jì)中期以來,有機(jī)錫化合物(organotin compounds, 0TC)因被用作聚海洋船只、海上平臺(tái)的防生物污損涂料、該涂料可防止海洋附著生物對(duì)船體和海洋建筑的污損，以延長(zhǎng)海洋建筑和船舶的使用壽命，減少燃料消耗，降低維修費(fèi)用。木材防腐劑、殺蟲劑、殺菌劑等而得到大規(guī)模廣泛使用。但近年來研究報(bào)道表明有機(jī)錫對(duì)海洋魚類、甲殼類動(dòng)物、軟體動(dòng)物和海洋藻類的毒性影響極大。海洋生物對(duì)有機(jī)錫有很強(qiáng)的富集能力，在5000-10000倍之間，因此，在濃度很低的情況下就能引起上述海洋生物累積性中毒或引起可怕的生殖逆向性變化。有機(jī)錫化合物(主要是三取代有機(jī)錫化合物，如三丁基錫TBT、三苯基錫TPT)引起牡蠣等近海產(chǎn)品種群衰退及畸變的現(xiàn)象在美國、加拿大、英國和法國都有發(fā)現(xiàn)。今年來海洋調(diào)查表明，亞洲目前是世界上有機(jī)錫污染最嚴(yán)重的地區(qū)之一，其中日本和我國臺(tái)灣的某些港口中的牡蠣已經(jīng)發(fā)現(xiàn)百分之百雌化的現(xiàn)象。據(jù)1990年對(duì)日本全國沿海的取樣調(diào)查，一半以上的樣品超出了殘留基準(zhǔn)，日本政府現(xiàn)已禁止含有機(jī)錫防污涂料的生產(chǎn)。在我國眾多的海濱港口以至內(nèi)陸水域均已發(fā)現(xiàn)不同程度的有機(jī)錫污染，其中深圳市蛇口港及臨近海域已發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的有機(jī)錫污染 ，海水中三丁基錫的濃度超過美國殘留標(biāo)準(zhǔn)近8倍，高于加拿大殘留標(biāo)準(zhǔn)近80倍。總之，有機(jī)錫化合物被公認(rèn)為是迄今為止人為引入海洋環(huán)境的最毒化學(xué)物質(zhì)之一，且極難降解，其污染的后果是對(duì)海洋生物產(chǎn)生毒性，長(zhǎng)期污染將導(dǎo)致多數(shù)螺、貝殼的種群衰退，并對(duì)海產(chǎn)品等食品質(zhì)量安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。因此，目前亟待加強(qiáng)對(duì)海洋有機(jī)錫污染的控制，盡快發(fā)展對(duì)重污染區(qū)域海水進(jìn)行修復(fù)和治理的方法，尤其是發(fā)展對(duì)近海養(yǎng)殖場(chǎng)海水中有機(jī)錫污染物進(jìn)行治理及修復(fù)的方法，以保護(hù)我們賴以生存的海洋資源和人類健康。對(duì)OTC物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化途徑和降解方法目前主要集中在對(duì)海水及沉積物中有機(jī)錫的吸附與解吸附作用、生物富集、生物降解、以及一些化學(xué)法裂解等降解作用的機(jī)理研究上，但無論是吸附降解方法、生物降解方法,還是化學(xué)法裂解等方法，大都存在耗時(shí)長(zhǎng)、采用高濃度的起始化合物或非水溶劑、有機(jī)錫在生物體中繼續(xù)累積、無法徹底從環(huán)境中去除、難以徹底礦化成無機(jī)錫等問題，因此上述方法很難應(yīng)用于大范圍污染海水的凈化及環(huán)境修復(fù)。有關(guān)光降解中最有意義的工作是由馬奎爾(Maguire)等完成的。他們用太陽光來降解水中的三丁基錫，發(fā)現(xiàn)該化合物在照射過程中順次去丁基，最后轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)錫，遺憾的是降解速度很慢，三丁基錫半衰期大于89天。由于紫外線的穿透能力差，光降解只發(fā)生在水體上部的幾個(gè)厘米，因而不可能成為三丁基錫降解的主要過程，無法在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。此夕卜，楊宇等人開展了激光閃光法光對(duì)有機(jī)錫化合物的降解機(jī)制研究，該方法證明激光閃光發(fā)出的強(qiáng)大能量可以攻擊TPhT上連接的苯環(huán)，造成其開環(huán)或Sn — C鍵斷裂，從而能夠達(dá)到徹底礦化降解TPhT的目的，但由于該方法需要采用大功率的Nd=YAG激光器，且只是一種用于了解或揭示有機(jī)錫化合物及其衍生物在大氣液相中的轉(zhuǎn)化和歸宿途徑的實(shí)驗(yàn)方法，也沒有大規(guī)模應(yīng)用于有機(jī)錫污染海水的脫毒修復(fù)的可能性。綜上所述，目前海水中尤其是對(duì)近海養(yǎng)殖場(chǎng)海水中有機(jī)錫污染物的快速治理及修復(fù)成為一個(gè)難題，目前的方法仍存在諸多不足之處，亟需發(fā)展能夠徹底礦化有機(jī)錫的海水污染治理方法，對(duì)于避免將重污染區(qū)域從港區(qū)擴(kuò)大到相鄰海域以至更大范圍，引發(fā)海洋資源衰退、污染危及人民健康具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種全新的高效率、徹底礦化有機(jī)錫污染物的電助光催化還原礦化方法，該方法具體機(jī)理為紫外光催化強(qiáng)還原礦化作用，具有不改變海水理化性質(zhì)(如溫度、PH值、鹽度等)、安全、可靠、高效、低能耗、有機(jī)錫污染物礦化徹底、不引入外加化學(xué)藥劑、無二次污染、環(huán)境允許等眾多優(yōu)點(diǎn)。可滿足對(duì)有機(jī)錫污染海水，尤其是近海養(yǎng)殖場(chǎng)等受到有機(jī)錫污染的海水的凈化及快速修復(fù)治理的需求。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供了，該方法包含以下具體步驟: 步驟1，過濾:將有機(jī)錫污染海水經(jīng)50-100 u m的過濾器過濾處理；步驟2，將過濾后的海水泵入電助紫外光催化還原系統(tǒng)，該電助紫外光催化還原系統(tǒng)包含光催化劑和紫外光源，在該系統(tǒng)內(nèi)，海水與光催化劑材料充分接觸，再經(jīng)紫外光照射，發(fā)生紫外光解反應(yīng)和光催化還原礦化反應(yīng)，停留60s-240s后,安全排放； 所述的光催化劑為金屬氧化物型具有光催化還原功能的光催化劑。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述的方法還包含初濾步驟，SP，將有機(jī)錫污染海水經(jīng)過常用粗過濾系統(tǒng)(優(yōu)選為格柵)過濾除掉顆粒雜質(zhì)。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述的電助紫外光催化還原系統(tǒng)還包含外加電場(chǎng)，該外加電場(chǎng)為直流電源電場(chǎng)，外加電場(chǎng)電壓保持范圍-0.05V^-0.35V。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述的直流電源為鎳鎘電池、鋰離子電池、太陽能電池。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述紫外光源為能發(fā)射主波長(zhǎng)為低于290nm紫外光的低壓汞燈、中壓紫外燈、LED燈。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述紫外光源為能發(fā)射主波長(zhǎng)為200nm以下紫外光的紫外光源。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述的光催化劑為TiO2-NiO-CuO復(fù)合型金屬氧化物光催化劑。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述TiO2-NiO-CuO復(fù)合型金屬氧化物光催化劑中，按摩爾比計(jì)，TiO2:NiO =CuO=1-1O:30-60:30-69。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述的光催化劑負(fù)載在耐海水腐蝕的基材上，該基材為導(dǎo)電玻璃、石墨、不鎊鋼、鎮(zhèn)、欽中的任意一種以上。上述的有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其中，所述的基材呈球狀、片狀、網(wǎng)狀、纖維或海綿狀。所述的電助紫外光催化還原系統(tǒng)包含: 腔體； 間隔設(shè)置在腔體內(nèi)的若干柵格； 設(shè)置在相鄰兩個(gè)柵格之 間的紫外光源； 設(shè)置在每個(gè)柵格表面上的光催化劑；及 設(shè)置在柵格上的導(dǎo)線密封裝置，通過該導(dǎo)線密封裝置，使得光催化劑能與外部恒壓電源連接。本專利技術(shù)的具體原理如下: 使得發(fā)射紫外射線的低壓汞燈等紫外光源同時(shí)照射待處理的污染海水和均勻分布在壓載水中的半導(dǎo)體光催化劑，則受污染海水中的有機(jī)錫污染物(主要為三丁基錫、三苯基錫等)首先被紫外線輻照降解為二丁基錫、二苯基錫及一丁基錫、一苯基錫等。同時(shí)，均勻分布在海水中的還原光催化劑收到能量大于其禁帶能量的紫外光輻照，其價(jià)帶上的電子(e_)受到激發(fā)而穿過禁帶躍遷到其導(dǎo)帶上生成光生電子(e_)，相應(yīng)的在價(jià)帶上則生成光生空穴(h+)，該光生空穴具有較強(qiáng)的氧化能力，但其在外加電助微電場(chǎng)的作用下，迅速發(fā)生中和反應(yīng)，被原位消耗；而導(dǎo)帶上生成的具有強(qiáng)還原能力的光生電子(e_)，則能夠迅速遷移到催化劑表面，具有強(qiáng)還原能力的光生電子同海水中的二丁基錫、二苯基錫、二丁基錫、二苯基錫及一丁基錫、一苯基錫等發(fā)生還原礦化反應(yīng)，產(chǎn)物為無機(jī)錫及水、CO2及相應(yīng)的無機(jī)鹽；該還原光催化劑表面的光生電子還能夠與吸附在光催化劑表面的溶解氧作用形成超氧負(fù)離子，也進(jìn)一步同海水中的二丁基錫、二苯基錫、二丁基錫、二苯基錫及一丁基錫、一苯基錫等發(fā)生還原礦化反應(yīng)，最終本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種有機(jī)錫污染海水的凈化處理方法，其特征在于，該方法包含以下具體步驟：???????步驟1，過濾：將有機(jī)錫污染海水經(jīng)50?100μm的過濾器過濾處理；???????步驟2，將過濾后的海水泵入電助紫外光催化還原系統(tǒng)，該電助紫外光催化還原系統(tǒng)包含光催化劑和紫外光源，在該系統(tǒng)內(nèi)，海水與光催化劑材料充分接觸，再經(jīng)紫外光照射，發(fā)生紫外光解反應(yīng)和光催化還原礦化反應(yīng)，停留60s?240s后，安全排放；所述的光催化劑為金屬氧化物型具有光催化還原功能的光催化劑。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張麗，董麗華，李慶宏，孫祥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海海事大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：