CN101704598A

CN101704598A - 一种利用辐照降解水体中多氯联苯的方法

Info

Publication number: CN101704598A
Application number: CN200910198211A
Authority: CN
Inventors: 顾建忠; 唐量; 吴文静; 施文彦; 金丽娟; 何翔欣
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2010-05-12

Abstract

本发明涉及一种利用辐照降解水体中多氯联苯的方法，属废水处理技术领域。本发明的方法主要是将含有一定浓度多氯联苯溶液的水体，调节其pH值，将其放置于传统常用的电子加速器产生的电子束下进行辐照处理；辐照时，所述电子束的能量为1.6～2.0Mev，电子束流为1.0～1.2mA，辐照剂量率为0.35KGy/S，辐照剂量强度为10～30KGy，水体pH值为10；处理后多氯联苯的降解率为78％～99.86％。

Description

一种利用辐照降解水体中多氯联苯的方法

技术领域

本发明涉及一种利用辐照降解水体中多氯联苯的方法，属废水处理技术领域。

背景技术

随着世界各国对进入环境中的难降解的持久性有机污染物((POPs)和持久性有毒物质(PTS)投入更多关注，开发一种降解有毒有机物的新技术就变得越来越迫切，将辐射应用于此类物质的处理就是在这种形势下产生的。

放射性原子衰变时放射出的γ射线具有相当强的贯穿力，工业上最常见的辐照源是放射性核素60Co和137Cs，用于水和污泥的处理。而高能电子束的可控性好，反应速率快，穿透力强，已在国内外实现了工业化应用。已有研究表明，高能电子束与γ射线对水体中化合物的作用并无显著区别。高能电子束和γ射线都能产生类似的活性中间体，最主要的区别在于钴源γ射线的剂量释放率相对较低。利用辐射技术对废水进行处理的研究已在国外进行了较长时间，研究表明γ射线和电子束对含重金属的废水，含酚废水、含氰废水、工业含蒽、醌染料废水均有很好的处理效果。对于γ射线和电子束辐照应用于水体的处理目前国内外相关报道较少。

高能电子束和γ射线进入水体发生的反应基本相同，当高能电子束或者γ射线进入水体后，在10^-7秒内与水分子发生如下反应生成各种活性物质：

H₂O＝＞e_aq ^-(2.6)+H·(0.55)+OH·(2.7)+H₂(0.45)+H₂O₂(0.71)+H₃O⁺(2.6)

括号中的数字表示每吸收100eV的能量时，水中产生的各种自由基的数量。

辐照就是利用高能电子或者γ射线进入水体的瞬间与水分子反应产生活泼的自由基e_aq ^-，OH·，H·等对废水进行处理。这些自由基e_aq ^-，OH·，H·都是高活性物质，能迅速与水体中的有机物反应，从而达到降解转化有机物的目的。由于反应产生的e_aq ^-和OH·数量基本相当，所以污染物的去除可以是氧化作用也可以是还原作用，这主要取决于污染物的浓度、化学结构和水质条件。OH·是典型的氧化剂，其标准氧化还原位高达2.80V，仅次于氟(2.87V)，是目前已知可在水处理中应用的最强的氧化剂，它作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应，且OH·与水中绝大多数有机物的反应速度常数均在10⁸～10¹⁰M^-1·s^-1数量级范围，与有机物反应主要是加成作用和提氢反应。加成作用主要是和含有不饱和键的有机物，如含烯键和芳环的有机物。提氢反应主要是和饱和脂肪族化合物和许多不饱和化合物反应，如醛类和酮类有机物。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用辐照方法来降解水体中多氯联苯的方法，也即提供一种高效节能的废水处理技术。

本发明一种利用辐照降解水体中多氯联苯的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a.取用含有一定浓度多氯联苯溶液的水体，调节其pH值，将其放置于传统常用的电子加速器产生的电子束下进行辐照处理；或者采用辐射源为放射性核素60Co或137Cs放射出的γ射线对含有多氯联苯的水体进行处理；辐照时，电子束的能量为1.6～2.0Mev，电子束流为1.0～1.2mA，辐照剂量率为0.35KGy/S，辐照剂量强度为10～30KGy；水体的pH值为10；处理后最终多氯联苯的降解率为78～99.86％；在进行辐照处理时，可通入惰性气体氮气，以防止其他物质参与反应，保证实际的多氯联苯降解效果.

所述的电子束辐照，其电子束的能量最合适的为1.8Mev，电子束流量最合适的为1.0mA，辐照剂量强度最合适的为30KGy；所述水体的pH值最适宜的为pH＝10。

本发明的特点和优点：

目前对于多氯联苯的降解和脱溴国内外进行了大量研究，但还没有特别理想的方法。而辐照是唯一能够同时在水体系中产生浓度既高又近乎相等的强氧化剂和强还原剂的技术。

与其它传统处理方法相比，辐照技术有以下优点：反应中产生的自由基OH·的标准氧化还原位高达2.80V，仅次于氟(2.87V)，是目前已知可在水处理中应用的最强的氧化剂，而且OH·与水中绝大多数有机物的反应速度常数均在10⁸～10¹⁰M^-1·s^-1数量级范围；它作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应；OH·无选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和矿物盐，不会产生二次污染；由于它是一种物理-化学过程，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降解10^-9M^-1·s^-1级的污染物；它既可作为单独处理，又可与其它处理过程相匹配，以降低成本，满足处理要求；反应条件温和，是一种高效节能型的水处理技术。用辐照的方法降解水体中的多氯联苯可达到99％以上的去除率。

附图说明

图1为本发明中电子加速器辐照过程示意图。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

参见图1，图1为本发明实施例中所用的电子加速器的辐照过程示意图。

在这里，实施例实际上也是试验例。

实施例1

初始浓度为5ppm的PCB溶液，辐照时的电子束能量为1.8MeV，束流为1.0mA，辐照剂量率为0.35kGy/s。辐照强度为10kGy，降解率为78％。

实施例2

初始浓度为5ppm的PCB溶液，辐照时的电子束能量为1.8MeV，束流为1.0mA，辐照剂量率为0.35kGy/s。辐照强度为30kGy，降解率为98.5％。

实施例3

初始浓度为5ppm的PCB溶液，通入氮气，辐照时的电子束能量为1.8MeV，束流为1.0mA，辐照剂量率为0.35kGy/s。辐照强度为10kGy，降解率为85％。

实施例4

初始浓度为5ppm的PCB溶液，通入氮气，辐照时的电子束能量为1.8MeV，束流为1.0mA，辐照剂量率为0.35kGy/s。辐照强度为30kGy，降解率为99.86％。

上述实施例中所指的PCB溶液即为多氯联苯溶液。

实施例5

条件不变与上述实施例2相同，不同的是采用辐照源强度为500,000Ci60Co射线进行辐照，结果表明，其降解效果基本不变。(Ci为居里，是放射性活度单位)

Claims

1.一种利用辐照降解水体中多氯联苯的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a.取用含有一定浓度多氯联苯溶液的水体，调节其pH值，将其放置于传统常用的电子加速器产生的电子束下进行辐照处理；或者采用辐射源为放射性核素60Co或137Cs放射出的γ射线对含有多氯联苯的水体进行处理；辐照时，电子束的能量为1.6～2.0Mev，电子束流为1.0～1.2mA，辐照剂量率为0.35KGy/S，辐照剂量强度为10～30KGy；水体的pH值为10；处理后最终多氯联苯的降解率为78～99.86％；在进行辐照处理时，可通入惰性气体氮气，以防止其他物质参与反应，保证实际的多氯联苯降解效果。

2.如权利要求1所述的一种利用辐照降解水体中多氯联苯的方法，其特征在于所述的电子束辐照，其电子束的能量最合适的为1.8Mev，电子束流量最合适的为1.0mA，辐照剂量强度最合适的为30KGy；所述水体的pH值最适宜的为pH＝10。