北京咖本水生态环境修复有限公司

技术介绍


碳纳米材料场效应污染水体矿化还原技术


       基于碳纳米复合材料在微电流作用下同时具有氧化性和还原性的特点,可以有效地降低污染水体中的COD、BOD、悬浮物、氨氮、总磷等,并清除水体中的有机污染物,如江河湖泊中的藻类生物和淤泥中的腐臭有机质,化工、医药、造纸等行业排放到自然水域中的苯、酚、醚、酮等不易被传统方法降解的有机废物物质,弥补了目前常规水处理方法中存在的一些不足,达到国际先进水平。河道治理无需清淤,无需添加药剂,无二次污染,泥水气三项共治,实现污染水体生态环境修复。


技术特点


        实证显示:“污染水体矿化还原治理技术”是目前世界上唯一能够全流域治理污染、修复自然环境的方式。并具有以下特点:

(1)实施简单,整个治理和修复过程无需任何生化投料、无需大型土建工程或过滤工程,设备运行占地小,能耗低,可自备供电系统;

(2)治理影响面广,设备有效半径为300~500m,影响半径可达到1000m;并对于范围内不连通的水域也能得到一定程度治理,同时具有对下游的覆盖性和对上游的溯源性,适合全流域治理;

(3)水、土、气协同共治,可同时治理水体、底泥、蓝藻及空气,无需清淤,省去清除污染底泥的费用;

(4)治理彻底,化肥、激素、有机污染物、单细胞藻类、病毒、细菌、重金属、酸根离子等等全部可以分解为无害自然矿物质;水体底泥中的沉积污染物可以被分解到水体中按照水溶性污染物方式分解;

(5)修复彻底,治理过的水体会迅速恢复活性,充满溶解氧,达到自然净水状态;

(6)治理全过程无毒、无污染,对于水生动植物无害,在恢复环境自净能力的同时有利于激活水体和底泥中的土著微生物恢复生长、生物链重建,恢复良性生态系统。

技术原理


技术原理


      该技术的核心原理:将装有碳纳米超强材料的设备装置浸入水体中,该材料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链式反应,遇到水体中的单细胞藻类或细菌类生物后,会迅速穿破单细胞藻类或细菌的细胞膜,与细胞酶发生不可逆转的氧化反应,致细胞死亡,但不会对水体中其它生物产生危害。在这个过程中产生的超强氧化基团遇到水体中的其他有机废物,会诱发强氧化还原反应,达到治理净化水体、生态修复的目的。

    (1)除臭机理

污水产生的臭味大致有鱼腥臭、氨臭、腐肉臭、腐蛋臭、腐甘蓝臭、粪臭以及某些生产废水的特殊臭味。

污水处理现场的臭气成分分为三类:

①含硫化合物,如H2S、硫醇、硫醚类;

②含氮化合物,如氨、胺类、酰胺、吲哚等;

③含氧有机物,如醇、酚、醛、酮、有机酸等。

其中H2S(硫化氢)、NH3(氨气)是臭味的主要组成成分。

矿化还原水处理技术除臭原理在于:

      TRC--X装置在水体中开启状态下,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、H2O和H2SO4或是将化合物部分氧化还原,原子H和CO2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。

    (2)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,产生有机自由基,从而被羟基自由基氧化降解。

    (3)藻类去除机理

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。

    (4)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。

    (5)硝基酚降解机理

      H2O分解产生的羟基自由基转移到电极表面附近直接攻击对位取代酚。在羟基自由基的攻击下,对位取代基从苯环上脱除。

      电子基团会将苯环上的电荷转移到了对位的C原子上, 在羟基自由基的攻击下,吸电子基团从对位脱除,对位取代酚被降解。去除水体中的有毒物质。

    (6)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。

化学工式.png


      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。

    (7)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。

    (8)重金属离子去除机理

      矿化还原技术是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。