CN111137943A - 基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法 - Google Patents

基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法 Download PDF

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周涛
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Abstract

本发明公开了基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，包括金刚石薄膜电极材料构架放入水中，在低压电场驱动下，释放出低能电子；低能电子作用于水中络合吸附在一起的各种基团，使水体中的络合物成分离散，形成以碳为主要骨架的离散结构；离散结构吸收阳光，发生光催化效应，释放出高能电子；高能电子使得水分子变为活性氧和氢气，有机物降解，再与活性氧作用，转化为二氧化碳和水。本发明可实现大流域污染水体的改善与生态修复，纳米结构金刚石薄膜电极材料由碳元素构成，碳元素本身为大自然中的主体元素，不会污染环境，更加环保。

Description

基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法
技术领域
本发明涉及水环境治理技术领域，尤其涉及基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法。
背景技术
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。而大流域水体流域面积大，水系复杂，不适用传统的人工湿地、河道曝气及微生物添加等生态修复方法，所以现提出了基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法。
本发明提出的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，包括以下步骤：
S1：金刚石薄膜电极材料构架放入水中，在低压电场驱动下，释放出低能电子；
S2：低能电子作用于水中络合吸附在一起的各种基团，使水体中的络合物成分离散，形成以碳为主要骨架的离散结构；
S3：离散结构吸收阳光，发生光催化效应，释放出高能电子；
S4：高能电子使得水分子变为活性氧和氢气，有机物降解，再与活性氧作用，转化为二氧化碳和水。
优选地，所述金刚石薄膜电极材料构架为纳米结构。
优选地，所述金刚石薄膜具有负电子亲合能薄膜。
优选地，所述金刚石薄膜电极材料表面为多孔结构。
优选地，所述金刚石薄膜电极材料每平方厘米表面积的比表面积为1-300000。
优选地，所述S2中的络合物由有机物簇合而成。
优选地，所述有机物降解的同时生成新的不同的以碳为主要骨架的离散结构。
本发明中的有益效果为：
1.具有负电子亲合能薄膜的纳米结构金刚石薄膜电极材料，其表面具有多孔结构，每平方厘米表面积的比表面积在1至300000之间，有利于通过表面向水中注入低能电子，工艺简单、成本低廉、效率高，可实现大流域污染水体的改善与生态修复。
2.一些以碳为主要骨架的离散结构内掺杂有金属原子、氮和磷原子等，可以使得它的光学能隙减小，具有吸收光子产生激发态电子和空穴的性能，从而可以吸收可见光进行光催化作用，使得自然光进行光催化的利用率更高，另外，有机物降解同时生成的新的以碳为主要骨架的离散结构，同样具有光催化功能，通过链式反应和水体的流动，可以快速传播到更远的区域，并形成更多的以碳为主要骨架的离散结构，可以产生大量活性氧，降解更多污染物，从而达到大流域水体快速净化的目的。
3.纳米结构金刚石薄膜电极材料由碳元素构成，碳元素本身为大自然中的主体元素，不会污染环境，更加环保，高效利用了巨大的太阳光辐射能量，标准照射下每平方米1千瓦，发生光催化反应，起到超净化作用。
附图说明
图1为本发明提出的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，包括以下步骤：
具有负电子亲合能薄膜的纳米结构金刚石薄膜电极材料构架放入水中，电极材料的表面具有多孔结构，每平方厘米表面积的比表面积在1至300000之间，纳米结构金刚石薄膜电极材料在低压电场驱动下，释放出低能电子；
低能电子作用于水中络合吸附在一起的各种基团，使水体中的有机物簇合而成的络合物成分离散，形成大量的以碳为主要骨架的离散结构；
一些以碳为主要骨架的离散结构内内掺杂有金属原子、氮和磷原子等，能够使得它的光学能隙减小，从而具有吸收光子产生激发态电子和空穴的性能，可以有效吸收阳光而发生光催化效应，使自然光进行光催化的利用率更高；
以碳为主要骨架的离散结构的光催化效应释放出高能电子，使水分子变为活性氧和和氢气，氢气离开水面，活性氧溶解在水体中，提高活性氧浓度；有机物中的键态断裂降解，进一步与活性氧作用，转化为二氧化碳和水；
有机物降解的同时形成新的不同的以碳为主要骨架的离散结构，它同样具有光催化功能，通过链式反应和水体的流动，快速传播到更远的区域，并形成更多的以碳为主要骨架的离散结构，产生大量活性氧；
本发明中，作用对象大流域水体的面积为0.5-500平方公里；快速恢复水体自净功能时间为1-6个月，污染水体中项目期内化学需氧量(COD)去除率达10-98％，总氮(TN)去除率达10-98％，氨氮(NH3-N)去除率达10-99％，总磷(TP)去除率达10-98％，溶解氧(DO)提升至饱和溶解氧以上，底泥厚度削减5-50％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，包括以下步骤：
S1：金刚石薄膜电极材料构架放入水中，在低压电场驱动下，释放出低能电子；
S2：低能电子作用于水中络合吸附在一起的各种基团，使水体中的络合物成分离散，形成以碳为主要骨架的离散结构；
S3：离散结构吸收阳光，发生光催化效应，释放出高能电子；
S4：高能电子使得水分子变为活性氧和氢气，有机物降解，再与活性氧作用，转化为二氧化碳和水。
2.根据权利要求1所述的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，其特征在于，所述金刚石薄膜电极材料构架为纳米结构。
3.根据权利要求2所述的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，其特征在于，所述金刚石薄膜具有负电子亲合能薄膜。
4.根据权利要求3所述的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，其特征在于，所述金刚石薄膜电极材料表面为多孔结构。
5.根据权利要求4所述的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，其特征在于，所述金刚石薄膜电极材料每平方厘米表面积的比表面积为1-300000。
6.根据权利要求1所述的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，其特征在于，所述S2中的络合物由有机物簇合而成。
7.根据权利要求1所述的基于协同超净化水土共治的大流域污染水体生态修复方法，其特征在于，所述有机物降解的同时生成新的不同的以碳为主要骨架的离散结构。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111547807A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南京瑞迪建设科技有限公司 一种基于纳米碳材料的水质提升方法
CN111547863A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南京瑞迪建设科技有限公司 一种复合式活水净水设备
CN111547808A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南京瑞迪建设科技有限公司 一种基于纳米碳材料的水体灭藻方法
CN114349152A (zh) * 2021-12-30 2022-04-15 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种基于纳米锗材料的光电-磁-生物协同作用的水处理工艺
CN114772703A (zh) * 2021-07-28 2022-07-22 浙江中寰环保科技有限公司 一种用于生态治理的氧化反应系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120279872A1 (en) * 2009-05-20 2012-11-08 Lakehead University Method and system for combined photocatalytic and electrochemical wastewater remediation
CN104230067A (zh) * 2013-06-08 2014-12-24 中国科学院理化技术研究所 含有机污染物废水的处理装置及方法
CN110156109A (zh) * 2019-06-11 2019-08-23 上海金铎禹辰水环境工程有限公司 一种向水中注入低能电子治理污染水体的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120279872A1 (en) * 2009-05-20 2012-11-08 Lakehead University Method and system for combined photocatalytic and electrochemical wastewater remediation
CN104230067A (zh) * 2013-06-08 2014-12-24 中国科学院理化技术研究所 含有机污染物废水的处理装置及方法
CN110156109A (zh) * 2019-06-11 2019-08-23 上海金铎禹辰水环境工程有限公司 一种向水中注入低能电子治理污染水体的方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111547807A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南京瑞迪建设科技有限公司 一种基于纳米碳材料的水质提升方法
CN111547863A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南京瑞迪建设科技有限公司 一种复合式活水净水设备
CN111547808A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南京瑞迪建设科技有限公司 一种基于纳米碳材料的水体灭藻方法
CN114772703A (zh) * 2021-07-28 2022-07-22 浙江中寰环保科技有限公司 一种用于生态治理的氧化反应系统
CN114349152A (zh) * 2021-12-30 2022-04-15 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种基于纳米锗材料的光电-磁-生物协同作用的水处理工艺
CN114349152B (zh) * 2021-12-30 2023-02-28 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种基于纳米锗材料的光电-磁-生物协同作用的水处理工艺

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