本技术涉及一种集成系统,旨在高效处理含有微塑料和持续性有机污染物的废水。该系统由进水和出水系统、CW-MFC系统以及电能监测系统组成,特别采用升流式人工湿地型多重阳极技术,以实现废水的深度净化。
背景技术
由于塑料制品的大量生产使用,MPs逐渐成为了广泛存在于不同环境介质中的新兴污染物,其严重的潜在生态危害引起了国内外学者的热切关注。MPs可定义为粒径小于5mm的塑料颗粒,不同环境介质中大量存在的MPs已经成为新的全球性环境污染问题,MPs作为一种新兴的持久性污染物具有粒径小、比表面积大、疏水性强等特点,能富集高浓度的多氯联苯和有机氯农药、烃类、重金属等难降解有机污染物,其富集持久性有机污染物的能力远高于周围化境(6个数量级)。MPs作为污染物载体加速污染物在环境中的迁移,通过食物链传递最终在人类体内累积,这些难以降解的塑料小颗粒及表面吸附的有毒物质会影响和损害器官功能,最终会给人类带来难以预计的危害。
MPs的物理去除法,例如絮凝沉降与超滤方法连用可以实现水体中MPs的高效去除,但存在设备堵塞、膜污染等问题,物理法同时也很难减小MPs复合毒性。生物法可利用微生物及胞外酶对MPs进行水解和消化,但面临耗时较长,处理效率低的问题。高级氧化法可利用强氧化自由基将大分子MPs降解,最终矿化为CO2
、H2
O及其他盐类等,从而达到MPs降解和吸附污染物去除的目的。高级氧化法对农药残留物、抗生素等POPs具有很好的降解效果,但目前应用于水体中MPs污染的研究较少,且产生的强氧化活性物易形成新的有害物质,对人体和生态安全造成威胁。
CW-MFC是近年来新出现的一种利用人工湿地底层的厌氧条件设置MFC阳极,利用CW表层的好氧条件设置MFC阴极,并结合利用湿地植物的根系泌氧、根系分泌物等促进产电和有机物转化的新型耦合系统。利用CW-MFC处理废水,可以将废水中的有机污染物直接转化为电能,具有清洁高效、操作简单无二次污染等优点,且该技术对POPs有较好的去除效果,随着MFC技术的不断发展与成熟,利用MFC处理难降解有机废水例如石油废水、农药废水等也体现出了良好的处理效能。
目前MPs/POPs复合污染废水的处理研究尚处于起步阶段,有必要提出一种可有效处理MPs/POPs复合污染废水的技术,在去除水中MPs的同时降解表面吸附的有毒有害物质从而减少其复合生态毒性。
实现思路