本發明涉及環境保護，尤其是涉及一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置和方法。

背景技術：

1、四溴雙酚a(tbbpa)是一種廣泛使用的溴代阻燃劑，由于其優異的阻燃性能，被廣泛應用于電子設備、塑料、紡織品和建筑材料中。然而，tbbpa的環境持久性、生物累積性及其潛在毒性引起了廣泛關注。研究表明，tbbpa在環境中難以自然降解，且可以通過食物鏈在生物體內累積，對生態系統和人類健康構成潛在威脅。

2、現有的tbbpa處理技術主要包括生物降解、化學氧化和物理吸附等方法。生物降解技術依賴于微生物的代謝作用，但由于tbbpa的化學結構穩定，微生物降解效率較低，且降解過程緩慢，難以滿足實際應用需求?；瘜W氧化技術(如芬頓氧化、臭氧氧化等)雖然能夠有效降解tbbpa，但存在成本高、副產物多、可能產生二次污染等問題。物理吸附技術(如活性炭吸附)雖然操作簡單，但吸附劑再生困難，且無法徹底降解tbbpa，僅能實現污染物的轉移。

3、近年來，紫外光解技術作為一種新興的高級氧化技術，顯示出處理tbbpa的潛力。紫外光解技術通過產生強氧化性的自由基(如羥基自由基)來降解有機污染物，具有反應速度快、無二次污染等優點。然而，傳統的紫外光源(如汞燈)存在波長不可調、能量利用率低、含有重金屬汞等缺點，且對復雜水質的適應性較差，限制了其在實際應用中的推廣。

4、中國專利cn113860557a公開了一種四溴雙酚a綜合廢水光催化處理工藝，首先調整ph至3-4，通過酸析分離出二溴苯酚、三溴苯酚等有機化合物，然后借用于廢水中溴素，以及現有的酸度，利用雙氧水氧化劑，在紫外光的作用下，將剩余在水溶液中的有機化合物分解為三溴甲烷；最后萃取去除水中的三溴甲烷。該專利中需要將紫外光源與雙氧水結合使用才能降解四溴雙酚a等污染物，達到良好的降解去除效果，但使用雙氧水會增加處理成本，還可能帶來儲存和運輸的安全隱患；在紫外光催化下，雙氧水與有機化合物反應可能生成三溴甲烷等有害副產物，雖然工藝中通過萃取去除三溴甲烷，但這一步驟增加了工藝的復雜性和成本；該方案需要在酸性條件下(ph?3-4)進行，且需要紫外光照射。這些條件對設備的要求較高，增加了操作的難度和成本。

技術實現思路

1、本發明的目的就是為了提供一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置和方法。本發明通過優化紫外光源(氯化氪準分子燈)及其處理參數，使得在進行四溴雙酚a等降解時，無需加入氧化劑，通過紫外光的直接光解作用也能高效降解含四溴雙酚a(tbbpa)的廢水或污染物，達到目標處理效果。

2、本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

3、一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置，包括容器、光源、反應器皿和位置調節組件，所述光源設于容器頂端，所述位置調節組件設于容器底端，所述位置調節組件內設有反應器皿，

4、所述反應器皿用于放置不同深度的含有四溴雙酚a的廢水，所述光源用于光解廢水中的四溴雙酚a，所述位置調節組件用于調整反應器皿與光源之間的距離。

5、進一步地，所述光源為氯化氪準分子燈(krcl*)。

6、進一步地，所述反應器皿的橫截面為圓形，內徑為50～60mm，優選為56mm。

7、進一步地，所述反應器皿的材質為玻璃。

8、進一步地，所述反應器皿頂部設有封蓋，所述封蓋的材質為石英。

9、進一步地，所述位置調節組件包括放置臺和支架，所述支架底端固定于容器內部底端，所述放置臺設于支架內，所述放置臺與支架上下滑動相連，所述放置臺上設有反應器皿。

10、進一步地，所述容器包括側部外殼、頂部外殼和底部外殼，若干個側部外殼、一個頂部外殼和一個底部外殼組成封閉的反應容器。

11、上述更進一步地，所述底部外殼下設有若干個底座。

12、作為優選的技術方案，所述反應器皿下方設有紫外強度傳感器探頭，該紫外強度傳感器探頭外接輻照強度監測系統，

13、所述紫外強度傳感器探頭用于監控光強，所述輻照強度監測系統用于實時反饋反應前后的光強參數。

14、作為優選的技術方案，所述輻照強度監測系統為美國international?lighttechnology?2400optical?meter光強計。

15、此外，本發明還提供一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的方法，具體步驟如下：

16、s1、調節含有四溴雙酚a的廢水的ph；

17、s2、將不同深度的含有四溴雙酚a的廢水放置于反應器皿中，調節反應器皿與光源之間的距離；

18、s3、利用光源進行輻照，在室溫條件下光解四溴雙酚a，實現四溴雙酚a的降解與脫溴。

19、作為優選的技術方案，步驟s1之前設有步驟s0，預處理含有四溴雙酚a的廢水，

20、本發明通過復雜水體中結合預處理(如過濾)以降低光屏蔽效應。

21、進一步地，步驟s1中，所述ph為6.0-8.0，優選為7.5，避免極端ph影響光解路徑。

22、進一步地，步驟s2中，反應器皿中廢水的深度范圍包括0.41cm、2.03cm和4.06cm，優選為0.41cm，通過液面高度控制光程深度。

23、進一步地，步驟s2中，反應器皿與光源之間的距離為8～11cm，優選為標準間距9.29cm。

24、進一步地，步驟s3中，所述光源的發射波長為222nm，

25、所述光源的輻照強度為0.047mw/cm2；

26、光通量為0-1000mj/cm2。

27、作為優選的技術方案，所述室溫溫度為20-25℃，無需額外加熱或冷卻。

28、與現有技術相比，本發明的有益效果如下所示：

29、1、本發明通過氯化氪準分子燈(krcl*)發射222nm紫外光直接輻照含tbbpa的廢水，無需添加催化劑即可實現tbbpa的高效降解與脫溴，避免二次污染。本發明的裝置采用平行光輻照模式，通過優化光源波長、光程深度及輻照強度等參數，顯著提升光解效率。實驗表明，在去離子水體系中，tbbpa的降解率達100％，脫溴率達85％以上(去離子水中)；在復雜水質中亦表現出良好的適應性。本發明具有操作簡便、成本低廉、無二次污染等優點，適用于工業廢水及飲用水處理。

30、2、222nm紫外光與tbbpa吸光峰具有高匹配度，222nm氯化氪準分子燈(krcl*)能夠直接激發tbbpa分子，實現c-br鍵的高效斷裂；

31、3、本發明通過利用平行光輻照設計結合可調光程深度，提升光能利用率；

32、4、本發明通過設置石英蓋，確保紫外透射率>90％，在低濁度水體中光屏蔽效應小，適用于多種場景。

33、5、本發明的裝置運行成本較傳統方法降低，適用于飲用水、工業廢水及地下水修復。

技術特征：

1.一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置，其特征在于，包括容器、光源(1)、反應器皿和位置調節組件，所述光源(1)設于容器頂端，所述位置調節組件設于容器底端，所述位置調節組件內設有反應器皿，

2.根據權利要求1所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置，其特征在于，所述光源(1)為氯化氪準分子燈。

3.根據權利要求1所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置，其特征在于，所述反應器皿的橫截面為圓形，內徑為50～60mm；

4.根據權利要求1所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置，其特征在于，所述位置調節組件包括放置臺(2)和支架(3)，所述支架(3)底端固定于容器內部底端，所述放置臺(2)設于支架(3)內，所述放置臺(2)與支架(3)上下滑動相連，所述放置臺(2)上設有反應器皿。

5.根據權利要求1所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置，其特征在于，所述容器包括側部外殼(5)、頂部外殼(6)和底部外殼，若干個側部外殼(5)、一個頂部外殼(6)和一個底部外殼組成封閉的反應容器。

6.根據權利要求5所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的裝置，其特征在于，所述底部外殼下設有若干個底座(4)。

7.一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的方法，其特征在于，采用如權利要求1-6中任一所述的裝置進行，具體步驟如下：

8.根據權利要求7所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的方法，其特征在于，步驟s1中，所述ph為6.0-8.0。

9.根據權利要求7所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的方法，其特征在于，步驟s2中，反應器皿中廢水的深度范圍包括0.41cm、2.03cm和4.06cm；

10.根據權利要求7所述的一種直接紫外光解四溴雙酚a實現高效脫溴的方法，其特征在于，步驟s3中，所述光源(1)的發射波長為222nm，

技術總結
本發明涉及一種直接紫外光解四溴雙酚A實現高效脫溴的裝置和方法。與現有技術相比，本發明通過氯化氪準分子燈(KrCl*)發射222nm紫外光直接輻照含TBBPA的廢水，無需添加催化劑即可實現TBBPA的高效降解與脫溴，避免二次污染。本發明的裝置采用平行光輻照模式，通過優化光源波長、光程深度及輻照強度等參數，顯著提升光解效率。實驗表明，在去離子水體系中，TBBPA的降解率達100％，脫溴率達85％以上(去離子水中)；在復雜水質中亦表現出良好的適應性。本發明具有操作簡便、成本低廉、無二次污染等優點，適用于工業廢水及飲用水處理。

技術研發人員：唐量,錢梓涵,段曉笛,王佳俊
受保護的技術使用者：上海大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28