[發明專利]含有機污染物廢水的處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201310228719.6
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN104230067B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 只金芳;韓現英;吳良專;余愿
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明涉及廢水處理領域，尤其涉及實驗室產生的廢水處理裝置及方法。

背景技術

全國有數家高校和科研院所，在教學和科研過程中會產生許多廢液。廢液存在較分散、數量少、毒性大，難集中處理的特點，經常未經處理直接排入下水道，對環境和人體健康造成嚴重危害。因此設計制造實驗室高危廢水處理裝置，對實驗室分散廢液進行及時快速的處理勢在必行。常規實驗室有機廢水常規處理技術主要包括生物法和物化法。對有機物濃度高、毒性強、水質水量不穩定的實驗室廢水,生物法處理效果不佳,而物化主要包括實驗藥品回收、對實驗室廢棄物進行分類處理及回收循環再利用,雖然對降低有機物濃度有一定效果，但操作復雜。電化學氧化降解有機物操作簡單，但需加電壓較高，產生羥基自由基同時也發生產氧的副反應，電化學效率較低，能耗大。

高級化學氧化技術對于去除的各種有毒和難降解的有機和無機污染物比較有效，甚至達到完全礦化的程度。將高級氧化技術應用于實驗室廢水處理，利用產生的自由基對有機物進行氧化分解，反應物選擇性，能實現廢水的凈化處理。根據專利文件馮傳平CN101863548A公開說明書，將電化學組件與光催化組件設置于同一反應器內，協同去除水中的有機物。實驗中主要依靠水產生羥基自由基實現有機物的礦化，主要用于降解總有機碳含量為5～35mg/L的微污染水體，而對于處理高濃度廢水效果不佳。

根據專利范維林CN102010092A公開說明書的目的是提供一種實驗室廢水處理方式，采用粗過濾層和細過濾層兩次過濾后，再經過紫外殺菌消毒和中和劑中和平衡后達到安全排放。但不足之處是吸附層存在飽和吸附，需要針對不同組分投放不同的消毒劑、解毒劑、清潔劑等，實際操作時繁瑣，添加的各種試劑可能造成二次污染。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種含有機污染物廢水的處理裝置，實現實驗室有毒廢水的無害化處理，通過加入電解質，結合粗過濾、類Fenton高級氧化技術、光催化以及細過濾處理，借助能量的有效轉換，以低能耗最終實現高濃度廢水的凈化處理。

本發明采用的技術方案是提供一種廢水處理裝置，所述裝置包括儲液槽、循環流動泵、前吸附池、光電化學池、光催化池和后吸附池；所述前吸附池和后吸附池內均置吸附材料；所述光電化學池內設有陰極和陽極，在陰極和陽極之間的正上方設置有第一光源；所述光催化池內置負載光催化劑的多孔材料，其正上方設有第二光源；所述儲液槽、循環流動泵、前吸附池、光電化學池、光催化池和后吸附池通過管路依次連接。

優選地，所述前吸附池、光電化學池、光催化池和后吸附池均設有進水口和出水口；所述前吸附池的進水口與循環流動泵連接，所述前吸附池的出水口與光電化學池的進水口連接，所述光電化學池的出水口與光催化池的進水口連接，所述光催化池的出水口與后吸附池的進水口連接，所述后吸附池的出水口與儲液槽連接，儲液槽與循環流動泵連接。

優選地，所述前吸附池的內置吸附材料選自多孔陶瓷、活性碳纖維、石英砂濾料或卵石濾料。其中石英砂濾料是采用天然石英礦為原料，經破碎，水洗精篩等加工而成，目前是水處理行業中使用最廣泛、量最大的凈水材料。卵石濾料是指水處理應用中，起過濾作用的小鵝卵石（又叫礫石）。

優選地，所述后吸附池的內置吸附材料選自活性炭、泡沫濾珠或纖維球。

優選地，所述光電化學池的陽極選自硼摻雜的金剛石電極(BDD)、二氧化鉛（PbO₂）或二氧化銥（IrO₂），所述陰極選自硼摻雜的金剛石電極(BDD)、鉑電極（Pt）、鈦板或不銹鋼，所述陽極和陰極之間的距離為1.5-3cm。

優選地，所述負載光催化劑的多孔材料選自分子篩、玻璃微珠或泡沫金屬網，所述泡沫金屬網選自鎳網、銅網、鋁網或鐵網，所述光催化劑為TiO₂。

優選地，述負載光催化劑的多孔材料浸泡于TiO₂溶膠中超聲半小時，去除溶膠，將浸有溶膠的多孔材料在100℃烘箱中烘干，再放入馬弗爐中200℃煅燒2小時，得到負載了TiO₂的多孔材料。

優選地，所述光源為紫外光源，所述紫外光源的波長為254nm或365nm。

本發明的廢水處理裝置外部連接供電池，所述供電池主要是給電極、光源、及循環流動泵供電。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供廢水處理方法，該方法包括如下步驟：1）將待處理廢水與電解質溶液混合；2）混合液倒入儲液罐中，由流動循環泵作用，依次流經前吸附池、光電化學池、光催化池和后吸附池。