[發明專利]一種用于有機化學實驗室廢水處理的組合裝置

在審

• 申請號: 201811260243.3
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109264906A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 王中有
• 申請（專利權）人: 江蘇全給凈化科技有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 鄭宜梅

本發明公開了一種用于有機化學實驗室廢水處理的組合裝置。被處理的有機實驗室廢水依次通過大孔樹脂吸附裝置、鐵碳微電解裝置、BDD電解裝置以及光催化裝置共四個圓柱體型的凈化裝置；其中大孔樹脂吸附裝置內設置包裹大孔樹脂的圓柱體進行吸附；裝置包括廢水進水口、凈化水出水口、控制進水口和出水口水流通斷的閥門；鐵碳微電解裝置包括鑄鐵電極、碳棒；BDD電解裝置包括摻硼金剛石薄膜電極板（BDD），電源插頭；光催化裝置包括光催化劑、紫外光燈、石英玻璃保護罩；其中BDD電極和所述紫外光燈均連接著實驗室電源。本發明在進行對有機實驗室廢水處理時具有操作簡單、維護簡便、節能廉價、科學高效等優點。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種用于有機化學實驗室廢水處理的組合裝置。

背景技術

有機化學實驗室產生的化學廢棄物主要是有機廢液，這些有機廢液有些是有毒性的，如含濃度較大的二甲苯、氯仿等能破壞人體免疫系統，造成人體機能失調。有些有機廢液因為其含濃度較大的廢酸、廢堿而具有很強的腐蝕性。如果隨意排放這些廢液，不僅會對環境以及人類健康造成嚴重威脅，而且會對學生產生不良的示范作用。與工業廢水相比，有機實驗室廢水具有種類多、易發生化學反應等特性。正因為這些特性，給后續處理帶來了不少麻煩。使用傳統的水處理方法顯然不能滿足需要。

采用傳統的水處理方法 (如物理法、化學法、生物法) 在一定程度上能改善廢水水質情況，但都有各自的不足或缺點。其中，物理法利用吸附、沉淀或阻隔等方式將雜質排除在外。如經典的活性炭吸附可有效凈化水體，但隨著時間的延長炭吸附能力將不斷減弱，需定期進行清洗和更換，而且它并不能將有機污染物降解氧化，由此可能導致相轉移，使問題進一步惡化。化學法包括氧化處理、中和處理、混凝處理等，擁有快速有效地去除污染物的能力，然而在實際操作中可能出現回收困難、很容易產生二次污染等問題。相比之下，生物法以其經濟性和綠色環保性成為目前最受歡迎的水處理技術之一，但當廢水中存在難降解有機物或含生物毒性污染物時，單一地采用生物法處理該廢水難以得到理想的降解效果。而且生物處理效果提升難以掌握且不確定性很高。

大孔吸附樹脂是一類不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附樹脂，具有良好的大孔網狀結構和較大的比表面積，可以有選擇地通過物理吸附的方式吸附水溶液中的有機物，是20世紀60年代發展起來的新型有機高聚物吸附劑。大孔吸附樹脂是通過物理吸附從溶液中有選擇地吸附有機物質，從而達到分離提純的目的。其理化性質穩定，不溶于酸、堿及有機溶劑，對有機物選擇性好，不受無機鹽類及強離子、低分子化合物存在的影響，在水和有機溶劑中可吸附溶劑而膨脹。大孔樹脂吸附技術工藝操作簡便，難度不大，并且樹脂可多次使用，也可再生反復使用，成本不是很高，設備較簡單，而且這種工藝可以節約大量的能耗、輔料、包裝材料、貯藏等費用。

鐵碳微電解是利用金屬腐蝕原理來降解污染物，通過金屬腐蝕形成原電池對廢水進行處理的一種工藝，又稱內電解法、鐵屑過濾法等。在鐵碳電極之間形成的電場作用于廢水中的帶電膠體粒子，促使這些膠體粒子定向遷移，從而促進廢水中污染物質的富集與去除。鐵屑能夠吸附多種金屬離子，從而將金屬離子置換成單質并除去，鐵屑中的碳微粒和活性炭對金屬離子均有較強的吸附作用。而且鑄鐵作為一種多孔物質，和活性碳一樣有吸附能力，可以吸附水中的有機物。

以摻硼金剛石薄膜電極（BDD）為核心的凈化設備，作為新一代的用于電化學法水處理的電極材料，與貴金屬和鈦基涂層電極（DSA）等傳統材料相比，BDD電極具有最好的陽極氧化能力，最寬的電位窗口和最高的電流密度。金剛石穩定的sp³結構使其具有耐腐蝕、耐高溫、抗氧化和抗污染性等優良特點。在電場作用下，BDD電極表面能夠連續不斷產生具有超強氧化性的自由態羥自由基?OH（標準氧化電位為2.80V，接近單質氟氣的2.87V）、過氧自由基?HO₂、臭氧O₃和過氧化氫H₂O₂等氧化物種，在與廢液反應的同時，還對各種微生物，包括細菌和病毒有著強烈的殺滅作用。