[发明专利]一种用于有机化学实验室废水处理的组合装置

说明书

本发明公开了一种用于有机化学实验室废水处理的组合装置。被处理的有机实验室废水依次通过大孔树脂吸附装置、铁碳微电解装置、BDD电解装置以及光催化装置共四个圆柱体型的净化装置；其中大孔树脂吸附装置内设置包裹大孔树脂的圆柱体进行吸附；装置包括废水进水口、净化水出水口、控制进水口和出水口水流通断的阀门；铁碳微电解装置包括铸铁电极、碳棒；BDD电解装置包括掺硼金刚石薄膜电极板（BDD），电源插头；光催化装置包括光催化剂、紫外光灯、石英玻璃保护罩；其中BDD电极和所述紫外光灯均连接着实验室电源。本发明在进行对有机实验室废水处理时具有操作简单、维护简便、节能廉价、科学高效等优点。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种用于有机化学实验室废水处理的组合装置。

背景技术

有机化学实验室产生的化学废弃物主要是有机废液，这些有机废液有些是有毒性的，如含浓度较大的二甲苯、氯仿等能破坏人体免疫系统，造成人体机能失调。有些有机废液因为其含浓度较大的废酸、废碱而具有很强的腐蚀性。如果随意排放这些废液，不仅会对环境以及人类健康造成严重威胁，而且会对学生产生不良的示范作用。与工业废水相比，有机实验室废水具有种类多、易发生化学反应等特性。正因为这些特性，给后续处理带来了不少麻烦。使用传统的水处理方法显然不能满足需要。

采用传统的水处理方法 (如物理法、化学法、生物法) 在一定程度上能改善废水水质情况，但都有各自的不足或缺点。其中，物理法利用吸附、沉淀或阻隔等方式将杂质排除在外。如经典的活性炭吸附可有效净化水体，但随着时间的延长炭吸附能力将不断减弱，需定期进行清洗和更换，而且它并不能将有机污染物降解氧化，由此可能导致相转移，使问题进一步恶化。化学法包括氧化处理、中和处理、混凝处理等，拥有快速有效地去除污染物的能力，然而在实际操作中可能出现回收困难、很容易产生二次污染等问题。相比之下，生物法以其经济性和绿色环保性成为目前最受欢迎的水处理技术之一，但当废水中存在难降解有机物或含生物毒性污染物时，单一地采用生物法处理该废水难以得到理想的降解效果。而且生物处理效果提升难以掌握且不确定性很高。

大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构的高分子吸附树脂，具有良好的大孔网状结构和较大的比表面积，可以有选择地通过物理吸附的方式吸附水溶液中的有机物，是20世纪60年代发展起来的新型有机高聚物吸附剂。大孔吸附树脂是通过物理吸附从溶液中有选择地吸附有机物质，从而达到分离提纯的目的。其理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，对有机物选择性好，不受无机盐类及强离子、低分子化合物存在的影响，在水和有机溶剂中可吸附溶剂而膨胀。大孔树脂吸附技术工艺操作简便，难度不大，并且树脂可多次使用，也可再生反复使用，成本不是很高，设备较简单，而且这种工艺可以节约大量的能耗、辅料、包装材料、贮藏等费用。

铁碳微电解是利用金属腐蚀原理来降解污染物，通过金属腐蚀形成原电池对废水进行处理的一种工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。在铁碳电极之间形成的电场作用于废水中的带电胶体粒子，促使这些胶体粒子定向迁移，从而促进废水中污染物质的富集与去除。铁屑能够吸附多种金属离子，从而将金属离子置换成单质并除去，铁屑中的碳微粒和活性炭对金属离子均有较强的吸附作用。而且铸铁作为一种多孔物质，和活性碳一样有吸附能力，可以吸附水中的有机物。

以掺硼金刚石薄膜电极（BDD）为核心的净化设备，作为新一代的用于电化学法水处理的电极材料，与贵金属和钛基涂层电极（DSA）等传统材料相比，BDD电极具有最好的阳极氧化能力，最宽的电位窗口和最高的电流密度。金刚石稳定的sp³结构使其具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化和抗污染性等优良特点。在电场作用下，BDD电极表面能够连续不断产生具有超强氧化性的自由态羟自由基•OH（标准氧化电位为2.80V，接近单质氟气的2.87V）、过氧自由基•HO₂、臭氧O₃和过氧化氢H₂O₂等氧化物种，在与废液反应的同时，还对各种微生物，包括细菌和病毒有着强烈的杀灭作用。