[发明专利]含有机污染物废水的处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及实验室产生的废水处理装置及方法。

背景技术

全国有数家高校和科研院所，在教学和科研过程中会产生许多废液。废液存在较分散、数量少、毒性大，难集中处理的特点，经常未经处理直接排入下水道，对环境和人体健康造成严重危害。因此设计制造实验室高危废水处理装置，对实验室分散废液进行及时快速的处理势在必行。常规实验室有机废水常规处理技术主要包括生物法和物化法。对有机物浓度高、毒性强、水质水量不稳定的实验室废水,生物法处理效果不佳,而物化主要包括实验药品回收、对实验室废弃物进行分类处理及回收循环再利用,虽然对降低有机物浓度有一定效果，但操作复杂。电化学氧化降解有机物操作简单，但需加电压较高，产生羟基自由基同时也发生产氧的副反应，电化学效率较低，能耗大。

高级化学氧化技术对于去除的各种有毒和难降解的有机和无机污染物比较有效，甚至达到完全矿化的程度。将高级氧化技术应用于实验室废水处理，利用产生的自由基对有机物进行氧化分解，反应物选择性，能实现废水的净化处理。根据专利文件冯传平CN101863548A公开说明书，将电化学组件与光催化组件设置于同一反应器内，协同去除水中的有机物。实验中主要依靠水产生羟基自由基实现有机物的矿化，主要用于降解总有机碳含量为5～35mg/L的微污染水体，而对于处理高浓度废水效果不佳。

根据专利范维林CN102010092A公开说明书的目的是提供一种实验室废水处理方式，采用粗过滤层和细过滤层两次过滤后，再经过紫外杀菌消毒和中和剂中和平衡后达到安全排放。但不足之处是吸附层存在饱和吸附，需要针对不同组分投放不同的消毒剂、解毒剂、清洁剂等，实际操作时繁琐，添加的各种试剂可能造成二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含有机污染物废水的处理装置，实现实验室有毒废水的无害化处理，通过加入电解质，结合粗过滤、类Fenton高级氧化技术、光催化以及细过滤处理，借助能量的有效转换，以低能耗最终实现高浓度废水的净化处理。

本发明采用的技术方案是提供一种废水处理装置，所述装置包括储液槽、循环流动泵、前吸附池、光电化学池、光催化池和后吸附池；所述前吸附池和后吸附池内均置吸附材料；所述光电化学池内设有阴极和阳极，在阴极和阳极之间的正上方设置有第一光源；所述光催化池内置负载光催化剂的多孔材料，其正上方设有第二光源；所述储液槽、循环流动泵、前吸附池、光电化学池、光催化池和后吸附池通过管路依次连接。

优选地，所述前吸附池、光电化学池、光催化池和后吸附池均设有进水口和出水口；所述前吸附池的进水口与循环流动泵连接，所述前吸附池的出水口与光电化学池的进水口连接，所述光电化学池的出水口与光催化池的进水口连接，所述光催化池的出水口与后吸附池的进水口连接，所述后吸附池的出水口与储液槽连接，储液槽与循环流动泵连接。

优选地，所述前吸附池的内置吸附材料选自多孔陶瓷、活性碳纤维、石英砂滤料或卵石滤料。其中石英砂滤料是采用天然石英矿为原料，经破碎，水洗精筛等加工而成，目前是水处理行业中使用最广泛、量最大的净水材料。卵石滤料是指水处理应用中，起过滤作用的小鹅卵石（又叫砾石）。

优选地，所述后吸附池的内置吸附材料选自活性炭、泡沫滤珠或纤维球。

优选地，所述光电化学池的阳极选自硼掺杂的金刚石电极(BDD)、二氧化铅（PbO₂）或二氧化铱（IrO₂），所述阴极选自硼掺杂的金刚石电极(BDD)、铂电极（Pt）、钛板或不锈钢，所述阳极和阴极之间的距离为1.5-3cm。

优选地，所述负载光催化剂的多孔材料选自分子筛、玻璃微珠或泡沫金属网，所述泡沫金属网选自镍网、铜网、铝网或铁网，所述光催化剂为TiO₂。

优选地，述负载光催化剂的多孔材料浸泡于TiO₂溶胶中超声半小时，去除溶胶，将浸有溶胶的多孔材料在100℃烘箱中烘干，再放入马弗炉中200℃煅烧2小时，得到负载了TiO₂的多孔材料。

优选地，所述光源为紫外光源，所述紫外光源的波长为254nm或365nm。

本发明的废水处理装置外部连接供电池，所述供电池主要是给电极、光源、及循环流动泵供电。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供废水处理方法，该方法包括如下步骤：1）将待处理废水与电解质溶液混合；2）混合液倒入储液罐中，由流动循环泵作用，依次流经前吸附池、光电化学池、光催化池和后吸附池。