專利名稱：一種集成式實(shí)驗(yàn)室廢水處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理方法及裝置，屬于節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排放廢水分為兩大類，一類是高濃度的危險(xiǎn)廢液，一般是單獨(dú)收集后， 交給具有危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證的單位處理；另一類是清洗實(shí)驗(yàn)器材、玻璃器皿所排放的含 有較低濃度的酸、堿、重金屬、有機(jī)物的綜合廢水，對(duì)于此類廢水，大部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有污 染治理設(shè)施，只是采取了簡(jiǎn)單的直排或稀釋方式，只有少數(shù)有中和池和集中收集、登記、轉(zhuǎn) 移處理措施。實(shí)驗(yàn)室廢水具有排放周期不定，排放水量無(wú)一定規(guī)律性，所含污染成分較為復(fù) 雜等特點(diǎn)。這些含有較多有毒有害污染物，包括致癌、致畸、致突變物質(zhì)及環(huán)境激素類物質(zhì) 的廢水一般未經(jīng)處理便直接排入市政管網(wǎng)，對(duì)江河湖海水質(zhì)造成威脅。
在實(shí)驗(yàn)室廢水處理技術(shù)的研究和應(yīng)用上，目前研究較多的是對(duì)單一類型的廢水的 處理，例如采用臭氧、Fenton試劑等對(duì)高濃度有機(jī)性(酚、苯、硝基化合物、多環(huán)芳烴、多氯 聯(lián)苯等)的實(shí)驗(yàn)室廢水的氧化處理技術(shù)；采用混凝沉淀、化學(xué)沉淀、氧化還原等工藝對(duì)含有 重金屬的汞、鉛、鉻及氰化物、砷化物、氟化物等的實(shí)驗(yàn)室廢水處理技術(shù)。由于實(shí)驗(yàn)室廢水的 水量、水質(zhì)的不確定性、多變性、復(fù)雜性，上述實(shí)驗(yàn)室廢水處理技術(shù)的應(yīng)用具有很大的局限 性。
國(guó)內(nèi)外已見(jiàn)關(guān)于采用鐵炭微電解廢水處理技術(shù)處理有機(jī)廢水、重金屬?gòu)U水的報(bào) 道，但傳統(tǒng)鐵炭微電池電解反應(yīng)器易板結(jié)、易堵塞、易鈍化、鐵炭混合不均勻等問(wèn)題，限制了 其在工業(yè)上的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室廢水處理技術(shù)的不足及傳統(tǒng)微電解廢水處理技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明 的第一個(gè)目的在于提供一種集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置，以適應(yīng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室不同性質(zhì) 的廢水(酸性、堿性廢水、重金屬?gòu)U水、有機(jī)廢水)集成處理，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效的處理化學(xué)實(shí) 驗(yàn)室廢水。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)摸索，最終獲得了如下技術(shù)方案
—種集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置，其特征在于所述廢水處理裝置由殼體和 內(nèi)置的曝氣管、濾板、鐵炭填料、擋流板、三相分離器、溢流堰構(gòu)成，在廢水處理裝置的下端 設(shè)置濾板，最下端殼體與濾板之間設(shè)置曝氣管，鐵炭填料充斥于濾板與擋流板的殼體內(nèi)空 間，擋流板上方的殼體空間設(shè)置三相分離器，三相分離器上端與溢流堰連接，廢水處理裝置 的最下端與濾板之間的殼體側(cè)壁，一側(cè)設(shè)置進(jìn)水口，另一側(cè)設(shè)置放空口，在擋流板上方的殼 體側(cè)壁上設(shè)置有檢查孔，溢流堰上設(shè)置出水口。
上述集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置，所述鐵炭填料中鐵與炭的重量比為 3 1 1 4。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理的方法，該方法是通過(guò)使 用上述集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置處理廢水。
其中，鐵炭填料中鐵與炭的重量比為3 1 1 4，水力停留時(shí)間為50 120min，氣液比為5 1 15 1。
本發(fā)明所提供的集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置，是利用一套基于鐵炭微電解原 理、輔以曝氣、內(nèi)部設(shè)置擋流板、三相分離器等的一體化集成式裝置，達(dá)到處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室 廢水的效果。該集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置的制造成本低、處理廢水的性能和附加值 高，具有廣闊的市場(chǎng)前景、可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
利用本發(fā)明的集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的基本原理 如下實(shí)驗(yàn)室酸性廢水從進(jìn)口進(jìn)入該裝置，在酸性條件下，裝置中的鐵、炭填料發(fā)生微電解 反應(yīng)，生成 ^2+，F(xiàn)e2+替代酸性廢水的Η+，與酸根形成鐵鹽，從而提高了廢水的PH值，在6-9 的范圍內(nèi)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
具體地，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室堿性廢水從進(jìn)水口進(jìn)入該裝置，在堿性條件下，裝置中的鐵、炭 填料發(fā)生微電解反應(yīng)，陰極處失去電子，形成狗(OH)2^Fe (OH) 3,消耗掉廢水中的部分0Η_，從 而降低廢水的PH值。
當(dāng)實(shí)驗(yàn)室重金屬?gòu)U水從進(jìn)水口進(jìn)入該裝置，如含Cu、Cr、I^b等重金屬離子的廢水， 利用鐵、炭的微電解作用，可將廢水中的重金屬還原，實(shí)現(xiàn)去除。
當(dāng)實(shí)驗(yàn)室有機(jī)廢水從進(jìn)水口進(jìn)入該裝置，裝置中的鐵、炭填料發(fā)生微電解反應(yīng)，陰 極處產(chǎn)生的[H]是強(qiáng)還原劑，它可使有機(jī)物中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子；使部分環(huán)狀有機(jī)物 斷環(huán)，生成易降解的有機(jī)物，提高廢水的可生化性；降低廢水的CODtt值；廢水組分中的呈色 基團(tuán)被破壞，使廢水脫色。
綜上可見(jiàn)，本發(fā)明的集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置能對(duì)較復(fù)雜的廢水組成實(shí)現(xiàn) 綜合處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置及廢水處理方法具有 如下優(yōu)點(diǎn)
1克服了以往的實(shí)驗(yàn)室廢水處理技術(shù)及裝置只能對(duì)單一性質(zhì)廢水進(jìn)行處理的缺點(diǎn)。
2該裝置中氣、固、液三相呈流化床狀態(tài)，將流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用于鐵炭微電池電解反 應(yīng)器以處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室綜合廢水，鐵炭微電解的流態(tài)化，可克服傳統(tǒng)的微電解反應(yīng)的易板 結(jié)、易堵塞、易鈍化、鐵炭混合不均勻等問(wèn)題，進(jìn)一步提高了該裝置的適用性、可行性。
3裝置出口端設(shè)置三相分離器，形成沉淀區(qū)，并設(shè)置了溢流堰，可有效分離廢水中 SS，實(shí)現(xiàn)了裝置的集成化。
4該工藝及裝置流程緊湊、操作方便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。本發(fā)明裝置可以實(shí)現(xiàn) 設(shè)備小型化、減少占地和節(jié)省能耗，使基建費(fèi)用大大降低；同時(shí)，對(duì)廢水的處理易于實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化控制，人員操作簡(jiǎn)便，有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。


圖1本發(fā)明集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖
1.進(jìn)水口 ；2.濾板；3.鐵炭填料；4.殼體；5.擋流板；6.三相分離器；7.溢流堰；8.出水口 ；9.檢查孔；10.曝氣管；11.放空口。
具體實(shí)施方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步作描述，但是本發(fā)明 的保護(hù)范圍并不限于這些實(shí)施例。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明的集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置，其特征在于所述廢水處理裝置由殼 體4和內(nèi)置的曝氣管10、濾板2、鐵炭填料3、擋流板5、三相分離器6、溢流堰7構(gòu)成，在廢水 處理裝置的下端設(shè)置濾板2，最下端殼體4與濾板2之間設(shè)置曝氣管10，鐵炭填料3充斥于 濾板2與擋流板5的殼體內(nèi)空間，擋流板5上方的殼體空間設(shè)置三相分離器6，三相分離器 6上端與溢流堰6連接，廢水處理裝置的最下端與濾板2之間的殼體側(cè)壁，一側(cè)設(shè)置進(jìn)水口 1，另一側(cè)設(shè)置放空口 11，在擋流板5上方的殼體側(cè)壁上設(shè)置有檢查孔9，溢流堰7上設(shè)置出 水口 8。
上述集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置，所述鐵炭填料中鐵與炭的重量比為 3 1 1 4。
實(shí)施例1
處理對(duì)象武漢市某高?；瘜W(xué)樓分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排放的酸性廢水。
進(jìn)水水質(zhì)pH2. 5 4. 8
主要工藝參數(shù)
鐵/ 炭比3 1
水力停留時(shí)間=5O-7Omin
氣液比10 1
出水水質(zhì)pH :6. 1 7. 2，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2
處理對(duì)象武漢市某高?；瘜W(xué)樓有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)室排放的有機(jī)廢水。
進(jìn)水水質(zhì)COD:150 230mg/L
主要工藝參數(shù)
鐵/ 炭比1 3
水力停留時(shí)間90-110min
氣液比15 1
出水水質(zhì)C0D 75 90mg/L，達(dá)到GB8978-1996 —級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3
處理對(duì)象武漢市某高?；瘜W(xué)樓污水排放口連續(xù)一個(gè)月的混合平均水樣。
進(jìn)水水質(zhì):pH5. 75，COD :46. 5mg/L，TOC :25. lmg/L，揮發(fā)性酚1. 327mg/L， Cr (VI) :0. 592mg/L, Pb2+ :0. 113mg/L, Cu2+ :1. 516mg/L, Zn2+ :2. 628mg/L, Mn2+ :2. 356mg/L。
主要工藝參數(shù)
鐵/ 炭比1 2
水力停留時(shí)間70-100min
氣液比12 1
出水水質(zhì):pH 6. 48，COD :35. 6mg/L，TOC :18. 7mg/L，揮發(fā)性酚0. 0199mg/L, Cr (VI) :0. 0219mg/L, Pb2+ :0. 0237mg/L, Cu2+ :0. 0394mg/L, Zn2+ :0. 202mg/L, Mn2+ :0. 118mg/ L。達(dá)到GB8978-1996 —級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置，其特征在于所述廢水處理裝置由殼體(4) 和內(nèi)置的曝氣管(10)、濾板O)、鐵炭填料(3)、擋流板(5)、三相分離器(6)、溢流堰(7) 構(gòu)成，在廢水處理裝置的下端設(shè)置濾板O)，最下端殼體(4)與濾板( 之間設(shè)置曝氣管 (10)，鐵炭填料(3)充斥于濾板(2)與擋流板(5)的殼體內(nèi)空間，擋流板(5)上方的殼體空 間設(shè)置三相分離器(6)，三相分離器(6)上端與溢流堰(6)連接，廢水處理裝置的最下端與 濾板( 之間的殼體側(cè)壁，一側(cè)設(shè)置進(jìn)水口(1)，另一側(cè)設(shè)置放空口(11)，在擋流板(5)上 方的殼體側(cè)壁上設(shè)置有檢查孔(9)，溢流堰(7)上設(shè)置出水口(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于所述鐵炭填料中鐵與炭的重量比 為 3 1 1 4。
3.—種通過(guò)權(quán)利要求1所述廢水處理裝置處理廢水的方法，其特征在于水力停留時(shí) 間為50 120min，氣液比為5 1 15 1。
4.如權(quán)利要求3所述的處理廢水的方法，其特征在于所述鐵炭填料中鐵與炭的重量 比為3 1 1 4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理方法及裝置，該裝置由殼體和內(nèi)置的曝氣管、濾板、鐵炭填料、擋流板、三相分離器、溢流堰構(gòu)成，在廢水處理裝置的下端設(shè)置濾板，最下端殼體與濾板之間設(shè)置曝氣管，鐵炭填料充斥于濾板與擋流板的殼體內(nèi)空間，擋流板上方的殼體空間設(shè)置三相分離器，三相分離器上端與溢流堰連接，廢水處理裝置的最下端與濾板之間的殼體側(cè)壁，一側(cè)設(shè)置進(jìn)水口，另一側(cè)設(shè)置放空口，在擋流板上方的殼體側(cè)壁上設(shè)置有檢查孔，溢流堰上設(shè)置出水口。本發(fā)明的集成式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置能對(duì)較復(fù)雜的廢水實(shí)現(xiàn)綜合處理。
文檔編號(hào)C02F9/06GK102040299SQ20101055089
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者葉恒朋, 杜冬云 申請(qǐng)人:中南民族大學(xué)