专利名称：一种集成式实验室废水处理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集成式化学实验室废水处理方法及装置，属于节能环保技术领 域。
背景技术：
化学实验室排放废水分为两大类，一类是高浓度的危险废液，一般是单独收集后， 交给具有危险废物经营许可证的单位处理；另一类是清洗实验器材、玻璃器皿所排放的含 有较低浓度的酸、碱、重金属、有机物的综合废水，对于此类废水，大部分化学实验室没有污 染治理设施，只是采取了简单的直排或稀释方式，只有少数有中和池和集中收集、登记、转 移处理措施。实验室废水具有排放周期不定，排放水量无一定规律性，所含污染成分较为复 杂等特点。这些含有较多有毒有害污染物，包括致癌、致畸、致突变物质及环境激素类物质 的废水一般未经处理便直接排入市政管网，对江河湖海水质造成威胁。
在实验室废水处理技术的研究和应用上，目前研究较多的是对单一类型的废水的 处理，例如采用臭氧、Fenton试剂等对高浓度有机性(酚、苯、硝基化合物、多环芳烃、多氯 联苯等)的实验室废水的氧化处理技术；采用混凝沉淀、化学沉淀、氧化还原等工艺对含有 重金属的汞、铅、铬及氰化物、砷化物、氟化物等的实验室废水处理技术。由于实验室废水的 水量、水质的不确定性、多变性、复杂性，上述实验室废水处理技术的应用具有很大的局限 性。
国内外已见关于采用铁炭微电解废水处理技术处理有机废水、重金属废水的报 道，但传统铁炭微电池电解反应器易板结、易堵塞、易钝化、铁炭混合不均勻等问题，限制了 其在工业上的应用。发明内容
针对现有实验室废水处理技术的不足及传统微电解废水处理技术的缺点，本发明 的第一个目的在于提供一种集成式化学实验室废水处理装置，以适应化学实验室不同性质 的废水(酸性、碱性废水、重金属废水、有机废水)集成处理，实现经济、高效的处理化学实 验室废水。
为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验摸索，最终获得了如下技术方案
—种集成式化学实验室废水处理装置，其特征在于所述废水处理装置由壳体和 内置的曝气管、滤板、铁炭填料、挡流板、三相分离器、溢流堰构成，在废水处理装置的下端 设置滤板，最下端壳体与滤板之间设置曝气管，铁炭填料充斥于滤板与挡流板的壳体内空 间，挡流板上方的壳体空间设置三相分离器，三相分离器上端与溢流堰连接，废水处理装置 的最下端与滤板之间的壳体侧壁，一侧设置进水口，另一侧设置放空口，在挡流板上方的壳 体侧壁上设置有检查孔，溢流堰上设置出水口。
上述集成式化学实验室废水处理装置，所述铁炭填料中铁与炭的重量比为 3 1 1 4。
本发明的第二个目的在于提供一种化学实验室废水处理的方法，该方法是通过使 用上述集成式化学实验室废水处理装置处理废水。
其中，铁炭填料中铁与炭的重量比为3 1 1 4，水力停留时间为50 120min，气液比为5 1 15 1。
本发明所提供的集成式化学实验室废水处理装置，是利用一套基于铁炭微电解原 理、辅以曝气、内部设置挡流板、三相分离器等的一体化集成式装置，达到处理化学实验室 废水的效果。该集成式化学实验室废水处理装置的制造成本低、处理废水的性能和附加值 高，具有广阔的市场前景、可观的经济效益和社会效益。
利用本发明的集成式化学实验室废水处理装置处理化学实验室废水的基本原理 如下实验室酸性废水从进口进入该装置，在酸性条件下，装置中的铁、炭填料发生微电解 反应，生成 ^2+，Fe2+替代酸性废水的Η+，与酸根形成铁盐，从而提高了废水的PH值，在6-9 的范围内，达到排放标准。
具体地，当实验室碱性废水从进水口进入该装置，在碱性条件下，装置中的铁、炭 填料发生微电解反应，阴极处失去电子，形成狗(OH)2^Fe (OH) 3,消耗掉废水中的部分0Η_，从 而降低废水的PH值。
当实验室重金属废水从进水口进入该装置，如含Cu、Cr、I^b等重金属离子的废水， 利用铁、炭的微电解作用，可将废水中的重金属还原，实现去除。
当实验室有机废水从进水口进入该装置，装置中的铁、炭填料发生微电解反应，阴 极处产生的[H]是强还原剂，它可使有机物中的大分子转化为小分子；使部分环状有机物 断环，生成易降解的有机物，提高废水的可生化性；降低废水的CODtt值；废水组分中的呈色 基团被破坏，使废水脱色。
综上可见，本发明的集成式化学实验室废水处理装置能对较复杂的废水组成实现 综合处理。
与现有技术相比，本发明的集成式化学实验室废水处理装置及废水处理方法具有 如下优点
1克服了以往的实验室废水处理技术及装置只能对单一性质废水进行处理的缺点。
2该装置中气、固、液三相呈流化床状态，将流态化技术应用于铁炭微电池电解反 应器以处理化学实验室综合废水，铁炭微电解的流态化，可克服传统的微电解反应的易板 结、易堵塞、易钝化、铁炭混合不均勻等问题，进一步提高了该装置的适用性、可行性。
3装置出口端设置三相分离器，形成沉淀区，并设置了溢流堰，可有效分离废水中 SS，实现了装置的集成化。
4该工艺及装置流程紧凑、操作方便，易于实现工业化应用。本发明装置可以实现 设备小型化、减少占地和节省能耗，使基建费用大大降低；同时，对废水的处理易于实现自 动化控制，人员操作简便，有很好的工业化应用前景。
图1本发明集成式化学实验室废水处理装置结构示意图
1.进水口 ；2.滤板；3.铁炭填料；4.壳体；5.挡流板；6.三相分离器；7.溢流堰；8.出水口 ；9.检查孔；10.曝气管；11.放空口。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明 的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发 明的保护范围之内。
本发明的集成式化学实验室废水处理装置，其特征在于所述废水处理装置由壳 体4和内置的曝气管10、滤板2、铁炭填料3、挡流板5、三相分离器6、溢流堰7构成，在废水 处理装置的下端设置滤板2，最下端壳体4与滤板2之间设置曝气管10，铁炭填料3充斥于 滤板2与挡流板5的壳体内空间，挡流板5上方的壳体空间设置三相分离器6，三相分离器 6上端与溢流堰6连接，废水处理装置的最下端与滤板2之间的壳体侧壁，一侧设置进水口 1，另一侧设置放空口 11，在挡流板5上方的壳体侧壁上设置有检查孔9，溢流堰7上设置出 水口 8。
上述集成式化学实验室废水处理装置，所述铁炭填料中铁与炭的重量比为 3 1 1 4。
实施例1
处理对象武汉市某高校化学楼分析化学实验室排放的酸性废水。
进水水质pH2. 5 4. 8
主要工艺参数
铁/ 炭比3 1
水力停留时间=5O-7Omin
气液比10 1
出水水质pH :6. 1 7. 2，达到排放标准。
实施例2
处理对象武汉市某高校化学楼有机合成实验室排放的有机废水。
进水水质COD:150 230mg/L
主要工艺参数
铁/ 炭比1 3
水力停留时间90-110min
气液比15 1
出水水质C0D 75 90mg/L，达到GB8978-1996 —级排放标准。
实施例3
处理对象武汉市某高校化学楼污水排放口连续一个月的混合平均水样。
进水水质:pH5. 75，COD :46. 5mg/L，TOC :25. lmg/L，挥发性酚1. 327mg/L， Cr (VI) :0. 592mg/L, Pb2+ :0. 113mg/L, Cu2+ :1. 516mg/L, Zn2+ :2. 628mg/L, Mn2+ :2. 356mg/L。
主要工艺参数
铁/ 炭比1 2
水力停留时间70-100min
气液比12 1
出水水质:pH 6. 48，COD :35. 6mg/L，TOC :18. 7mg/L，挥发性酚0. 0199mg/L, Cr (VI) :0. 0219mg/L, Pb2+ :0. 0237mg/L, Cu2+ :0. 0394mg/L, Zn2+ :0. 202mg/L, Mn2+ :0. 118mg/ L。达到GB8978-1996 —级排放标准。
权利要求
1.一种集成式化学实验室废水处理装置，其特征在于所述废水处理装置由壳体(4) 和内置的曝气管(10)、滤板O)、铁炭填料(3)、挡流板(5)、三相分离器(6)、溢流堰(7) 构成，在废水处理装置的下端设置滤板O)，最下端壳体(4)与滤板( 之间设置曝气管 (10)，铁炭填料(3)充斥于滤板(2)与挡流板(5)的壳体内空间，挡流板(5)上方的壳体空 间设置三相分离器(6)，三相分离器(6)上端与溢流堰(6)连接，废水处理装置的最下端与 滤板( 之间的壳体侧壁，一侧设置进水口(1)，另一侧设置放空口(11)，在挡流板(5)上 方的壳体侧壁上设置有检查孔(9)，溢流堰(7)上设置出水口(8)。
2.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于所述铁炭填料中铁与炭的重量比 为 3 1 1 4。
3.—种通过权利要求1所述废水处理装置处理废水的方法，其特征在于水力停留时 间为50 120min，气液比为5 1 15 1。
4.如权利要求3所述的处理废水的方法，其特征在于所述铁炭填料中铁与炭的重量 比为3 1 1 4。
全文摘要
本发明涉及一种集成式化学实验室废水处理方法及装置，该装置由壳体和内置的曝气管、滤板、铁炭填料、挡流板、三相分离器、溢流堰构成，在废水处理装置的下端设置滤板，最下端壳体与滤板之间设置曝气管，铁炭填料充斥于滤板与挡流板的壳体内空间，挡流板上方的壳体空间设置三相分离器，三相分离器上端与溢流堰连接，废水处理装置的最下端与滤板之间的壳体侧壁，一侧设置进水口，另一侧设置放空口，在挡流板上方的壳体侧壁上设置有检查孔，溢流堰上设置出水口。本发明的集成式化学实验室废水处理装置能对较复杂的废水实现综合处理。
文档编号C02F9/06GK102040299SQ20101055089
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者叶恒朋, 杜冬云 申请人:中南民族大学