一种实验室有机废液处理方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种实验室有机废液处理方法及其装置，将废水进行预处理，得到预处理后的水；将上述预处理后的水和芬顿试剂混合，进行微波化学反应；微波化学反应处理后的水进行后反应；将后反应后的水进行电化学反应；最后电化学反应后的水调节pH值9‑10，进行沉淀分离，上清液进行过滤吸附。本发明专利技术提供的处理方法，投资成本低，处理时间短，运行效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种实验室有机废液处理方法及其装置
本专利技术属于废液处理方法及其装置领域，特别涉及一种实验室有机废液处理方法及其装置。
技术介绍
高校实验室废液是一种难降解综合性废水，属于危险废物的一种。所谓较高浓度是指这类废水有机污染物(以COD计)浓度高，一般在1000mg/L以上，难降解是指废水的BOD5/COD值在0.3以下甚至更低。对于这类废水其特点是污染物质复杂，废水可生化性差，一般的生物法很难处理掉废水中污染物质，同时作为一种危险废物，污染严重，一般的处理方法费用高。根据废水的污染物性质分高校实验室废液可分为：无机废水、有机废水、生物实验废水。无机废水，主要含有重金属(汞、金、铅、铬等)及重金属的络合物，卤素离子，强酸强碱，氰、硫化物以及其它无机离子等。有机废水含有常用的有机溶剂，如有机酸，表面活性剂，醚类，石油类，染料类，多氯联苯类，洗涤剂，有机磷化合物，酚类及脂类物质等。生物实验废水主要包含医疗的化验液和解剖台冲洗液及生物实验室含有病原微生物的培养液、实验器具冲刷水和动物笼具冲刷废水等。根据废水的水质条件可分为：低浓度废水、高浓度废液。低浓度实验室废水主要是在实验过程中产生的，比如洗涤废水，冷却用水等，这些废水中一般污染物含量少，毒性相对较小，水量大等特点。而高浓度废水一般浓度高，毒性大等特点，高浓度实验室废水的主要来源废弃的药剂，过期试剂，失效药品。这部分废液是实验室危险废物的一种，处理难度较大，对环境危害程度大。高校实验室混合废液是难降解、小流量废水的一种。随着环境保护的重要性的不断加深，废水排放标准也更加严格，不仅在工业，农业等大的废水排放项目上有排放标准要求，在小单位，小项目中的废水的排放标准也更加严格。这些小批量废水虽然流量小，但对环境的危害较大，直接排放到自然水系中会造成自然水系的污染。特别是POPs、重金属等，在动植物体中富集，危害周期长。为了解决此类实验室混合废液的危害，一些专家学者一方面提出“绿色化学”概念：主要通过减少或劲量消除有毒有害物质的使用，从源头减少污染物的产生。在保证实验效果的前提下，用无毒害、无污染或低毒害、低污染的试剂替代毒性较强的试剂。过期、失效的化学试剂，各实验室可以合作成立区域性的试剂调度网，选择一部分危害大，用量少，易失效试剂进入网络，实行实验室间资源共享，尽量避免大批化学试剂失效从而节约实验成本。另一方面提出末端处理方案，目前此类废水主要的处理方法有吸附法、离子交换、絮凝沉淀、活性污泥法、焚烧法等，其中多级生物活性污泥法，活性炭吸附法和焚烧法等处理工艺较为常见，但这些方法存在一定的弊端。多级生物法处理主要分为二级、三级处理，一般先通过厌氧或缺氧条件下经过厌氧微生物作用提高废水可生化性，再通过好氧微生物的作用最终将有机物氧化为无机物。多级氧化工艺主要利用微生物的代谢作用将污染物质氧化，对微生物种类要求高，微生物受水质影响较大，水中一些污染物会引起微生物中毒，处理效果不好。活性炭吸附工艺在实验室废液处理中，其原理是利用活性炭具有较大的比表面积和活性基团对污染物质进行无差性的去除。此类方法虽然去除效果好，但运行成本高，处理周期短，活性炭吸附饱和后做为一种危险固废处理成本高。在工程实际运用中，处理成本的高低也是考虑的第一要素。焚烧法是较为常用的一种处理方法，其在高温条件下通入空气将有机污染物氧化，重金属离子残留于灰渣中，从而达到减量化无害化处理。焚烧法的有点是降解彻底运行简单，但其运行成本高，通常需要外加煤、汽油等燃料。因此，随着高校实验科学研究的发展，高校实验室废液作为一种特定的高浓度，难降解废液越来越受到各界重视，同时通过对类似实验室废液处理，研究出一套处理类似的高浓度、难降解废水工艺，是如今科研方向的重点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种实验室有机废液处理方法及其装置，本专利技术针对小水量难生化降解有机危险废液处理，主要克服已有的处理工艺中的不足，提供一种新型处理工艺，投资成本低，处理时间短，运行效果好。本专利技术处理水质为COD40-100000mg/L、重金属>20mg/L，挥发酚＞500mg/L，pH＝5～9；水量为10L/d，总水力停留时间为5h，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，最终实现废液的原位无害化处理。本专利技术的一种实验室有机废液处理方法，包括：(1)预处理：将废水进行预处理，得到预处理后的水；(2)微波化学反应：将上述预处理后的水和芬顿试剂混合，进行微波化学反应；(3)后反应：微波化学反应处理后的水进行后反应；(4)深度处理：将后反应后的水进行电化学反应；(5)沉淀吸附处理：将步骤(4)中电化学反应后的水调节pH值至9-10后，进行沉淀分离，上清液进行过滤吸附。所述步骤(1)中预处理为进行吸附处理和水质pH调节，其中吸附处理为采用椰壳粉末活性炭并进行机械搅拌进行吸附处理；水质pH调节为采用酸碱试剂使pH调节至3.0±0.2；其中椰壳粉末活性炭的粒度为10-15μm(粒度即为粒径)。步骤(1)中预处理主要在调节池中进行调节池用于废液的前处理，为后续主反应做准备。所述机械搅拌转速为350r/min；所述酸碱试剂为NaOH、H2SO4、HCl、Ca(OH)2中的一种或几种。所述酸碱试剂主要为实验室废酸碱，废弃NaOH、H2SO4、HCl、Ca(OH)2等实现资源的循环利用，实现废弃物的合理资源化利用，减少酸碱的使用同时降低污染。所述步骤(2)中预处理后的水和芬顿试剂混合的体积比为100:1。所述步骤(2)中微波化学反应为：采用微波化学反应器，在反应过程中保持出水温度在80-90℃，水力停留时间为20-200min。优选所述微波化学反应器采用新型变频微波化学反应器，(采用新型变频微波化学反应器，该反应器具有微波控温功能和磁力搅拌功能，微波反应器内，有温度传感器，当温度高时微波功率降低，当温度低时微波功率变高，使反应器内温度稳定在设定水平)炉内放置截面为矩形的石英管。进水方式为传统推流式，水力停留时间20min，具有智能控温程序，在反应过程中保持出水温度在80-90℃。步骤(2)具体为：将步骤(1)处理后的出水经挪动泵作用引入微波反应器中，同时在微波反应器中加入芬顿试剂。在微波反应其中主要发生三个效应即微波效应、芬顿效应、吸附脱附效应。在微波反应器中这三重效应相互耦合(发生微波+活性炭+芬顿耦合作用对废液处理)，从而达到快速降解目的，微波的热效应与非热效应促进芬顿试剂作用，而活性炭具有较强的吸附特性还是一种吸波物质，可以作为快速降解有机物的载体，催化降解有机物，使有机物更好的矿化。步骤(2)中在微波作用下，活性炭吸附与芬顿试剂联用，从热力学和动力学上提升了有机污染物降解效果。微波在此阶段主要起诱导催化氧化反应的作用。步骤(2)中活性炭作为催化反应的催化剂，在氧化反应过程中活性炭同时吸附大量的活性基团(·OH、HO2)和有机分子，同时活性炭作为一种较好的吸波物质，在活性炭表面可以快速的发生降解反应。所述步骤(3)中后反应为在后置反应器中进行，后置反应器采用机械搅拌，转速为300-380r/min，优选转速为350r/min，后反应时间为1h。步骤(3)中后反应后的出水分为两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实验室有机废液处理方法，包括：(1)将废水进行预处理，得到预处理后的水；(2)将上述预处理后的水和芬顿试剂混合，进行微波化学反应；(3)微波化学反应处理后的水进行后反应；(4)将后反应后的水进行电化学反应；(5)将步骤(4)中电化学反应后的水调节pH值至9‑10，进行沉淀分离，上清液进行过滤吸附。

【技术特征摘要】
1.一种实验室有机废液处理方法，包括：(1)将废水进行预处理，得到预处理后的水；(2)将上述预处理后的水和芬顿试剂混合，进行微波化学反应；(3)微波化学反应处理后的水进行后反应；(4)将后反应后的水进行电化学反应；(5)将步骤(4)中电化学反应后的水调节pH值至9-10，进行沉淀分离，上清液进行过滤吸附。2.根据权利要求1所述的一种实验室有机废液处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中预处理为进行吸附处理和水质pH调节，其中吸附处理为采用椰壳粉末活性炭并进行机械搅拌进行吸附处理；水质pH调节为采用酸碱试剂使pH调节至3.0±0.2；其中椰壳粉末活性炭的粒度为10-15μm。3.根据权利要求1所述的一种实验室有机废水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中预处理后的水和芬顿试剂混合的体积比为100:1。4.根据权利要求1所述的一种实验室有机废液处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中微波化学反应为：采用微波化学反应器，在反应过程中保持出水温度在80-90℃，水力停留时间为20-200min。5.根据权利要求1所述的一种实验室有机废液处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中后反应为在...

【专利技术属性】
技术研发人员：余阳，胡鹏飞，何文龙，邢昊钰，刘颀娴，胡诗尧，吴妍旻，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31