Thiết bị xử lý nước thải tích hợp trong phòng thí nghiệm thông qua bốn quá trình cốt lõi của quá trình oxy hóa, hấp phụ, flocculation và tách màng để đạt được độ tinh khiết sâu của nước thải phức tạp. Nguyên tắc làm việc của nó như sau:
Quá trình oxy hóa là một liên kết quan trọng trong việc phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ. Thiết bị được xây dựng trong máy phát ozone, tạo ra ozone bằng cách xả điện áp cao, sử dụng khả năng oxy hóa mạnh mẽ của nó để phá hủy cấu trúc phân tử của các chất hữu cơ. Ví dụ, các chất khó phân hủy như phenol, aldehyde trong nước thải oxy hóa ozone, chuyển đổi chúng thành carbon dioxide và nước, đồng thời tiêu diệt vi khuẩn như vi rút. Đối với nước thải hữu cơ nồng độ cao, thiết bị cũng có thể sử dụng công nghệ oxy hóa Fenton, trong điều kiện axit, hydro peroxide và ion sắt phản ứng để tạo ra gốc hydroxyl tự do, khả năng oxy hóa gốc tự do này mạnh mẽ, có thể khoáng hóa các chất hữu cơ, làm cho tỷ lệ loại bỏ COD lên đến hơn 90%.
Quá trình hấp phụ ngăn chặn các chất gây ô nhiễm thông qua môi trường xốp. Than hoạt tính là chất hấp phụ thường được sử dụng, diện tích bề mặt cụ thể của nó lớn, có thể hấp thụ các ion kim loại nặng, chất hữu cơ và sắc tố trong nước thải. Ví dụ, than hoạt tính có khả năng hấp phụ lên đến 50 mg/g đối với các ion thủy ngân và hơn 95% đối với phenol. Ngoài ra, thiết bị cũng có thể sử dụng công nghệ hấp phụ nhựa lỗ lớn, thông qua cấu trúc lỗ chân lông của nhựa để hấp phụ chọn lọc các chất cụ thể, chẳng hạn như phenolic, chất hoạt động bề mặt, vv Sau khi bão hòa hấp phụ có thể được tái tạo bằng dung dịch kiềm loãng để đạt được tái chế tài nguyên.
Quá trình flocculation làm cho các hạt keo tụ lại và lắng xuống thông qua các tác nhân hóa học. Thiết bị ném polymer sắt sunfat, polyacrylamide và các chất flocculant khác, làm cho chất lơ lửng, keo và một số chất hữu cơ trong nước thải tạo thành các hạt flocculant lớn. Ví dụ, polymer sắt sulfat ở pH6-8, có thể loại bỏ 60% dầu nhũ tương và 10% -20% COD, tốc độ lắng xuống floc có thể đạt 0,5m/h, làm giảm đáng kể tải xử lý tiếp theo.
Quá trình tách màng đạt được sự tách vật chất thông qua sự lựa chọn của màng. Thiết bị sử dụng màng siêu lọc (khẩu độ 0,001-0,1 μm) để loại bỏ protein, keo và vi khuẩn, màng lọc nano (khẩu độ 0,001-0,002 μm) để giữ muối hóa trị hai và các chất hữu cơ phân tử nhỏ, màng thẩm thấu ngược (khẩu độ<0,0001 μm) để loại bỏ gần như tất cả các dung môi. Ví dụ, công nghệ thẩm thấu ngược có thể làm giảm nồng độ muối trong nước thải xuống dưới 500mg/L, đáp ứng các tiêu chuẩn tái sử dụng.