南通實驗室一體化廢水處理設(shè)備處理方案

2.3 設(shè)計范圍

本方案設(shè)計范圍為污水處理工程的全部工藝設(shè)計，包括設(shè)備選型、安裝工程等直接工程和本工程的設(shè)計、調(diào)試、培訓等間接工程；但不包括污水處理工程土建施工、外部供電、引水、排水和綠化、道路等輔助工程，也暫不考慮污水處理站的通訊、交通運輸和供配電、供熱、采暖等輔助工程。

廢水來源及水量

本項目所處理的廢水為實驗室廢水，污水中通常含有無機類污染物有硫酸、硝酸、鹽酸、燒堿、鉻、鋅、錳、銅、鐵等酸、堿、鹽和重金屬離子等；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物污染物主要有烷烴、烯烴、酮、醚、酚、醛等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系碳氫化合物；生物類污染物主要含細菌、病毒等病原微生物。

主要種類有：

1）、無機物類廢水：重金屬離子、酸堿PH值、鹵素離子及其他非金屬離子等；a、重金屬離子：汞、鎘、鉻、鉛、錳、銀、鎳、鋅、銅、鋁、砷等金屬陽離子以及處于絡(luò)合狀態(tài)的重金屬離子團(Cr2O7)2-、(CuCN) -、(AuCN)- 、(Ptcl6)2-等；b、酸堿PH值:硝酸、鹽酸、硫酸、雙氧水、氯化鈣等；

2）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物類廢水：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑、石油類、油脂類物質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)、多環(huán)芳烴、鹵代烴、甲苯，，烷烴、烯烴、酮、醚、酚、醛、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系磷農(nóng)藥等；

3）、生物類廢水：細菌、病毒、衣原體、支原體、真菌、布魯氏桿菌，炭疽桿菌等；

該項目每天產(chǎn)生的廢水約為40L/d，故設(shè)計廢水處理能力40L/d。

3.2 出水水質(zhì)

符合國家《GB8978-1996》標準三級排放標準相關(guān)要求；
4 處理工藝的選擇

4.1實驗室廢水的特點

實驗室廢水的特點是：

①含有各種酸堿，需中和反應至弱堿性；

②廢水中含有大量的鉻、鋅、錳、銅、鐵重金屬離子，需沉淀去除。

③含有烷烴、烯烴、酮、醚、酚、醛等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系碳氫化合物；

④污水含毒、細菌等病原微生物。

4.2工藝流程

實驗室清洗廢水經(jīng)收集系統(tǒng)收集后首入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)，當調(diào)節(jié)池中水量達到一定液位高度后，通過提升泵定量提升到一體化污水處理設(shè)備。在一體化污水處理設(shè)備中首入酸堿中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進行酸堿中和，在此通過pH控制儀，利用計量泵準確投加一定量NaOH水溶液，調(diào)節(jié)pH值至8～9之間，在堿性條件下，廢水中的酸被中和，廢水中若含有鐵、鎘、銅、錳、鎳、鉛、鉻等重金屬離子則可與OH-發(fā)生化學反應生成氫氧化物沉淀。

酸堿中和池出水接著流入沉淀池，酸堿中和后產(chǎn)生的沉淀以及污水中其他懸浮物在沉淀池中通過泥水間的異向流動實現(xiàn)污泥與水的分離。

沉淀池出水進入消毒池，利用消毒加藥裝置向消毒池中定量加入二氧化氯消劑，充分滅除污水中的病原微生物。經(jīng)消毒后的廢水后進入多介質(zhì)過濾器，尚未被去除的細小懸浮物、微量金屬及極少量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物等，一部分通過石英砂以及具有巨大孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積的活性炭的吸咐、截留等物理、化學作用等去除，另一部則被附著在活性炭上的微生物膜中的厭氧、好氧及兼性菌等降解去除，活性炭截留吸咐，與微生物降解解吸的過程穿插、交替、循環(huán)進行。至此廢水即可達標排放。

整個廢水處理流程，通過自動控制系統(tǒng)控制，中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)有浮球液位控制儀，低液位自動停泵，高液位自動啟動，可基本實現(xiàn)無人值守。

工藝特點

1、　 采用中和沉淀、化學氧化、臭氧氧化、多介質(zhì)過濾等技術(shù)處理廢水中的各類污染物；

2、采用微電腦程序?qū)崟r監(jiān)測、控制廢水的水質(zhì)變化和處理流程，實現(xiàn)全天全自動運行，無需專人值守；

3、利用pH計、ORP計和進口計量泵準確控制投藥量，并設(shè)有液位控制、缺藥啟動緊急信號和自動排泥等裝置；

4、采用的充氧器，氣水接觸充分，反應

5、操作方便，運行穩(wěn)定，使用壽命長，運行、維護費用低;

6、占地面積小，可根據(jù)不同情況安置于室內(nèi)或室外;

a)高濃度有機廢液處理單元：對實驗室產(chǎn)生的有機廢液單獨收集，對于簡單易生化處理的有機廢液進行收集儲存，后續(xù)通過計量泵提升進入中和調(diào)節(jié)池，提高廢水的COD值，使廢水中的碳、氮、磷比例*加適合生化處理。高濃度難生化降解的有機廢液交由學校危廢處置中心集中處置。

b)一般實驗室廢水處理單元：一般實驗室廢水經(jīng)過下水管道收集后進入*格柵井，隔除大顆粒懸浮物，然后進入集水井，集水井中廢水經(jīng)過提升泵提升進入中和調(diào)節(jié)池。此處格柵柵距為5毫米，材質(zhì)為塑鋼。

c)重金屬離子廢水處理單元：將重金屬離子廢水單獨收集，然后進入去重反應池，投加適量的捕重劑，**攪拌，然后緩慢投加適量的PAM溶液，再慢速攪拌，廢水經(jīng)沉淀后，上清液進入集水井，含重金屬的污泥進入污泥池。污泥在濃縮池內(nèi)濃縮處理，上清液排放至集水井內(nèi)。濃縮污泥通過污泥泵打入污泥壓濾機進行脫水處理，污泥壓濾機產(chǎn)生的濾液進入集水井。泥餅干化后交由學校危廢處理中心安全處置。

d)廁所廢水處理單元：對實驗樓的廁所廢水進行收集，先經(jīng)過*二格柵井，隔除大塊懸浮物，然后進入化糞池進行厭氧預處理?；S池處理出水進入集水井。集水井內(nèi)廢水通過提升泵提升進入中和調(diào)節(jié)池。集水井內(nèi)設(shè)置超聲波液位器控制提升泵的啟停。此處格柵柵距為8毫米，材質(zhì)為塑鋼。中和調(diào)節(jié)池設(shè)置酸、堿投加裝置、pH在線監(jiān)測儀。由于試驗室排放的廢水時而是酸性，時而是堿性，因此需要對廢水進行中和調(diào)節(jié)后方可進入后續(xù)生化處理。中和調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置超聲波液位器控制提升泵的啟停。中和調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置預曝氣系統(tǒng)，對廢水進行預曝氣調(diào)節(jié)，使廢水水質(zhì)均勻。

e)水解酸化池：中和調(diào)節(jié)池對高濃度有機廢液、重金屬離子廢水、一般實驗室廢水及廁所廢水進行水質(zhì)調(diào)節(jié)、pH值調(diào)節(jié)。中和調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水通過提升泵提升進入水解酸化池。提升泵流量根據(jù)設(shè)計進水量確定。水解酸化池底部安裝穿孔布水管，使系統(tǒng)進水均勻，并起到一定的水力攪拌作用。水解酸化池內(nèi)設(shè)置潛水攪拌機，對池內(nèi)的廢水進行攪拌，增加水力流動性，提高生化處理效果。廢水經(jīng)過水解酸化池的處理，廢水中的大分子有機物水解成小分子易生化降解的有機物，提高廢水的可生化性。

f)好氧MBBR池：好氧MBBR池是廢水中的污染物去除較主要的場所，廢水中的污染物在富氧的條件下，被好氧微生物降解。MBBR工藝原理是通過向反應池中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡*加細小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個載體都為一個微型反應器，使硝化反應和反硝化反應同時存在，從而提高了處理效果。本系統(tǒng)MBBR池內(nèi)投加球形懸浮生物填料和粉末活性炭。球形懸浮生物填料的比重為0.92-0.95g/cm3，比表面積為500-800m2/m3，投料比為池容的50-70%，粉末活性炭目數(shù)為200-300目，充填比重為0.4-0.45g/cm3，投料比為池容的3-5%。好氧MBBR池過水孔設(shè)置格柵網(wǎng)防止球形懸浮生物填料流入后面沉淀池。好氧MBBR池內(nèi)設(shè)置曝氣裝置，另要在池子外部安裝鼓風曝氣設(shè)備。

南通實驗室一體化廢水處理設(shè)備處理方案

基于銅對人體有害的事實，應該將其從廢水中去除，以符合環(huán)保標準。目前已經(jīng)有多種化學和物理方法去除廢水中重金屬的含量，這些方法包括化學沉淀法、吸附法、離子交換法、電化學技術(shù)、膠結(jié)技術(shù)、膜處理技術(shù)和溶劑萃取等。通過對已有的研究成果分析發(fā)現(xiàn)，目前的去除廢水中的重金屬的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，效果較好。提出一種新型的面部復合吸附劑，以提高Cu(II)的檢測和去除廢水。文中對廢水初始pH、Cu(II)離子濃度、外來離子等幾個參數(shù)的吸附效率影響繼續(xù)研究，并通過實驗發(fā)現(xiàn)基于Langmuir吸附等溫線的重金屬吸附容量為176.27mg/g。研究電吸附去除有序介孔碳(OMC)電極上廢水中銅離子的性能。文中通過實驗發(fā)現(xiàn)在OMC電極上Cu(II)飽和吸附量在0.9V和pH=4時為56.62mg/g，該飽和吸附量接近于開路時吸附量的5倍。使用粉煤灰地質(zhì)聚合物去除銅，發(fā)現(xiàn)吸附容量(qm)發(fā)生在45℃，達到152mg/g。通過實驗研究了從化學機械平面化(CMP)廢水中微生物生物膜去除Cu+2。采用ZnS納米晶體(NCs)吸附劑去除廢水中的銅。該新型吸附劑一分鐘內(nèi)能夠達到99.0%以上的脫銅效率，并在實驗中該吸附劑對銅的飽和吸附容量達到約650mg/g.

一般來說，工業(yè)廢棄物的重金屬含量高于生活污水。因此，由于城市化進程緩慢以及未經(jīng)處理的工業(yè)廢水進入市政廢水系統(tǒng)，市政廢水中可能存在鎳、鉻、鉛、鎘、汞等有毒金屬。重金屬可以分為兩類：第一類包括鎘、汞和鉛對人類和動物對植物毒性較??；第二類包括鋅、鎳和銅，這類重金屬在過量濃度下對植物具有高毒性作用。第二類對人類和動物的影響更大。

另一方面，隨著城市化和工業(yè)化程度的提高，污水處理廠產(chǎn)生的污水污泥數(shù)量的增加也被認為是一個世界性的問題，需要高度重視。污泥的再利用被認為是一種有吸引力的選擇，也是最終以環(huán)保方式處理的途徑。目前的研究成果表明污水污泥是一種有前景的吸附劑，因為它具有低生產(chǎn)成本和高環(huán)境可持續(xù)性。使用污水污泥吸附劑作為初步處理已經(jīng)實現(xiàn)了超過50%的廢水中的重金屬去除，與活性炭等吸附劑相比，這將降低去除成本，同時，污泥也能夠以友好環(huán)保的方式得到有效重復利用。

基于上述考慮，提出一種使用污水污泥作為吸附劑和Cu+2作為被吸附物的吸附去除重金屬的思路。在實驗中，該吸附過程表現(xiàn)出可以通過物理吸附或化學吸附過程來進行的特征。吸附劑通過范德華力附著在吸附劑上，化學吸附可以通過與吸附劑的分子化學鍵合來實現(xiàn)。實驗中被吸附物的傳質(zhì)主要包括四個階段：對流、膜擴散、晶粒擴散和通過物理或化學鍵合的附著。吸附動力學主要通過膜擴散和晶粒擴散來控制。吸附劑具有外表面和內(nèi)表面，其內(nèi)表面代表所有孔隙的整個表面。最后通過對實驗數(shù)據(jù)證明了，使用污水污泥吸附重金屬銅的技術(shù)是可應用于去除廢水中非生物降解物質(zhì)的技術(shù)之一。