南通实验室一体化废水处理设备处理方案

南通实验室一体化废水处理设备处理方案

2.3 设计范围

本方案设计范围为污水处理工程的全部工艺设计，包括设备选型、安装工程等直接工程和本工程的设计、调试、培训等间接工程；但不包括污水处理工程土建施工、外部供电、引水、排水和绿化、道路等辅助工程，也暂不考虑污水处理站的通讯、交通运输和供配电、供热、采暖等辅助工程。

废水来源及水量

本项目所处理的废水为实验室废水，污水中通常含有无机类污染物有硫酸、硝酸、盐酸、烧碱、铬、锌、锰、铜、铁等酸、碱、盐和重金属离子等；农业生产体系物污染物主要有烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛等农业生产体系碳氢化合物；生物类污染物主要含细菌、病毒等病原微生物。

主要种类有：

1）、无机物类废水：重金属离子、酸碱PH值、卤素离子及其他非金属离子等；a、重金属离子：汞、镉、铬、铅、锰、银、镍、锌、铜、铝、砷等金属阳离子以及处于络合状态的重金属离子团(Cr2O7)2-、(CuCN) -、(AuCN)- 、(Ptcl6)2-等；b、酸碱PH值:硝酸、盐酸、硫酸、双氧水、氯化钙等；

2）、农业生产体系物类废水：农业生产体系溶剂、石油类、油脂类物质、糖类、蛋白质、多环芳烃、卤代烃、甲苯，，烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛、农业生产体系磷农药等；

3）、生物类废水：细菌、病毒、衣原体、支原体、真菌、布鲁氏杆菌，炭疽杆菌等；

该项目每天产生的废水约为40L/d，故设计废水处理能力40L/d。

3.2 出水水质

符合国家《GB8978-1996》标准三级排放标准相关要求；
4 处理工艺的选择

4.1实验室废水的特点

实验室废水的特点是：

①含有各种酸碱，需中和反应至弱碱性；

②废水中含有大量的铬、锌、锰、铜、铁重金属离子，需沉淀去除。

③含有烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛等农业生产体系碳氢化合物；

④污水含毒、细菌等病原微生物。

4.2工艺流程

实验室清洗废水经收集系统收集后首先进入调节池，调节水量、均化水质，当调节池中水量达到一定液位高度后，通过提升泵定量提升到一体化污水处理设备。在一体化污水处理设备中首先进入酸碱中和调节系统，进行酸碱中和，在此通过pH控制仪，利用计量泵准确投加一定量NaOH水溶液，调节pH值至8～9之间，在碱性条件下，废水中的酸被中和，废水中若含有铁、镉、铜、锰、镍、铅、铬等重金属离子则可与OH-发生化学反应生成氢氧化物沉淀。

酸碱中和池出水接着流入沉淀池，酸碱中和后产生的沉淀以及污水中其他悬浮物在沉淀池中通过泥水间的异向流动实现污泥与水的分离。

沉淀池出水进入消毒池，利用消毒加药装置向消毒池中定量加入二氧化氯消剂，充分灭除污水中的病原微生物。经消毒后的废水后进入多介质过滤器，尚未被去除的细小悬浮物、微量金属及极少量的农业生产体系物等，一部分通过石英砂以及具有巨大孔隙结构和比表面积的活性炭的吸咐、截留等物理、化学作用等去除，另一部则被附着在活性炭上的微生物膜中的厌氧、好氧及兼性菌等降解去除，活性炭截留吸咐，与微生物降解解吸的过程穿插、交替、循环进行。至此废水即可达标排放。

整个废水处理流程，通过自动控制系统控制，中和调节系统设有浮球液位控制仪，低液位自动停泵，高液位自动启动，可基本实现无人值守。

工艺特点

1、　 采用中和沉淀、化学氧化、臭氧氧化、多介质过滤等技术处理废水中的各类污染物；

2、采用微电脑程序实时监测、控制废水的水质变化和处理流程，实现全天全自动运行，无需专人值守；

3、利用pH计、ORP计和进口计量泵准确控制投药量，并设有液位控制、缺药启动紧急信号和自动排泥等装置；

4、采用先进的充氧器，气水接触充分，反应

5、操作方便，运行稳定，使用寿命长，运行、维护费用低;

6、占地面积小，可根据不同情况安置于室内或室外;

a)高浓度有机废液处理单元：对实验室产生的有机废液单独收集，对于简单易生化处理的有机废液进行收集储存，后续通过计量泵提升进入中和调节池，提高废水的COD值，使废水中的碳、氮、磷比例*加适合生化处理。高浓度难生化降解的有机废液交由学校危废处置中心集中处置。

b)一般实验室废水处理单元：一般实验室废水经过下水管道收集后进入*格栅井，隔除大颗粒悬浮物，然后进入集水井，集水井中废水经过提升泵提升进入中和调节池。此处格栅栅距为5毫米，材质为塑钢。

c)重金属离子废水处理单元：将重金属离子废水单独收集，然后进入去重反应池，投加适量的捕重剂，**搅拌，然后缓慢投加适量的PAM溶液，再慢速搅拌，废水经沉淀后，上清液进入集水井，含重金属的污泥进入污泥池。污泥在浓缩池内浓缩处理，上清液排放至集水井内。浓缩污泥通过污泥泵打入污泥压滤机进行脱水处理，污泥压滤机产生的滤液进入集水井。泥饼干化后交由学校危废处理中心安全处置。

d)厕所废水处理单元：对实验楼的厕所废水进行收集，先经过*二格栅井，隔除大块悬浮物，然后进入化粪池进行厌氧预处理。化粪池处理出水进入集水井。集水井内废水通过提升泵提升进入中和调节池。集水井内设置超声波液位器控制提升泵的启停。此处格栅栅距为8毫米，材质为塑钢。中和调节池设置酸、碱投加装置、pH在线监测仪。由于试验室排放的废水时而是酸性，时而是碱性，因此需要对废水进行中和调节后方可进入后续生化处理。中和调节池内设置超声波液位器控制提升泵的启停。中和调节池内设置预曝气系统，对废水进行预曝气调节，使废水水质均匀。

e)水解酸化池：中和调节池对高浓度有机废液、重金属离子废水、一般实验室废水及厕所废水进行水质调节、pH值调节。中和调节池内废水通过提升泵提升进入水解酸化池。提升泵流量根据设计进水量确定。水解酸化池底部安装穿孔布水管，使系统进水均匀，并起到一定的水力搅拌作用。水解酸化池内设置潜水搅拌机，对池内的废水进行搅拌，增加水力流动性，提高生化处理效果。废水经过水解酸化池的处理，废水中的大分子有机物水解成小分子易生化降解的有机物，提高废水的可生化性。

f)好氧MBBR池：好氧MBBR池是废水中的污染物去除较主要的场所，废水中的污染物在富氧的条件下，被好氧微生物降解。MBBR工艺原理是通过向反应池中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡*加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。本系统MBBR池内投加球形悬浮生物填料和粉末活性炭。球形悬浮生物填料的比重为0.92-0.95g/cm3，比表面积为500-800m2/m3，投料比为池容的50-70%，粉末活性炭目数为200-300目，充填比重为0.4-0.45g/cm3，投料比为池容的3-5%。好氧MBBR池过水孔设置格栅网防止球形悬浮生物填料流入后面沉淀池。好氧MBBR池内设置曝气装置，另要在池子外部安装鼓风曝气设备。

南通实验室一体化废水处理设备处理方案

基于铜对人体有害的事实，应该将其从废水中去除，以符合环保标准。目前已经有多种化学和物理方法去除废水中重金属的含量，这些方法包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、电化学技术、胶结技术、膜处理技术和溶剂萃取等。通过对已有的研究成果分析发现，目前的去除废水中的重金属的技术已经较为成熟，效果较好。提出一种新型的面部复合吸附剂，以提高Cu(II)的检测和去除废水。文中对废水初始pH、Cu(II)离子浓度、外来离子等几个参数的吸附效率影响继续研究，并通过实验发现基于Langmuir吸附等温线的最大重金属吸附容量为176.27mg/g。研究电吸附去除有序介孔碳(OMC)电极上废水中铜离子的性能。文中通过实验发现在OMC电极上Cu(II)饱和吸附量在0.9V和pH=4时为56.62mg/g，该饱和吸附量接近于开路时吸附量的5倍。使用粉煤灰地质聚合物去除铜，发现最大吸附容量(qm)发生在45℃，达到152mg/g。通过实验研究了从化学机械平面化(CMP)废水中微生物生物膜去除Cu+2。采用ZnS纳米晶体(NCs)吸附剂去除废水中的铜。该新型吸附剂一分钟内能够达到99.0%以上的脱铜效率，并在实验中该吸附剂对铜的饱和吸附容量达到约650mg/g.

一般来说，工业废弃物的重金属含量高于生活污水。因此，由于城市化进程缓慢以及未经处理的工业废水进入市政废水系统，市政废水中可能存在镍、铬、铅、镉、汞等有毒金属。重金属可以分为两类：第一类包括镉、汞和铅对人类和动物对植物毒性较小；第二类包括锌、镍和铜，这类重金属在过量浓度下对植物具有高毒性作用。第二类对人类和动物的影响更大。

另一方面，随着城市化和工业化程度的提高，污水处理厂产生的污水污泥数量的增加也被认为是一个世界性的问题，需要高度重视。污泥的再利用被认为是一种有吸引力的选择，也是最终以环保方式处理的最佳途径。目前的研究成果表明污水污泥是一种有前景的吸附剂，因为它具有低生产成本和高环境可持续性。使用污水污泥吸附剂作为初步处理已经实现了超过50%的废水中的重金属去除，与活性炭等吸附剂相比，这将降低去除成本，同时，污泥也能够以友好环保的方式得到有效重复利用。

基于上述考虑，提出一种使用污水污泥作为吸附剂和Cu+2作为被吸附物的吸附去除重金属的思路。在实验中，该吸附过程表现出可以通过物理吸附或化学吸附过程来进行的特征。吸附剂通过范德华力附着在吸附剂上，化学吸附可以通过与吸附剂的分子化学键合来实现。实验中被吸附物的传质主要包括四个阶段：对流、膜扩散、晶粒扩散和通过物理或化学键合的附着。吸附动力学主要通过膜扩散和晶粒扩散来控制。吸附剂具有外表面和内表面，其内表面代表所有孔隙的整个表面。最后通过对实验数据证明了，使用污水污泥吸附重金属铜的技术是可应用于去除废水中非生物降解物质的技术之一。