CN203007063U

CN203007063U - 一种无机实验室废水综合处理装置

Info

Publication number: CN203007063U
Application number: CN 201220663184
Authority: CN
Inventors: 赵丽; 刘刚才; 王青; 王中琪; 贺玉晓; 魏雅丽; 向迎洪; 王成端
Original assignee: Southwest University of Science and Technology
Current assignee: Southwest Jiaotong University; Southwest University of Science and Technology
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2022-12-05

Abstract

本实用新型公开了属于无机实验室废水综合处理技术领域的一种无机实验室废水综合处理装置。该装置主要包括废水收集池、一级絮凝沉淀池、二级絮凝沉淀池、活性炭吸附塔、集水池、污泥浓缩池和一体式板框压滤机。本实用新型采用两级絮凝-活性炭吸附法处理实验室废水效果显著，可有效地去除废水中的有毒有害物质，改善污水的浊度，并有效降低了色度，减小了实验室排放的废水对环境的危害，是一种快速、低成本、工艺简单的处理实验室废水的有效途径。

Description

一种无机实验室废水综合处理装置

技术领域

本实用新型属于无机实验室废水综合处理技术领域，特别涉及一种无机实验室废水综合处理装置。

背景技术

中国的科研单位和高等院校进行的科研实验越来越深入和广泛，从实验室中排放的实验室废水相对增多，废水的水质也比较复杂。此类废水的排放周期不定，排放量也无规律性，且所含污染物成分较为复杂，除含有洗涤剂及常用溶剂等有机物外，还有较多的酸碱，有毒有害的有机物、三致物、酚和环境激素类物质等以及重金属，而且含有许多性质很难确定的新生物质。实验室废水具有生活污水和工业废水的综合性质，大量的实验室废水就如同工业废水和生活污水一样，会对环境造成严重的污染。现在，科研院所和大专院校实验室排放的废水通常是不经处理就混入生活污水排入城市污水管道，这样不仅会严重腐蚀管道，还会影响后续的城市污水的处理。

现有的无机实验室废水处理技术中，絮凝沉淀法是一种非常成熟的污水净化处理技术，适用于含重金属离子较多的无机实验室废水，此类沉淀具有很好的吸附作用和大的吸附容量，可以在去除重金属离子的同时去除一部分水中的其它污染物，从而降低废水的化学需氧量，提高废水的可生化性，故因其工艺简单、效率高、费用较低等优点而得到广泛应用。缺点是单次絮凝工艺受到废水pH值、温度、搅拌速度和时间、絮凝剂的用量等、絮凝剂本身的性质、经济效益以及絮凝剂本身的毒害性质对处理效果的影响。活性炭吸附法多用去除于用生物或物理、化学法不能去除的微量呈溶解状态的有机物，具有吸收污染物能力强、抗冲击负荷能力强，易于控制和管理、可重复利用的优点，被广泛应用于污废水处理的组合工艺中，在水处理技术中得到了较好的应用和发展。

现有的无机实验室废水处理技术有絮凝沉淀法、硫化物沉淀法、氧化还原中和沉淀法和活性炭吸附法。这些方法都是成熟的处理废水的技术，被广泛应用于实验室废水的处理。这些方法的缺点在于作为单一的处理手段应用于无机实验室废水的处理之中，每种处理技术都针对处理不同性质的废水，且需要进行废水的分类收集与预处理，不利于大量有毒有害无机实验室废水的集中处理，成熟的无机实验室废水的处理工艺尚少。目前也有针对化学实验室废水获得专利授权的处理方法，如CN101659504A主要是由内电解池、微电解池、生物吸附池和沉淀池构成；其缺点在于：1、只能处理废水中有限的污染物；2、处理水量有限；3、对污泥等没有专门的收集；4、工艺过程繁琐。

现有技术一的缺点

现有的处理技术是综合现有的、较成熟且经济实用的所有技术的基础上组合起来的有效的实验室无机废水处理工艺。但存在以下的缺点与不足：

（1）工艺过程较多，与工业废水处理基本相似，不利于实验室无机废水处理技术的广泛应用与推广。

（2）只能对分类好的实验室废水进行处理，对不能完全分类的废水处理效果不佳，处理效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于将两级絮凝和活性炭吸附的方法结合起来，提供一种组合简单合理、处理效率高、快速、能耗低和运行费用低的无机实验室废水处理装置。

使用两级絮凝+活性炭吸附的方法处理实验室无机废水，目的在于将絮凝和活性炭吸附这两种废水处理技术结合起来，提供一种组合合理、处理效率高、运行费用低、快速、工艺简单的二级絮凝活性炭处理无机实验室废水的装置。

本实用新型提供的无机实验室废水综合处理装置，其特征在于：该装置主要包括废水收集池、一级絮凝沉淀池、二级絮凝沉淀池、活性炭吸附塔、集水池、污泥浓缩池和一体式板框压滤机，其中，废水收集池中的废水经提升泵提升至一级絮凝沉淀池，一级絮凝沉淀池的出水再依次经过二级絮凝沉淀池和活性炭吸附塔后进入集水池，一级絮凝沉淀池和二级絮凝沉淀池的污泥进入污泥浓缩池，污泥经污泥提升泵提升到一体式板框压滤机中进行压滤。

上述装置中，一级絮凝沉淀池和二级絮凝沉淀池均由反应池和斜管沉淀池组成，废水进入反应池后再进入斜管沉淀池，然后流出；斜管沉淀池均由上清池和沉淀池组成，在沉淀池上部均设有一层水平倾角为60°的斜板。

上述装置中，一级絮凝沉淀池和二级絮凝沉淀池的反应池中均设有用以搅拌的搅拌器，在一级絮凝沉淀池的反应池中设有用以曝气的鼓风机。

采用本实用新型的装置进行无机实验室废水综合处理的工艺，通过以下方案来实现：

（1）废水进入废水收集池中进行混合；

（2）混合后的废水经一级絮凝沉淀池进行一级絮凝沉淀处理，絮凝沉淀池底部污泥收集到污泥池；

（3）一级絮凝处理后出水进入二级絮凝沉淀池进行二级絮凝处理，絮凝沉淀池底部污泥收集到污泥池；

（4）二级絮凝处理后出水进入活性炭吸附塔进行吸附处理；

（5）经活性炭吸附后出水送至集水池排放；

（6）污泥池中收集的污泥经脱水外运，脱出的水送至废水收集池。

二级絮凝沉淀+活性炭吸附废水处理工艺的原理是：由于铝盐和铁盐容易制得，价格比较经济，具有操作简单、费用低，受温度影响小，絮体对微生物的亲和力强，能有效地去除水中的悬浮物、胶体、好气性微生物等优点，广泛用于生活饮用水和各种工业给水的除浊、脱色和污水治理。聚合氯化铝(PAC)和硫酸亚铁（FeSO₄·7H₂O）都是传统的絮凝剂，所以作为絮凝剂有其通用性，得到广泛的应用。铁盐的沉淀区域远较铝盐的广泛，铁盐比铝盐具有更强的水解、聚合及沉淀的能力。铁盐的沉淀区域远较铝盐的宽广，这说明铁盐比铝盐具有更强的水解、聚合及沉淀能力。一级絮凝池中的废水性质多变、各种杂质较多，所以需要投加絮凝能力强的硫酸亚铁，而且硫酸亚铁适应的废水的pH值范围5.5～9.8，在调节一级絮凝的pH值絮凝处理后，净化后水的pH值与碱度变化幅度小，适合聚合氯化铝的适用pH值范围为5.0～9.8，这样就可以不用再调二级絮凝进水的pH值，可以有效地节约药品，也可以防止二次污染。活性炭的微孔结构很发达，吸附性能优良，是一种使用最广泛，也较为经济的吸附剂。我们利用活性炭的吸附性质、化学性质、催化性质和机械性质来有效地消除废水中残存的有机物、胶体粒子、微生物、余氯、痕量重金属等的有效方法，并可用来脱色和除臭。选择具有较大的吸附容量、较快的吸附速度、再生性能好、寿命长等特性的颗粒活性炭作为吸附材料，考虑到与前端絮凝处理工艺的结合，本试验使用的是下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐为重力降流式立地容器，水由灌顶进入、罐底流出。

一级絮凝使用浓度为100mg/L的硫酸亚铁做絮凝剂，处理过程中控制pH值在8.56～9.75的范围内，搅拌速度为80r/min，使曝气时间控制在20～30分钟的条件下，可以有效地去除污水中的重金属以及硫化物等污染物质；经过沉淀的废水从上部出水管进入二级絮凝沉淀池絮凝沉淀，使用浓度为50mg/L的聚合氯化铝作为絮凝剂，pH值控制在7.6～8.01的范围内，搅拌速度80r/min的条件下，可以有效地去除一级絮凝出水后废水中剩余的污染物质，使去除效果达到比较理想的效果；活性炭吸附塔采用下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐为重力降流式立地容器，水由灌顶进入、罐底流出，水利负荷控制在2.0～3.3L/m²·s，接触时间为20min，经活性炭吸附的废水，经底部收集管收集到集水池进行排放。从两级絮凝沉淀池下部收集的污泥及絮凝物排出到污泥浓缩池，浓缩后的污泥再用污泥处理系统板框压滤机处理后，干污泥外运进一步处理。

进一步的，一级絮凝投加絮凝剂硫酸亚铁（FeSO₄·7H₂O），控制废液的pH值在9.25左右，絮凝剂的投加浓度为100mg/L，搅拌速度为80r/min，曝气时间为30min。二级絮凝投加絮凝剂聚合氯化铝(PAC)，控制废液的pH值为7.82，絮凝剂的投加量为50mg/L，搅拌速度为80r/min。活性炭吸附塔采用下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐为重力降流式立地容器，水由灌顶进入、罐底流出，水利负荷控制在2.0～3.3L/m²·s，接触时间为20min。采用上述工艺无机实验室废水综合处理效果较好。

本实用新型技术方案带来的有益效果

本实用新型给出的处理装置实用性强，采用两级絮凝-活性炭吸附法处理实验室废水效果显著，可有效地去除废水中的有毒有害物质，改善污水的浊度，并有效降低了色度，减小了实验室排放的废水对环境的危害，是一种快速、低成本、工艺简单的处理实验室废水的有效途径。本实用新型与现有技术相比还具有如下的优点：

（1）采用本实用新型给出的处理装置处理实验室废水，利用两级絮凝-活性炭吸附法处理实验室废水工艺，采用的方法都是先在在废水处理领域的成熟工艺，技术的应用有很高的可靠性，这两种方法原理都比较简单，而且试验用的材料都廉价易得，对于现在各高校和科研院所的实验室来说，突破了原有的分类收集，简单处理的思维，综合处理实验室废水。

（2）采用的两级絮凝-活性炭吸附装置及方法处理排放量小、性质复杂、污染范围广、处理的难度的各种实验室废水，处理效果好，使污水中各项污染物的浓度都达到排放标准，降低了实验室废水对环境的危害，该处理方法是一种高效、低成本、工艺简单、具有推广应用价值的实验室废水综合治理方法。

附图说明

图1是无机实验室废水综合处理装置示意图；

图2是无机实验室废水综合处理装置中的一级絮凝沉淀池示意图；

图3是无机实验室废水综合处理装置中的二级絮凝沉淀池示意图；

图4是无机实验室废水综合处理装置中的活性炭吸附塔示意图；

图5是无机实验室废水综合处理工艺示意图；

图中标号： 1-废水收集池；2-一级絮凝沉淀池； 3-二级絮凝沉淀池； 4-活性炭吸附塔；5-集水池； 6-污泥浓缩池； 7-一体式板框压滤机。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

一种无机实验室废水综合处理装置，该装置主要包括废水收集池1、一级絮凝沉淀池2、二级絮凝沉淀池3、活性炭吸附塔4、集水池5、污泥浓缩池6和一体式板框压滤机7，其中，废水收集池1中的废水经提升泵提升至一级絮凝沉淀池2，一级絮凝沉淀池2的出水再依次经过二级絮凝沉淀池3和活性炭吸附塔4后进入集水池5，一级絮凝沉淀池2和二级絮凝沉淀池3的污泥进入污泥浓缩池6，污泥经污泥提升泵提升到一体式板框压滤机7中进行压滤。

一种无机实验室废水综合处理工艺，如图5所示，通过以下方案来实现：

（1）废水进入废水收集池中进行混合；

（4）二级絮凝处理后出水进入活性炭吸附塔进行吸附处理；

（5）经活性炭吸附后出水送至集水池排放；

一级絮凝投加絮凝剂硫酸亚铁（FeSO₄·7H₂O），控制废液的pH值在9.25左右，絮凝剂的投加浓度为100mg/L，搅拌速度为80r/min，曝气时间为30min。二级絮凝投加絮凝剂聚合氯化铝(PAC)，控制废液的pH值为7.82，絮凝剂的投加量为50mg/L，搅拌速度为80r/min。活性炭吸附塔采用下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐为重力降流式立地容器，水由灌顶进入、罐底流出，水利负荷控制在2.0～3.3L/m²·s，接触时间为20min。

本工艺中的斜管沉淀池的处理过程为：絮凝沉淀池分为反应池和斜管沉淀池两部分，通过管道接入絮凝池进行鼓风机鼓风曝气，通过配套的投药装置进行絮凝剂和pH调节液的投加。

参照附图，详细叙述如下：

收集废水置于废水收集池1中进行混合，后经提升泵把废水提升到一级絮凝沉淀池2，经进水口a进入反应池A，启动一级絮凝沉淀池中的搅拌器b，并从投药口c投入硫酸亚铁做絮凝剂、pH值调节剂等药剂，通过鼓风机经管道d进行曝气，在一级絮凝沉淀池2中发生絮凝反应生成絮胶状沉淀物。反应完成后，废水经过出水口e缓缓进入斜管沉淀池B，沉淀池上部设一层水平倾角为60°的斜板f，污泥及絮凝物沉积在斜管沉淀池B底部C，定期将斜管沉淀池底部C的排泥管g打开，让污泥及絮凝物进入污泥浓缩池6。进水时进水管上的控制阀为打开状态，在反应沉淀阶段为关闭状态。斜管沉淀池底部C的污泥收集管上的控制阀在处理阶段均为关闭状态，仅在污泥收集阶段为打开状态。

经一级絮凝后的废水，经过斜管沉淀池B上端的出水口h流出，进入二级絮凝沉淀池3的进水口i中的反应池D。启动二级絮凝沉淀池中的搅拌器j，并从投药口k投入聚合氯化铝做絮凝剂、pH值调节剂等药剂，在二级絮凝沉淀池3中发生絮凝反应生成絮胶状沉淀物。反应完成后，废水经过出水口y缓缓进入斜管沉淀池E，沉淀池上部设一层水平倾角为60°的斜板m，污泥及絮凝物沉积在斜管沉淀池F底部，定期将斜管沉淀池C底部的排泥管n打开，让污泥及絮凝物进入污泥浓缩池6。进水时进水管上的控制阀为打开状态，在反应沉淀阶段为关闭状态。斜管沉淀池底部F的污泥收集管上的控制阀在处理阶段均为关闭状态，仅在污泥收集阶段为打开状态。

经二级絮凝后的废水，经过斜管沉淀池E上端的出水口o流出，进入活性炭吸附塔4上端的进水口p。废水在活性炭吸附塔4中从上向下经过活性炭填充体G缓慢流动，滤液从净水排放管q直接排放入集水池5。对活性炭吸附塔4要进行定期反冲洗，反冲洗水从带控制阀的反冲洗管u进入活性炭吸附塔4，废水从上向下流动，反冲洗水从活性炭吸附塔4底部进入带控制阀的反冲洗出水管v进入废水收集池1。其中在反冲洗阶段，反冲洗进水管u和反冲洗出水管v上的控制阀为打开状态；上端进水口p和净水出水口q的控制阀为关闭状态。在非反冲洗阶段，反冲洗进水管u和反冲洗出水管v的控制阀为关闭状态，上端进水口p和净水出水口q的控制阀为打开状态。

经活性炭吸附后的净水进入集水池5，后排放入城市管网。从一级絮凝沉淀池2和二级絮凝沉淀池3下部收集的污泥及絮凝体经收集管进入污泥浓缩池6，污泥经污泥提升泵提升到一体式板框压滤机7压滤后外运进行专门处理。

采用上述工艺及装置处理废水，进水浓度：六价铬（Cr⁶⁺）＜0.194mg/L，锰（Mn）＜0.289mg/L，锌（Zn）＜0.339mg/L，铜（Cu²⁺）＜0.215mg/L，铁（Fe²⁺）＜1.283mg/L，硫化物＜0.141mg/L，苯胺＜0.119mg/L。

出水监测结果：硫酸亚铁（FeSO₄·7H₂O）和聚合氯化铝（PAC）结合的二级絮凝方法能有效地降低污水中的重金属和硫化物等其他污染物，二级使用聚合氯化铝（PAC）对一级絮凝中去除效果不好的Cr⁶⁺的去除效果显著，去除率达到90%。而活性炭对在前两级絮凝处理都无法达到处理效果的苯胺的去除效果最佳，去除率达到89.9%，全部达到国家要求的排放标准，改善污水的浊度，并有效降低了色度。絮凝温度、搅拌和曝气以及污水pH值调节范围一定的情况下，各种污染物的去除效果理想，多种污染物的去除率都在90%以上。两级絮凝-活性炭法处理实验室废水效果显著，可有效的去除水中的有毒有害物质。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种无机实验室废水综合处理装置，其特征在于：该装置主要包括废水收集池（1）、一级絮凝沉淀池（2）、二级絮凝沉淀池（3）、活性炭吸附塔（4）、集水池（5）、污泥浓缩池（6）和一体式板框压滤机（7），其中，废水收集池（1）中的废水经提升泵提升至一级絮凝沉淀池（2），一级絮凝沉淀池（2）的出水再依次经过二级絮凝沉淀池（3）和活性炭吸附塔（4）后进入集水池（5），一级絮凝沉淀池（2）和二级絮凝沉淀池（3）的污泥进入污泥浓缩池（6），污泥经污泥提升泵提升到一体式板框压滤机（7）中进行压滤。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：一级絮凝沉淀池和二级絮凝沉淀池均由反应池和斜管沉淀池组成，废水进入反应池后再进入斜管沉淀池，然后流出；斜管沉淀池均由上清池和沉淀池组成，在沉淀池上部均设有一层水平倾角为60°的斜板。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：一级絮凝沉淀池和二级絮凝沉淀池的反应池中均设有用以搅拌的搅拌器，在一级絮凝沉淀池的反应池中设有用以曝气的鼓风机。