南通實(shí)驗(yàn)室一體化廢水處理設(shè)備處理方案

2.3 設(shè)計(jì)范圍

本方案設(shè)計(jì)范圍為污水處理工程的全部工藝設(shè)計(jì)，包括設(shè)備選型、安裝工程等直接工程和本工程的設(shè)計(jì)、調(diào)試、培訓(xùn)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(yùn)輸和供配電、供熱、采暖等輔助工程。

廢水來源及水量

本項(xiàng)目所處理的廢水為實(shí)驗(yàn)室廢水，污水中通常含有無機(jī)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?xì)浠衔铮簧镱愇廴疚镏饕?xì)菌、病毒等病原微生物。

主要種類有：

1）、無機(jī)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(tuán)(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(xì)菌、病毒、衣原體、支原體、真菌、布魯氏桿菌，炭疽桿菌等；

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

3.2 出水水質(zhì)

符合國家《GB8978-1996》標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求；
4 處理工藝的選擇

4.1實(shí)驗(yàn)室廢水的特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)室廢水的特點(diǎn)是：

①含有各種酸堿，需中和反應(yīng)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?xì)浠衔铮?/span>

④污水含毒、細(xì)菌等病原微生物。

4.2工藝流程

實(shí)驗(yàn)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(dāng)調(diào)節(jié)池中水量達(dá)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(jìn)行酸堿中和，在此通過pH控制儀，利用計(jì)量泵準(zhǔn)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(xué)反應(yīng)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(dòng)實(shí)現(xiàn)污泥與水的分離。

沉淀池出水進(jìn)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(jìn)入多介質(zhì)過濾器，尚未被去除的細(xì)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(xué)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(jìn)行。至此廢水即可達(dá)標(biāo)排放。

整個(gè)廢水處理流程，通過自動(dòng)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(dòng)停泵，高液位自動(dòng)啟動(dòng)，可基本實(shí)現(xiàn)無人值守。

工藝特點(diǎn)

1、　 采用中和沉淀、化學(xué)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(shí)監(jiān)測、控制廢水的水質(zhì)變化和處理流程，實(shí)現(xiàn)全天全自動(dòng)運(yùn)行，無需專人值守；

3、利用pH計(jì)、ORP計(jì)和進(jìn)口計(jì)量泵準(zhǔn)確控制投藥量，并設(shè)有液位控制、缺藥啟動(dòng)緊急信號(hào)和自動(dòng)排泥等裝置；

4、采用的充氧器，氣水接觸充分，反應(yīng)

5、操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長，運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)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(jī)廢液處理單元：對實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的有機(jī)廢液單獨(dú)收集，對于簡單易生化處理的有機(jī)廢液進(jìn)行收集儲(chǔ)存，后續(xù)通過計(jì)量泵提升進(jìn)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(jī)廢液交由學(xué)校危廢處置中心集中處置。

b)一般實(shí)驗(yàn)室廢水處理單元：一般實(shí)驗(yàn)室廢水經(jīng)過下水管道收集后進(jìn)入*格柵井，隔除大顆粒懸浮物，然后進(jìn)入集水井，集水井中廢水經(jīng)過提升泵提升進(jìn)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(dú)收集，然后進(jìn)入去重反應(yīng)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(jìn)入集水井，含重金屬的污泥進(jìn)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(jī)進(jìn)行脫水處理，污泥壓濾機(jī)產(chǎn)生的濾液進(jìn)入集水井。泥餅干化后交由學(xué)校危廢處理中心安全處置。

d)廁所廢水處理單元：對實(shí)驗(yàn)樓的廁所廢水進(jìn)行收集，先經(jīng)過*二格柵井，隔除大塊懸浮物，然后進(jìn)入化糞池進(jìn)行厭氧預(yù)處理。化糞池處理出水進(jìn)入集水井。集水井內(nèi)廢水通過提升泵提升進(jìn)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(yàn)室排放的廢水時(shí)而是酸性，時(shí)而是堿性，因此需要對廢水進(jìn)行中和調(diào)節(jié)后方可進(jìn)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(yù)曝氣系統(tǒng)，對廢水進(jìn)行預(yù)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(jī)廢液、重金屬離子廢水、一般實(shí)驗(yàn)室廢水及廁所廢水進(jìn)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(jìn)入水解酸化池。提升泵流量根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水量確定。水解酸化池底部安裝穿孔布水管，使系統(tǒng)進(jìn)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?dāng)嚢铏C(jī)，對池內(nèi)的廢水進(jìn)行攪拌，增加水力流動(dòng)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(jī)物水解成小分子易生化降解的有機(jī)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(yīng)池中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)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(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)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(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)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(fēng)曝氣設(shè)備。

南通實(shí)驗(yàn)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(shí)，應(yīng)該將其從廢水中去除，以符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。目前已經(jīng)有多種化學(xué)和物理方法去除廢水中重金屬的含量，這些方法包括化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、電化學(xué)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(fù)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(gè)參數(shù)的吸附效率影響繼續(xù)研究，并通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在OMC電極上Cu(II)飽和吸附量在0.9V和pH=4時(shí)為56.62mg/g，該飽和吸附量接近于開路時(shí)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(dá)到152mg/g。通過實(shí)驗(yàn)研究了從化學(xué)機(jī)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(dá)到99.0%以上的脫銅效率，并在實(shí)驗(yàn)中該吸附劑對銅的飽和吸附容量達(dá)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(jìn)程緩慢以及未經(jīng)處理的工業(yè)廢水進(jìn)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(dòng)物對植物毒性較小；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(dòng)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(rèn)為是一個(gè)世界性的問題，需要高度重視。污泥的再利用被認(rèn)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?yàn)樗哂械蜕a(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(shí)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(shí)，污泥也能夠以友好環(huán)保的方式得到有效重復(fù)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(shí)驗(yàn)中，該吸附過程表現(xiàn)出可以通過物理吸附或化學(xué)吸附過程來進(jìn)行的特征。吸附劑通過范德華力附著在吸附劑上，化學(xué)吸附可以通過與吸附劑的分子化學(xué)鍵合來實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)中被吸附物的傳質(zhì)主要包括四個(gè)階段：對流、膜擴(kuò)散、晶粒擴(kuò)散和通過物理或化學(xué)鍵合的附著。吸附動(dòng)力學(xué)主要通過膜擴(kuò)散和晶粒擴(kuò)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(gè)表面。最后通過對實(shí)驗(yàn)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(yīng)用于去除廢水中非生物降解物質(zhì)的技術(shù)之一。