專利名稱：一種無機實驗室廢水綜合處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于無機實驗室廢水綜合處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無機實驗室廢水綜合處理裝置。
背景技術(shù)：
中國的科研單位和高等院校進行的科研實驗越來越深入和廣泛，從實驗室中排放的實驗室廢水相對增多，廢水的水質(zhì)也比較復(fù)雜。此類廢水的排放周期不定，排放量也無規(guī)律性，且所含污染物成分較為復(fù)雜，除含有洗滌劑及常用溶劑等有機物外，還有較多的酸堿，有毒有害的有機物、三致物、酚和環(huán)境激素類物質(zhì)等以及重金屬，而且含有許多性質(zhì)很難確定的新生物質(zhì)。實驗室廢水具有生活污水和工業(yè)廢水的綜合性質(zhì)，大量的實驗室廢水就如同工業(yè)廢水和生活污水一樣，會對環(huán)境造成嚴重的污染?，F(xiàn)在，科研院所和大專院校實驗室排放的廢水通常是不經(jīng)處理就混入生活污水排入城市污水管道，這樣不僅會嚴重腐蝕管道，還會影響后續(xù)的城市污水的處理。現(xiàn)有的無機實驗室廢水處理技術(shù)中，絮凝沉淀法是一種非常成熟的污水凈化處理技術(shù)，適用于含重金屬離子較多的無機實驗室廢水，此類沉淀具有很好的吸附作用和大的吸附容量，可以在去除重金屬離子的同時去除一部分水中的其它污染物，從而降低廢水的化學需氧量，提高廢水的可生化性，故因其工藝簡單、效率高、費用較低等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。缺點是單次絮凝工藝受到廢水PH值、溫度、攪拌速度和時間、絮凝劑的用量等、絮凝劑本身的性質(zhì)、經(jīng)濟效益以及絮凝劑本身的毒害性質(zhì)對處理效果的影響?；钚蕴课椒ǘ嘤萌コ谟蒙锘蛭锢?、化學法不能去除的微量呈溶解狀態(tài)的有機物，具有吸收污染物能力強、抗沖擊負荷能力強，易于控制和管理、可重復(fù)利用的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于污廢水處理的組合工藝中，在水處理技術(shù)中得到了較好的應(yīng)用和發(fā)展。現(xiàn)有的無機實驗室廢水處理技術(shù)有絮凝沉淀法、硫化物沉淀法、氧化還原中和沉淀法和活性炭吸附法。這些方法都是成熟的處理廢水的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于實驗室廢水的處理。這些方法的缺點在于作為單一的處理手段應(yīng)用于無機實驗室廢水的處理之中，每種處理技術(shù)都針對處理不同性質(zhì)的廢水，且需要進行廢水的分類收集與預(yù)處理，不利于大量有毒有害無機實驗室廢水的集中處理，成熟的無機實驗室廢水的處理工藝尚少。目前也有針對化學實驗室廢水獲得專利授權(quán)的處理方法，如CN101659504A主要是由內(nèi)電解池、微電解池、生物吸附池和沉淀池構(gòu)成；其缺點在于:1、只能處理廢水中有限的污染物；2、處理水量有限；3、對污泥等沒有專門的收集；4、工藝過程繁瑣。現(xiàn)有技術(shù)一的缺點現(xiàn)有的處理技術(shù)是綜合現(xiàn)有的、較成熟且經(jīng)濟實用的所有技術(shù)的基礎(chǔ)上組合起來的有效的實驗室無機廢水處理工藝。但存在以下的缺點與不足:( I)工藝過程較多，與工業(yè)廢水處理基本相似，不利于實驗室無機廢水處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用與推廣。(2)只能對分類好的實驗室廢水進行處理，對不能完全分類的廢水處理效果不佳， 處理效率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于將兩級絮凝和活性炭吸附的方法結(jié)合起來，提供一種組合簡單合理、處理效率高、快速、能耗低和運行費用低的無機實驗室廢水處理裝置。使用兩級絮凝+活性炭吸附的方法處理實驗室無機廢水，目的在于將絮凝和活性炭吸附這兩種廢水處理技術(shù)結(jié)合起來，提供一種組合合理、處理效率高、運行費用低、快速、工藝簡單的二級絮凝活性炭處理無機實驗室廢水的裝置。本實用新型提供的無機實驗室廢水綜合處理裝置，其特征在于:該裝置主要包括廢水收集池、一級絮凝沉淀池、二級絮凝沉淀池、活性炭吸附塔、集水池、污泥濃縮池和一體式板框壓濾機，其中，廢水收集池中的廢水經(jīng)提升泵提升至一級絮凝沉淀池，一級絮凝沉淀池的出水再依次經(jīng)過二級絮凝沉淀池和活性炭吸附塔后進入集水池，一級絮凝沉淀池和二級絮凝沉淀池的污泥進入污泥濃縮池，污泥經(jīng)污泥提升泵提升到一體式板框壓濾機中進行壓濾。上述裝置中，一級絮凝沉淀池和二級絮凝沉淀池均由反應(yīng)池和斜管沉淀池組成，廢水進入反應(yīng)池后再進入斜管沉淀池，然后流出；斜管沉淀池均由上清池和沉淀池組成，在沉淀池上部均設(shè)有一層水平傾角為60°的斜板。上述裝置中，一級絮凝沉淀池和二級絮凝沉淀池的反應(yīng)池中均設(shè)有用以攪拌的攪拌器，在一級絮凝沉淀池的反應(yīng)池中設(shè)有用以曝氣的鼓風機。采用本實用新型的裝置進行無機實驗室廢水綜合處理的工藝，通過以下方案來實現(xiàn):(I)廢水進入廢水收集池中進行混合；(2)混合后的廢水經(jīng)一級絮凝沉淀池進行一級絮凝沉淀處理，絮凝沉淀池底部污泥收集到污泥池；(3)—級絮凝處理后出水進入二級絮凝沉淀池進行二級絮凝處理，絮凝沉淀池底部污泥收集到污泥池；(4) 二級絮凝處理后出水進入活性炭吸附塔進行吸附處理；(5)經(jīng)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經(jīng)脫水外運，脫出的水送至廢水收集池。二級絮凝沉淀+活性炭吸附廢水處理工藝的原理是:由于鋁鹽和鐵鹽容易制得，價格比較經(jīng)濟，具有操作簡單、費用低，受溫度影響小，絮體對微生物的親和力強，能有效地去除水中的懸浮物、膠體、好氣性微生物等優(yōu)點，廣泛用于生活飲用水和各種工業(yè)給水的除濁、脫色和污水治理。聚合氯化鋁(PAC)和硫酸亞鐵(FeSO4.7H20)都是傳統(tǒng)的絮凝劑，所以作為絮凝劑有其通用性，得到廣泛的應(yīng)用。鐵鹽的沉淀區(qū)域遠較鋁鹽的廣泛，鐵鹽比鋁鹽具有更強的水解、聚合及沉淀的能力。鐵鹽的沉淀區(qū)域遠較鋁鹽的寬廣，這說明鐵鹽比鋁鹽具有更強的水解、聚合及沉淀能力。一級絮凝池中的廢水性質(zhì)多變、各種雜質(zhì)較多，所以需要投加絮凝能力強的硫酸亞鐵，而且硫酸亞鐵適應(yīng)的廢水的PH值范圍5.5 9.8，在調(diào)節(jié)一級絮凝的PH值絮凝處理后，凈化后水的pH值與堿度變化幅度小，適合聚合氯化鋁的適用PH值范圍為5.0 9.8，這樣就可以不用再調(diào)二級絮凝進水的pH值，可以有效地節(jié)約藥品，也可以防止二次污染?；钚蕴康奈⒖捉Y(jié)構(gòu)很發(fā)達，吸附性能優(yōu)良，是一種使用最廣泛，也較為經(jīng)濟的吸附劑。我們利用活性炭的吸附性質(zhì)、化學性質(zhì)、催化性質(zhì)和機械性質(zhì)來有效地消除廢水中殘存的有機物、膠體粒子、微生物、余氯、痕量重金屬等的有效方法，并可用來脫色和除臭。選擇具有較大的吸附容量、較快的吸附速度、再生性能好、壽命長等特性的顆?；钚蕴孔鳛槲讲牧?，考慮到與前端絮凝處理工藝的結(jié)合，本試驗使用的是下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐為重力降流式立地容器，水由灌頂進入、罐底流出。一級絮凝使用濃度為100mg/L的硫酸亞鐵做絮凝劑，處理過程中控制pH值在8.56 9.75的范圍內(nèi)，攪拌速度為80r/min，使曝氣時間控制在20 30分鐘的條件下，可以有效地去除污水中的重金屬以及硫化物等污染物質(zhì)；經(jīng)過沉淀的廢水從上部出水管進入二級絮凝沉淀池絮凝沉淀，使用濃度為50mg/L的聚合氯化鋁作為絮凝劑，pH值控制在7.6 8.01的范圍內(nèi)，攪拌速度80r/min的條件下，可以有效地去除一級絮凝出水后廢水中剩余的污染物質(zhì)，使去除效果達到比較理想的效果；活性炭吸附塔采用下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐為重力降流式立地容器，水由灌頂進入、罐底流出，水利負荷控制在2.0 3.3L/m2 *s，接觸時間為20min，經(jīng)活性炭吸附的廢水，經(jīng)底部收集管收集到集水池進行排放。從兩級絮凝沉淀池下部收集的污泥及絮凝物排出到污泥濃縮池，濃縮后的污泥再用污泥處理系統(tǒng)板框壓濾機處理后，干污泥外運進一步處理。進一步的，一級絮凝投加絮凝劑硫酸亞鐵(FeSO4.7Η20)，控制廢液的pH值在9.25左右，絮凝劑的投加濃度為100mg/L，攪拌速度為80r/min，曝氣時間為30min。二級絮凝投加絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)，控制廢液的pH值為7.82，絮凝劑的投加量為50mg/L，攪拌速度為80r/min。活性炭吸附塔采用下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐為重力降流式立地容器，水由灌頂進入、罐底流出，水利負荷控制在2.0 3.3L/m2.s，接觸時間為20min。采用上述工藝無機實驗室廢水綜合處理效果較好。本實用新型技術(shù)方案帶來的有益效果本實用新型給出的處理裝置實用性強，采用兩級絮凝-活性炭吸附法處理實驗室廢水效果顯著，可有效地去除廢水中的有毒有害物質(zhì)，改善污水的濁度，并有效降低了色度，減小了實驗室排放的廢水對環(huán)境的危害，是一種快速、低成本、工藝簡單的處理實驗室廢水的有效途徑。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比還具有如下的優(yōu)點:(I)采用本實用新型給出的處理裝置處理實驗室廢水，利用兩級絮凝-活性炭吸附法處理實驗室廢水工藝，采用的方法都是先在在廢水處理領(lǐng)域的成熟工藝，技術(shù)的應(yīng)用有很高的可靠性，這兩種方法原理都比較簡單，而且試驗用的材料都廉價易得，對于現(xiàn)在各高校和科研院所的實驗室來說，突破了原有的分類收集，簡單處理的思維，綜合處理實驗室廢水。(2)采用的兩級絮凝-活性炭吸附裝置及方法處理排放量小、性質(zhì)復(fù)雜、污染范圍廣、處理的難度的各種實驗室廢水，處理效果好，使污水中各項污染物的濃度都達到排放標準，降低了實驗室廢水對環(huán)境的危害，該處理方法是一種高效、低成本、工藝簡單、具有推廣應(yīng)用價值的實驗室廢水綜合治理方法。

圖1是無機實驗室廢水綜合處理裝置示意圖；[0029]圖2是無機實驗室廢水綜合處理裝置中的一級絮凝沉淀池示意圖；圖3是無機實驗室廢水綜合處理裝置中的二級絮凝沉淀池示意圖；圖4是無機實驗室廢水綜合處理裝置中的活性炭吸附塔示意圖；圖5是無機實驗室廢水綜合處理工藝示意圖；圖中標號:1-廢水收集池；2-—級絮凝沉淀池；3-二級絮凝沉淀池；4-活性炭吸附塔；5-集水池；6-污泥濃縮池；7-—體式板框壓濾機。
具體實施方式
下面的實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。一種無機實驗室廢水綜合處理裝置，該裝置主要包括廢水收集池1、一級絮凝沉淀池2、二級絮凝沉淀池3、活性炭吸附塔4、集水池5、污泥濃縮池6和一體式板框壓濾機7，其中，廢水收集池I中的廢水經(jīng)提升泵提升至一級絮凝沉淀池2，一級絮凝沉淀池2的出水再依次經(jīng)過二級絮凝沉淀池3和活性炭吸附塔4后進入集水池5，一級絮凝沉淀池2和二級絮凝沉淀池3的污泥進入污泥濃縮池6，污泥經(jīng)污泥提升泵提升到一體式板框壓濾機7中進行壓濾。上述裝置中，一級絮凝沉淀池和二級絮凝沉淀池均由反應(yīng)池和斜管沉淀池組成，廢水進入反應(yīng)池后再進入斜管沉淀池，然后流出；斜管沉淀池均由上清池和沉淀池組成，在沉淀池上部均設(shè)有一層水平傾角為60°的斜板。上述裝置中，一級絮凝沉淀池和二級絮凝沉淀池的反應(yīng)池中均設(shè)有用以攪拌的攪拌器，在一級絮凝沉淀池的反應(yīng)池中設(shè)有用以曝氣的鼓風機。一種無機實驗室廢水綜合處理工藝，如圖5所示，通過以下方案來實現(xiàn):( I)廢水進入廢水收集池中進行混合；( 2)混合后的廢水經(jīng)一級絮凝沉淀池進行一級絮凝沉淀處理，絮凝沉淀池底部污泥收集到污泥池；(3) 一級絮凝處理后出水進入二級絮凝沉淀池進行二級絮凝處理，絮凝沉淀池底部污泥收集到污泥池；(4) 二級絮凝處理后出水進入活性炭吸附塔進行吸附處理；(5)經(jīng)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經(jīng)脫水外運，脫出的水送至廢水收集池。一級絮凝投加絮凝劑硫酸亞鐵(FeSO4.7Η20)，控制廢液的pH值在9.25左右，絮凝劑的投加濃度為100mg/L，攪拌速度為80r/min，曝氣時間為30min。二級絮凝投加絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)，控制廢液的pH值為7.82，絮凝劑的投加量為50mg/L，攪拌速度為80r/min0活性炭吸附塔采用下降流式活性炭吸附塔，活性炭吸附罐為重力降流式立地容器，水由灌頂進入、罐底流出，水利負荷控制在2.0 3.3L/m2.s，接觸時間為20min。本工藝中的斜管沉淀池的處理過程為:絮凝沉淀池分為反應(yīng)池和斜管沉淀池兩部分，通過管道接入絮凝池進行鼓風機鼓風曝氣，通過配套的投藥裝置進行絮凝劑和PH調(diào)節(jié)液的投加。參照附圖，詳細敘述如下:[0048]收集廢水置于廢水收集池I中進行混合，后經(jīng)提升泵把廢水提升到一級絮凝沉淀池2，經(jīng)進水口 a進入反應(yīng)池A，啟動一級絮凝沉淀池中的攪拌器b，并從投藥口 c投入硫酸亞鐵做絮凝劑、PH值調(diào)節(jié)劑等藥劑，通過鼓風機經(jīng)管道d進行曝氣，在一級絮凝沉淀池2中發(fā)生絮凝反應(yīng)生成絮膠狀沉淀物。反應(yīng)完成后，廢水經(jīng)過出水口 e緩緩進入斜管沉淀池B，沉淀池上部設(shè)一層水平傾角為60°的斜板f，污泥及絮凝物沉積在斜管沉淀池B底部C，定期將斜管沉淀池底部C的排泥管g打開，讓污泥及絮凝物進入污泥濃縮池6。進水時進水管上的控制閥為打開狀態(tài)，在反應(yīng)沉淀階段為關(guān)閉狀態(tài)。斜管沉淀池底部C的污泥收集管上的控制閥在處理階段均為關(guān)閉狀態(tài)，僅在污泥收集階段為打開狀態(tài)。經(jīng)一級絮凝后的廢水，經(jīng)過斜管沉淀池B上端的出水口 h流出，進入二級絮凝沉淀池3的進水口 i中的反應(yīng)池D。啟動二級絮凝沉淀池中的攪拌器j，并從投藥口 k投入聚合氯化鋁做絮凝劑、PH值調(diào)節(jié)劑等藥劑，在二級絮凝沉淀池3中發(fā)生絮凝反應(yīng)生成絮膠狀沉淀物。反應(yīng)完成后，廢水經(jīng)過出水口 y緩緩進入斜管沉淀池E，沉淀池上部設(shè)一層水平傾角為60°的斜板m，污泥及絮凝物沉積在斜管沉淀池F底部，定期將斜管沉淀池C底部的排泥管η打開，讓污泥及絮凝物進入污泥濃縮池6。進水時進水管上的控制閥為打開狀態(tài)，在反應(yīng)沉淀階段為關(guān)閉狀態(tài)。斜管沉淀池底部F的污泥收集管上的控制閥在處理階段均為關(guān)閉狀態(tài)，僅在污泥收集階段為打開狀態(tài)。經(jīng)二級絮凝后的廢水，經(jīng)過斜管沉淀池E上端的出水口 O流出，進入活性炭吸附塔4上端的進水口 P。廢水在活性炭吸附塔4中從上向下經(jīng)過活性炭填充體G緩慢流動，濾液從凈水排放管q直接排放入集水池5。對活性炭吸附塔4要進行定期反沖洗，反沖洗水從帶控制閥的反沖洗管u進入活性炭吸附塔4，廢水從上向下流動，反沖洗水從活性炭吸附塔4底部進入帶控制閥的反沖洗出水管V進入廢水收集池I。其中在反沖洗階段，反沖洗進水管u和反沖洗出水管V上的控制閥為打開狀態(tài)；上端進水口 P和凈水出水口 q的控制閥為關(guān)閉狀態(tài)。在非反沖洗階段，反沖洗進水管u和反沖洗出水管V的控制閥為關(guān)閉狀態(tài)，上端進水口 P和凈水出水口 q的控制閥為打開狀態(tài)。經(jīng)活性炭吸附后的凈水進入集水池5，后排放入城市管網(wǎng)。從一級絮凝沉淀池2和二級絮凝沉淀池3下部收集的污泥及絮凝體經(jīng)收集管進入污泥濃縮池6，污泥經(jīng)污泥提升泵提升到一體式板框壓濾機7壓濾后外運進行專門處理。采用上述工藝及裝置處理廢水，進水濃度:六價鉻(Cr6+) < 0.194mg/L，錳(Mn)< 0.289mg/L，鋅(Zn) < 0.339mg/L,銅(Cu2+) < 0.215mg/L,鐵(Fe2+) < 1.283mg/L,硫化物< 0.141mg/L，苯胺 < 0.119 mg/L。出水監(jiān)測結(jié)果:硫酸亞鐵(FeSO4.7Η20)和聚合氯化鋁(PAC)結(jié)合的二級絮凝方法能有效地降低污水中的重金屬和硫化物等其他污染物，二級使用聚合氯化鋁(PAC)對一級絮凝中去除效果不好的Cr6+的去除效果顯著，去除率達到90%。而活性炭對在前兩級絮凝處理都無法達到處理效果的苯胺的去除效果最佳，去除率達到89.9%，全部達到國家要求的排放標準，改善污水的濁度，并有效降低了色度。絮凝溫度、攪拌和曝氣以及污水PH值調(diào)節(jié)范圍一定的情況下，各種污染物的去除效果理想，多種污染物的去除率都在90%以上。兩級絮凝-活性炭法處理實驗室廢水效果顯著，可有效的去除水中的有毒有害物質(zhì)。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求1.一種無機實驗室廢水綜合處理裝置，其特征在于:該裝置主要包括廢水收集池(I)、一級絮凝沉淀池(2)、二級絮凝沉淀池(3)、活性炭吸附塔(4)、集水池(5)、污泥濃縮池(6)和一體式板框壓濾機(7)，其中，廢水收集池(I)中的廢水經(jīng)提升泵提升至一級絮凝沉淀池(2)，一級絮凝沉淀池(2)的出水再依次經(jīng)過二級絮凝沉淀池(3)和活性炭吸附塔(4)后進入集水池(5 )，一級絮凝沉淀池(2 )和二級絮凝沉淀池(3 )的污泥進入污泥濃縮池(6 )，污泥經(jīng)污泥提升泵提升到一體式板框壓濾機(7)中進行壓濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:一級絮凝沉淀池和二級絮凝沉淀池均由反應(yīng)池和斜管沉淀池組成，廢水進入反應(yīng)池后再進入斜管沉淀池，然后流出；斜管沉淀池均由上清池和沉淀池組成，在沉淀池上部均設(shè)有一層水平傾角為60°的斜板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:一級絮凝沉淀池和二級絮凝沉淀池的反應(yīng)池中均設(shè)有用以攪拌的攪拌器，在一級絮凝沉淀池的反應(yīng)池中設(shè)有用以曝氣的鼓風機。
專利摘要本實用新型公開了屬于無機實驗室廢水綜合處理技術(shù)領(lǐng)域的一種無機實驗室廢水綜合處理裝置。該裝置主要包括廢水收集池、一級絮凝沉淀池、二級絮凝沉淀池、活性炭吸附塔、集水池、污泥濃縮池和一體式板框壓濾機。本實用新型采用兩級絮凝-活性炭吸附法處理實驗室廢水效果顯著，可有效地去除廢水中的有毒有害物質(zhì)，改善污水的濁度，并有效降低了色度，減小了實驗室排放的廢水對環(huán)境的危害，是一種快速、低成本、工藝簡單的處理實驗室廢水的有效途徑。
文檔編號C02F1/52GK203007063SQ20122066318
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者趙麗, 劉剛才, 王青, 王中琪, 賀玉曉, 魏雅麗, 向迎洪, 王成端 申請人:西南科技大學