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山東國敖環(huán)保工程有限公司
主營產(chǎn)品：地埋一體化污水處理設備、MBR膜一體化設備、氣浮機、一體化凈水器、機械格柵、石英砂過濾器、厭氧塔、螺旋脫泥機、二氧化氯發(fā)生器、次氯酸鈉發(fā)生器、緩釋消毒器、PAM\PAC加藥裝置、刮泥機、板換反沖洗裝置 ... |
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實驗室污水處理詳細方案分享
2023-3-18 閱讀(315)
我公司根據(jù)項目特點，依據(jù)國家設計規(guī)范和同類工程調(diào)研及工程實踐經(jīng)驗，本著處理達標、經(jīng)濟環(huán)保的原則，完成該方案設計。
本設計方案針對實驗室廢水處理，由于實驗室排出的廢水COD、BOD、SS及大腸桿菌類的菌等水質指標超出水污染物排放限值中要求，為了保護周圍的水體環(huán)境，達到環(huán)保要求，建設一座污水處理系統(tǒng)，以滿足目前污水治理達標要求。
01
設計依據(jù)
2、《污水綜合排放標準》（GB8979-1996），一級標準；
3、《環(huán)境工程手冊》；
4、《室外排水設計規(guī)范》（GBJ14-87）；
5、《建筑給排水設計規(guī)范》（GBJ15-88）；
6、電氣設計遵照國家標準及有關設計規(guī)定；
7、《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》GB3096-93；
8、《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ93-86）；
9、《通用電器設備配電設計規(guī)范》（ GB50055— 93）；
10、《現(xiàn)場設備工業(yè)管道焊接施工及驗收規(guī)范》（GB50236—98）；
11、《 污水泵型式和基本參數(shù)》（ JB/T6534— 1993）；
12、《污水排入下水道水質標準》（ CJ3058-1999）；
13、《工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（ GB5005— 95）；
14、業(yè)主提供的污水水質、水量等基礎資料；
15、企業(yè)污水處理站建設要求及我公司承建的同類工程的實際參數(shù)和經(jīng)驗。
02
設計原則
2、污水處理工程力求占地面積小、投資省、運行能耗低，處理效果好、操作管理簡單，運行穩(wěn)定可靠；
3、污水處理設施在運行上有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，以適應水質水量的變化；
4、設計時充分考慮廢水處理站的二次污染的防治，對配套設備的降噪、減振有相應措施，廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)干化處理后，金屬泥由冶煉廠回收金屬金屬，從而避免對環(huán)境造成二次污染；使得污水處理站能夠成為廠區(qū)的亮點設施；
5、選用性能可靠、效果好，能耗低的設備；
6、自動化控制程度高，降低操作員工的勞動強度。
進出水水質設計要求
根據(jù)公司提供的數(shù)據(jù)，廢水產(chǎn)生量約為120m/a，該方案設計污水處理系統(tǒng)污水處理能力為1m/h，運行時間5小時每次。采用序批式處理方法，即廢水貯存量達到5m時就集中處理一次。
進水水質
污水主要污染物指標為大腸桿菌類、pH、CDD、BOD等，根據(jù)提供的水質及參考類似廢水水質
04
工藝流程選擇及確定
離子交換法
離子交換法的原理是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法，常用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現(xiàn)的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力。
離子交換法除金屬工藝的特點是：a．除金屬，工業(yè)含金屬廢水可實現(xiàn)達標排放。b．對環(huán)境污染危害小，污泥少。c．離子交換樹脂的使用壽命長達5年以上，可經(jīng)再生反復使用。d．離子交換裝置占地面積小e.離子交換法的缺點是一次性投資比較大，且再生成本高和再生液處理也存在一定的困難。
沉淀法
沉淀法是工業(yè)處理含金屬廢水的一種重要工藝，主要分為化學沉淀法和物理沉淀法，化學沉淀法主要是選擇合適的化學沉淀劑將金屬離子轉化為不溶性的金屬鹽與無機顆粒一起沉降。物理沉淀法主要是絮凝沉淀法，選擇主要的絮凝劑使金屬離子變成中性的微粒，在分子的作用下，加快沉降速度，實現(xiàn)固液分離。
1) 化學沉淀法
化學沉淀法是目前使用較為普遍的方法。其又可以分為a．氫氧化物沉淀法．b．硫化物沉淀法；c．碳酸鹽沉淀法等等。所用沉淀劑有：石灰、燒堿、硫化鹽、純堿以及磷酸鹽。其中氫氧化物沉淀法應用較多（優(yōu)點是污泥少）。重金屬離子與0H離子能否生成難溶的氫氧化物沉淀，取決于溶液中重金屬離子的濃度和0H的濃度。的氫氧化金屬沉淀發(fā)生在pH值為9.2-9.5時，在此pH值范圍內(nèi)處理的排水，金屬含量為O.01-0.03mg／L，在更高的pH值時會出現(xiàn)反溶現(xiàn)象，氫氧化物沉淀形成的效果急速下降，所以控制好pH值是本方法的關鍵。硫化物沉淀法是向溶液中投入硫化鈉等沉淀劑，使中的Pb生成Pbs沉淀，Pbs溶解度很小，其溶度積為3.48*10-28，在熱水中幾乎不溶，每除去lmg金屬離子理論上只需加入0．1544mg硫離子。磷酸鹽沉淀法是以NaP0。作沉淀劑，生成Pb(p0)：沉淀。其在水中的溶解度很小。有利于從廢水中沉淀析出。
2) 絮凝法
利用向廢水中投加絮凝劑的方法，捕捉重金屬，形成與廢水中雜質粒子帶相仿電荷的膠體，然后靠重力沉降予以分離，目前國內(nèi)常用的絮凝劑有金屬鹽類和高分子聚合物兩大類。前者主要有鋁鹽和鐵鹽，后者主要有聚丙烯酞胺等。
吸附法
吸附法也是一種常用的含金屬廢水處理工藝，根據(jù)它的作用機理的不同也可以分為物理吸附法和生物吸附法。
1) 物理吸附法
物理吸附法是利用吸附劑特殊的物理化學性質，如較高的表面活性、較大的比表面積、特殊的微孔結構等。常用的吸附劑有改性膨潤土、粉煤灰、沸石、陶土、活性炭等。這種處理工藝具有除金屬效率高、成本適中、不造成二次污染的特點，因此具有良好的使用前景，特別是對一些吸附劑的改性之后處理效果更加可觀。
2) 生物吸附法
微生物對重金屬具有很強的親和吸附性能，通過物理化學作用將重金屬吸附在胞外聚合物的結合點上，從而從水中去除，活的和死的微生物對重金屬離子都有較強的吸附能力。這些微生物主要有藻類、真菌、細菌等。該法以其原材料來源豐富、成本低、吸附速度快、吸附量大、選擇性好、無毒、無害、無二次污染等特點正受到越來越多的重視。
電解法
電解法的原理是重金屬離子在陰極表面得到電子而被還原為金屬。電解法處理廢水一般無需加入很多化學藥品，處理簡單、占地面積小、管理方便、污泥量小，所以被稱為清潔處理法。這種方法可直接得到純金屬，可以回收使用重金屬。三維電極電解法的提出是電解法的革新，使得含金屬廢水通過點解法的深度進化成為可能。三維電極電解法通過增大電極表面積實現(xiàn)低電流密度下電解，減小了濃差極化，從而提高了電流效率。目前使用三維電極電解處理廢水中的Cu“已經(jīng)取得了較好的效果，并已應用于實踐中。R-CWjdener等人使用網(wǎng)狀玻璃炭電極對酸性含金屬廢水進行了研究，在一O．8 V(vs．SCE)的電位下，使用O．5moL／L硼酸作緩沖溶液，得出最佳條件是陰極孔隙率80 ppi，流速240L／h。可使初始濃度為50mg／L的含金屬廢水降至0.1mg／L，電流效率還可達到14％。實現(xiàn)了含金屬廢水的深度凈化。電解法目前處理含金屬廢水難度較大，能耗高，但很有潛力。此方法在國內(nèi)外尚處于研究階段。
本公司綜合上述處理方法，結合實際，本設計方案采用斜板沉淀工藝，所采用的金屬酸廢水處理系統(tǒng)可使車間產(chǎn)生的含酸、含金屬廢水的處理指標符合國家環(huán)保排放標準要求，處理裝置借鑒了的電氣控制技術，引進富有實踐經(jīng)驗環(huán)保技術人員參與建設和管理，工藝可靠先進，操作簡單方便，排放穩(wěn)定達標，主要體現(xiàn)以下幾個方面：
1）、采用了三級 pH 調(diào)節(jié)處理工藝，使進入斜板沉淀池的 pH 值較為恒定，從而為實現(xiàn)高效的處理創(chuàng)造有利的條件；
2）、主體設備設計采用了斜板沉淀池沉淀；
3）、后級處理采用石英砂過濾，活性炭吸附；
4）、設備采用PH調(diào)節(jié)控制處理，再由斜板沉淀器進行沉淀處理，最終使廢水達標。
5）、污泥采用箱式壓濾機干化，干化時間短，成餅效率高。
采用可靠的工業(yè)微機，可編程控制器對泵、閥門等控制對象，實現(xiàn)時鐘、水位、恒壓自動投入運作。
05
工藝的選擇
根據(jù)廢水的檢測了解實驗室廢水的有害物質如下：
（1）酸堿pH值：硝酸、鹽酸、硫酸、雙氧水、氯化鈣等，因為含酸廢水會影響整個處理系統(tǒng)，因此預處理設置酸堿中和槽。
（2）有機類廢水：有機溶劑、石油類、油脂類物質、糖類、蛋白質、多環(huán)芳烴、鹵代烴、甲苯、酚類、烷類、烯烴、酮、醚、醛等，有機物會被強氧化劑芬頓試劑氧化而使CODcr降低。后端再加活性炭罐吸附，進一步去除有機物出水濃度。
（3）生物類廢水：細菌、病毒、衣原體、螺旋體、真菌、布魯士桿菌、炭疽桿菌等病毒。病菌如果不慎排入自然界，會對人類生活、身體健康造成危害。因此必須有效的殺死病原體。本方案采用二氧化氯來殺死各類病原體。
綜上所述，本方案處理工藝確定為“調(diào)節(jié)池+酸堿中和槽+芬頓塔+絮凝沉淀槽+活性炭罐+二氧化氯消毒"的主體工藝。
06
07
工藝流程說明
1）調(diào)節(jié)池排放的污水通過自流進入調(diào)節(jié)池蓄積，調(diào)節(jié)池的主要作用是均勻水質、穩(wěn)定水量，它能有效緩減來水大小、濃度不均所帶來的沖擊，保證后續(xù)處理連續(xù)、穩(wěn)定地進行。
2）酸堿中和槽
由于實驗室污水的 pH 值是根據(jù)實際情況確定，保證后續(xù)系統(tǒng)進水需要的pH 值，前段進水前需要進行pH 值調(diào)節(jié)，使污水pH達到6.5-7.5之間，滿足后續(xù)處理工藝的進水要求。
3）芬頓反應塔
當污水進入芬頓反應塔后，通過加入一定比例的過氧化氫及試劑，能形成芬頓反應的環(huán)境，生成的羥基自由基具有的氧化性，能將大部分難降解的大分子有機物質分解成小分子物質等。
4）出水罐
由于水量較小，經(jīng)過芬頓氧化后的出水自流進入儲水罐，進行水質和水量的蓄積，后續(xù)再集中提升到下一步的處理系統(tǒng)進行處理。
5）絮凝反應槽
絮凝反應槽根據(jù)實際情況可設計成三部分，絮凝反應池、沉淀池、消毒池。通過頭家PAC\PAM試劑能在水中形成大面積膠體，吸附大部分金屬離子及大分子有機物質，確保后端出水指標。
沉淀污泥集中在下端泥抖，通過水的重力壓縮，最終排出收集處理，上清液通過溢流堰收集進入清水池，通過投機二氧化氯消毒，殺滅水體中病毒及細菌物質，能確保出水達標。
6）活性炭罐
活性炭是水處理中的吸附劑，具有良好的吸附性能和化學穩(wěn)定性，不易破碎，氣流阻力小，常用的有粉末狀和粒狀，該工藝利用活性炭巨大的比表面積，充分吸附廢水中的微量殘磷和其他污染成分。進一步降低水中污染物質指標。
08
處理效果預測
根據(jù)廢水的特性，并結合推薦采取的處理工藝，就各處理單元對幾種污染物的處理效果預測見下表：
