專利名稱：一種實驗室廢水處理方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理的方法，具體涉及一種實驗室廢水處理的方法及 裝置。
背景技術：
由于實驗室廢水成分復雜，種類繁多，廢水量也無規(guī)律，導致用常規(guī)的技 術來處理實驗室廢水難度很大；并且在實驗室廢水建設中，作為精密的科研單 位，必須考慮周邊環(huán)境的相互協(xié)調(diào)。因此，實驗室廢水處理機的開發(fā)勢在必行。 從2005年開始，實驗室排放的廢水也納入管理范圍。目前，有些廠家開發(fā)了 相關的實驗室廢水處理裝置，采用的是工程廢水處理方面的技術，由于實驗室 廢水成本復雜，設備空間小，很難真正滿足科研單位的需要。目前實驗室廢水 處理機普遍采用pH計控制廢水的pH值，由于廢水量少，pH探頭控制的滯后 性，會導致控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)錯誤。另外，現(xiàn)有的設備通常使用常規(guī)氧化法處 理有機物，處理效率僅30%左右，并且藥劑量大。此外，在已有的實驗室廢水 處理設備中，很少對實驗室污泥進行處理，原因是污泥量少，找不到合適的簡 單的方法來處理這些污泥。但這些污泥毒性較大，特別是含重金屬的污泥，如 果直接排放，等于實驗室廢水處理機的重金屬并沒有得到處理。
李保標等人發(fā)明的"綜合廢水處理機"(中國發(fā)明專利申請公開說明書 CN101041536A)中利用沉淀，氧化，活性炭過濾和反滲透等技術進行實驗室 廢水的處理，但對沉淀的污泥并未進行處理，還存在活性炭容易飽和，在pH 控制系統(tǒng)中常常需要對pH探頭進行校正等問題。在其使用的反滲透技術中， 壓力大，動力消耗大，且反滲透膜需要經(jīng)常更換，對反滲透膜濃縮的廢水也沒 法合理有效的處理措施。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有實驗室廢水處理方法所存在的上述缺陷，本發(fā)明的首要目的是 提供一種實驗室廢水處理方法。
本發(fā)明的另一 目的實現(xiàn)上述方法的實驗室廢水處理裝置。上述方法及裝置可用于包括有機化工實驗室，制藥實驗室，疾控中心實驗 室，醫(yī)療機構實驗室，藥檢所實驗室等實驗室機構的廢水處理。 本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)
一種實驗室廢水處理方法，是將實驗室廢水依次經(jīng)過內(nèi)電解、微電解和生 物吸附的處理，處理的過程伴隨曝氣；并對廢水處理過程產(chǎn)生的污泥進行干化 處理，所述干化處理是利用曝氣過程中產(chǎn)生的氣體將污泥吹干。
為更好實現(xiàn)上述方法
所述內(nèi)電解所使用的內(nèi)電解材料優(yōu)選主要由鐵、碳、碳酸鈣和鎂組成，碳
粉與鐵粉比例在(L5 2.5): 1，這兩種組分占總個電解材料的50% 80%;
一般碳酸鈣的量是按照統(tǒng)計中廢水中含的酸的數(shù)量而定的，也即根據(jù)加藥的周
期，算出可能排放的總酸量，再乘以0.6的系數(shù)。
所述內(nèi)電解材料還可以包括微量的鎳、銅、鋅、鈦和鋯中的任一種或兩種 以上的混合物，加入量是根據(jù)廢水的性質(zhì)而設定的， 一般加量在1%左右。 所述電解材料優(yōu)選使用下述的方法制備，即是將各種組分按上述比例磨成
粉狀，粒度在200目以下，然后加入交聯(lián)劑(優(yōu)選聚苯乙烯)，制成粒度為0.1 0.63mm的圓形顆粒。交聯(lián)劑的用量優(yōu)選為內(nèi)電解材料總重量的3 5%。電解 材料烘干密閉保存，反應時間優(yōu)選為2 4小時。如上所述，此過程伴隨曝氣， 曝氣可以促進內(nèi)電解反應，也可以起攪拌作用。
在微電解步驟中，所述微電解的工作電壓一般為2 6v，催化電極優(yōu)選是 釕鈦網(wǎng)或釕鈦銥網(wǎng)。
在生物吸附步驟中，優(yōu)選是使用以多孔纖維素醚為主的填料進行吸附。 本發(fā)明還提供了一種實驗室廢水處理裝置，包括電控系統(tǒng)和廢水處理單 元，所述廢水處理單元包括依前后依次連接的集水池、內(nèi)電解池、微電解池、 生物吸附池和沉淀池；所述內(nèi)電解池、微電解池和生物吸附池中設有曝氣系統(tǒng)； 還設有污泥過濾池，污泥過濾池與沉淀池之間通過自動控制的污泥泵送系統(tǒng)連 接，所述內(nèi)電解池、微電解池和生物吸附池產(chǎn)生的氣體的出口設置在污泥過濾 池內(nèi)。
所述污泥過濾池優(yōu)選位于廢水處理單元之上，這種位置設置更便于廢水處 理單元因曝氣而產(chǎn)生的氣體用于吹干污泥過濾池中污泥。
廢水處理單元在沉淀池之后還可設有殺菌池，優(yōu)選使用臭氧殺菌的方式進行殺菌，之后還可設置一清水池，用于處理后廢水的稀釋。
利用本發(fā)明實驗室廢水的處理裝置處理廢水的基本原理如下 實驗室廢水首先通過內(nèi)電解池，廢水的酸與催化材料立即形成無數(shù)微電 池，在電池反應中，廢水中的酸被消耗，從而使得pH能自行調(diào)整到6左右， 同時在電池反應中，把有機物污染物迸行分解成簡單的低分子易降解有機物和 二氧化碳等；在微電解池中，經(jīng)過低壓催化電解的催化作用， 一些結(jié)構非常穩(wěn)
定的有機物，比如含二噁英，多環(huán)有機物，多氯取代物等，被徹底電解成小分 子化合物，比如小分子有機物，二氧化碳，硫酸鹽等，從而能夠降低廢水的
COD;生物吸附池可以實現(xiàn)有機物的快速處理，從而減少設備空間，當有機 物濃度較高時，有機物的清除以吸附為主；本發(fā)明的污泥過濾池設計為一種污 泥干化系統(tǒng)，通過壓力變送器，當沉淀池壓力變大時，給污泥泵一個信號，這 時啟動污泥泵，把污泥打到過濾系統(tǒng)，在過濾系統(tǒng)中，由于曝氣中多余的氧氣 和其他氣體與污泥的換熱，使污泥的失水較快，干化的污泥隨濾布一起作為固 體垃圾處理。
本發(fā)明的方法及其裝置與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果.-
(1) 本發(fā)明的方法可以針對不同pH的廢水進行自動處理，而不會出現(xiàn) 目前使用的用pH計來加酸加堿的技術中的滯后現(xiàn)象和探頭鈍化或者無法顯示 現(xiàn)象。在實驗室廢水中，pH的變化范圍很大，有時酸的濃度會達到5%或者更 高(比如礦產(chǎn)實驗室)，普通的pH計無法讀出pH在零以下的讀數(shù)，且在高濃 度酸情況下，探頭很容易鈍化。pH計另一個缺點是需要經(jīng)常校正，這樣導致 管理不方便。用pH計控制酸堿中和技術上，在工程上已普遍使用，但在實驗 室廢水處理機中，卻使用起來極其不方便。例如，在酸堿中和處理過程中，如 果廢水量少，由于控制的滯后，在達到需要的酸堿度后，加藥系統(tǒng)管道中還有 部分酸或者堿，導致加藥量過多的假象。系統(tǒng)會馬上啟用相反的堿或者酸，形 成惡性循環(huán)，造成藥劑的浪費，并產(chǎn)生額外的排廢負擔。而在本系統(tǒng)談到的 pH中和技術，在酸性情況下，發(fā)生內(nèi)電解反應，自動耗掉酸。在堿性情況下， 反應很慢，對藥劑幾乎不消耗。真正能夠達到實驗室廢水中和處理的效果。
(2) 本發(fā)明的微電解技術，工業(yè)領域由于投資成本太高無法使用。但在 實驗室廢水中，用戶都能接受。該技術對于再復雜的有機廢水，有機金屬廢水 都能處理，并且能把COD降到很低。(3) 本發(fā)明的生物吸附池中，利用的是纖維素醚填料，其既可以起吸附 作用，又可以起生物降COD的效果。在COD濃度較高時，吸附性能可以把 有機物快速吸附，使廢水達標。當COD濃度較低時，生物技術為主，把吸附 的有機物慢慢分解，就象牛吃草的"反芻" 一樣。在本發(fā)明使用的纖維素醚， 對生物的醚有很好的親和作用，使得生物膜很厚，同時可以起到好氧，缺氧， 厭氧的效果。
(4) 本發(fā)明提到的污泥處理技術，充分利用攪拌和曝氣過程釋放的氣體 的能量，使污泥得到干化。


圖1為本發(fā)明一種優(yōu)選地處理有機實驗室廢水時的工藝流程圖。 圖2是本發(fā)明的有機實驗室廢水處理裝置的外形結(jié)構示意圖。 圖3為本發(fā)明廢水處理單元中各處理池的平面布置圖。
其中主要的附圖標記如下
1- 觸摸屏控制箱
2- 污泥過濾池
3- 溢流孔
4- 廢水處理單元
5- 排氣孔
6- 泵柜
7- 集水池
8- 內(nèi)電解池
9- 微電解池
10- 生物吸附池
11- 沉淀池
12- 殺菌池
13- 清水池
61- 提升泵
62- 反沖洗泵
63- 污泥泵。
具體實施方式
以下為本發(fā)明優(yōu)選的實施例，以助于進一步理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施 方式不限于此。
圖1是本發(fā)明的方法在處理有機實驗室廢水時的一種優(yōu)選的工藝流程圖。
如圖所示，實驗室廢水流入集水池7，通過液位控制開關，把實驗室廢水通過 提升泵6把廢水抽到廢水處理單元4，依次經(jīng)過內(nèi)電解池8、微電解池9和生 物吸附池10的處理，處理的過程伴隨曝氣；經(jīng)上述處理的廢水進入沉淀池11 進行沉淀，形成污泥層。經(jīng)過在沉淀池11的沉淀后，廢水再經(jīng)過殺菌池12的 消毒，達標的廢水經(jīng)出口排出。
對沉淀池11中產(chǎn)生的污泥的干化處理，通過壓力變送器的控制，當沉淀 池11壓力變大時，給污泥泵一個信號，這時啟動污泥泵，把污泥打到污泥過 濾系統(tǒng)2，在污泥過濾系統(tǒng)2中，來自曝氣過程中多余的氧氣和其他氣體對污 泥進行吹干，使污泥的失水較快，干化的污泥隨濾布一起作為固體垃圾定期處 理。
圖2示出了實現(xiàn)上述工藝的一種具體裝置的外形圖。該裝置設置為一方形 結(jié)構，占地面積小，可以放在實驗底層的樓梯間下，也可以放在地下室，或者 埋在地底下。如圖所示，該裝置頂部設置有一個觸摸屏控制箱1，采用PLC 自動控制。污泥過濾池2設置在裝置的頂層，排氣孔5位于整個裝置的頂端。 其下為廢水處理單元4，交界處設有一個溢流孔3，裝置的泵送系統(tǒng)集中收納 在泵柜6中。
廢水處理單元4的平面布置如圖3所示。廢水處理單元4的中間為生物吸 附池10。集水池7，內(nèi)電解池8和微電解池9，位于生物吸附池10的一側(cè)， 集水池7經(jīng)由提升泵61與內(nèi)電解池8連通，內(nèi)電解池8、電解池9、生物吸附 池10依次連通；沉淀池ll，殺菌池12和清水池13依次連通，位于生物吸附 池10的另一側(cè)，生物吸附池10與沉淀池11連通。生物吸附池10還連有一個 反沖洗泵62，沉淀池11經(jīng)由污泥泵63與污泥沉淀池2連通。
利用本發(fā)明的裝置處理廢水時，廢水首先進入集水池7，當集水池7的液 位達到設定的高位時，通過浮球控制開關或者壓力變送器開關，控制提升泵 61的開啟，把廢水抽到內(nèi)電解池8中，并使廢水逆流通過內(nèi)電解池8，然后流 到微電解池9中，在微電解池9中充分反應后，通過自流流到生物吸附池10. 其中內(nèi)電解池8，微電解池9和生物吸附池10都需要曝氣，利用這些排出的氣體吹污泥過濾單元2的污泥，使污泥干化。生物吸附池10中設有壓力控制
開關，當廢水阻力增加時，自動開啟反沖洗泵62，生物吸附池10的廢水通過
自流到沉淀池ll，使污泥得到沉淀，從沉淀池ll中設立了虹吸控制系統(tǒng)或者
壓力變送器，當污泥增加到一定量時，壓力增加，這時污泥泵63開啟，把污 泥打到污泥過濾池2。沉淀池11的上清液自流到殺菌池12。殺菌后的水經(jīng)過 清水池13排到下水道。
裝置中的污泥過濾池2的結(jié)構主要是包括由支撐網(wǎng)及支架支撐的過濾網(wǎng) (濾網(wǎng)上可附有濾布)，從沉淀池ll泵送的污泥置于過濾網(wǎng)上，底部廢水處理 單元4曝氣過程產(chǎn)生的氣體透過過濾網(wǎng)的空隙作用于污泥，過程中產(chǎn)生的液體 通過出水管路流入到生物吸附池10中。污泥干化后，連同濾布一起作為固體 垃圾處理掉。
實施例l
1、 目標廢水
處理廢水為進出口檢驗局實驗過程產(chǎn)生的廢水，廢水處理量為2噸/天。 進水COD變化很大，在100 8000mg/L之間，pH變化范圍是0 7。廢水的 主要成分為有機物，并含微量有機鉛，錳，銅，鋅，鉻等。
2、 工藝參數(shù)
使用如圖2和圖3所示的裝置，具體的工藝參數(shù)如下
(1) 污泥過濾池2:厚度為10cm，每次處理量按1 3個月來設計。
(2) 集水池7:在集水池中設置高液位和低液位，高液^:離地面700mm， 低液位離地面100mm，采用壓力變送控制系統(tǒng)控制。當水位在高液位時，自 動開啟提升泵和曝氣泵。當在低液位時，停止提升泵和曝氣泵。
(3) 內(nèi)電解池8:
電解材料是由碳酸鈣，鐵粉，碳粉，磷酸鎂鹽，銅粉和二氧化鈦粉組成，
其中各組分的比例分別為20%， 50%， 25%， 4.4%， 0.3%， 0.3%。
電解材料的制備方法將碳酸鈣，鐵粉，碳粉，磷酸鎂鹽，銅粉，二氧化
鈦粉按比例磨成粉狀，粒度在200目以下，然后加入4%電解材料重量的聚苯 乙烯作為交聯(lián)劑，制成粒度為0.1 0.63mm的圓形顆粒。
電解條件在酸性條件下，發(fā)生電池反應，生成無數(shù)的原電池，使得有機此外，在內(nèi)電解池中按每月補充5kg碳酸鹽，水力停留時間為2小時。
(4) 微電解池9:
電極釕鈦電極，用穩(wěn)流電壓3v，反應時間為3小時。 生物吸附池10: 填料多孔纖維素醚。
(5) 殺菌池12:使用臭氧殺菌裝置通過延時開關進行控制。 3、廢水處理的效果
從檢測結(jié)果可以看出，該方法可以耐廢水負荷沖擊，出水能穩(wěn)定達標。
、目進水內(nèi)電解出水微電解池出生物吸附池出水
CODCrCODCr水CODCrCODCr
運行時flK(mg/1)(mg/1)(mg/l)(mg/1)
i天3002065012
2天2089140026048
3天54237313032
10天7994491236352
ll天102854312
12天56438125842
l月4103218816
2月2001767015
3月2531787215
實施例2 1、目標廢水
在二噁英研究室中，不定期會排放一些含二噁英廢水，該廢水毒性很強，
幾乎沒法生化，很難被氧化。二噁英含量在2 2000嗎/L， CODo在100mg/L 左右，pH在弱酸性。 2、工藝參數(shù)
使用如圖2和圖3所示的裝置，具體的工藝參數(shù)如下-
(1) 污泥過濾池2:同實施例1 。
(2) 集水池7:同實施例1。(3) 內(nèi)電解池8:同實施例l。
電解材料碳酸鈣(2%)，鐵粉(60%)，碳粉(28%)，磷酸鎂鹽(3%)， 聚苯乙烯(4%)， 二氧化鈦(3%)。
電解材料的制備方法將碳酸鈣，鐵粉，碳粉，磷酸鎂鹽，銅粉，二氧化
鈦粉按比例磨成粉狀，粒度在200目以下，然后加入4%電解材料重量的聚苯 乙烯作為交聯(lián)劑，制成粒度為0.1 0.63mm的圓形顆粒。 電解條件在pH為4左右進行原電池反應。
(4) 微電解池9:
電極電解條件，在釕鈦銥催化電極的作用下，電壓控制在3V，電流在
io毫安條件下，進行電解。
(5) 生物吸附池10: 填料多孔纖維素醚。
(6) 殺菌池12:使用臭氧殺菌裝置通過延時開關進行控制。 3、廢水處理的效果
在排放中幾乎無法檢測出二噁英。這是由于通過多維催化內(nèi)電解和催化微 電解，可以把打破大部分二噁英分子結(jié)構，再通過生物吸附作用，剩余的二噁 英被吸附，再在其他碳源的共作用下，被生化，使得二噁英被處理。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種實驗室廢水處理方法，其特征在于是將實驗室廢水依次經(jīng)過內(nèi)電解、微電解和生物吸附的處理，處理的過程伴隨曝氣；并對廢水處理過程產(chǎn)生的污泥進行干化處理，所述干化處理是利用曝氣過程中產(chǎn)生的氣體將污泥吹干。
2、 根據(jù)權利要求1所述的實驗室廢水處理方法，其特征在于所述內(nèi)電 解所使用的內(nèi)電解材料主要由鐵、碳、碳酸鈣和鎂組成。
3、 根據(jù)權利要求2所述的所述的實驗室廢水處理方法，其特征在于所 述內(nèi)電解材料還包括鎳、銅、鋅、鈦和鋯中的任一種或兩種以上的混合物。
4、 根據(jù)權利要求2或3所述的實驗室廢水處理方法，其特征在于所述 內(nèi)電解材料由如下方法制得將各種組分磨成粉狀，粒度在200目以下，然后加入交聯(lián)劑，制成粒度為0.1 0.63mm的圓形顆粒。
5、 根據(jù)權利要求4所述的實驗室廢水處理方法，其特征在于所述交聯(lián) 劑為聚苯乙烯，所述交聯(lián)劑的用量為內(nèi)電解材料總重量的3 5%。
6、 根據(jù)權利要求1所述的實驗室廢水處理方法，其特征在于所述微電 解的工作電壓為2 6v，催化電極是釕鈦網(wǎng)或釕鈦銥網(wǎng)。
7、 根據(jù)權利要求1所述的實驗室廢水處理方法，其特征在于所述生物 吸附是使用以多孔纖維素醚為主的填料進行吸附。
8、 一種實驗室廢水處理裝置，包括電控系統(tǒng)和廢水處理單元，其特征在于所述廢水處理單元包括前后依次連接的集水池、內(nèi)電解池、微電解池、生 物吸附池和沉淀池，所述內(nèi)電解池、微電解池和生物吸附池中設有曝氣系統(tǒng)； 還設有污泥過濾池，污泥過濾池與沉淀池之間通過自動控制的污泥泵送系統(tǒng)連 接，所述內(nèi)電解池、微電解池和生物吸附池產(chǎn)生的氣體的出口設置在污泥過濾 池內(nèi)。
9、 根據(jù)權利要求8所述的實驗室廢水處理裝置，其特征在于所述污泥 過濾池位于廢水處理單元之上。
10、 根據(jù)權利要求S所述的實驗室廢水處理裝置，其特征在于所述裝置 在沉淀池之后還設有殺菌池。
全文摘要
本發(fā)明涉及實驗室廢水的處理，具體公開了一種實驗室廢水處理方法及裝置。該方法是將實驗室廢水依次經(jīng)過內(nèi)電解、微電解和生物吸附的處理，處理的過程伴隨曝氣；并對廢水處理過程產(chǎn)生的污泥進行干化處理，所述干化處理是利用曝氣過程中產(chǎn)生的氣體將污泥吹干。裝置包括電控系統(tǒng)和廢水處理單元，所述廢水處理單元包括依前后依次連接的內(nèi)電解池、微電解池、生物吸附池和沉淀池，所述內(nèi)電解池、微電解池和生物吸附池中設有曝氣系統(tǒng)；此外，設置污泥過濾池用于處理污泥。本發(fā)明的方法及裝置可以廣泛用于各類有機化工實驗室廢水的處理。
文檔編號C02F9/14GK101659504SQ20091019220
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權日2009年9月9日
發(fā)明者周建華, 周瑞興, 王瑞敏, 超 羅, 黃少斌 申請人:周瑞興