申请日2012.12.05
公开(公告)日2013.02.27
IPC分类号C02F11/12; C02F9/04
摘要
本发明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工艺。本发明采用两级絮凝-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。
权利要求书
1.一种无机实验室废水综合处理工艺，其特征在于该工艺如下：
(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。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：
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p H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;
二级絮凝使用浓度为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;
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。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：一级絮凝投加絮凝剂硫酸亚 铁，控制废液的pH值在9.25，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，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/mi n;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2.0～3.3 L/m2·s，接触时间为20min。
说明书
一种无机实验室废水综合处理工艺
技术领域
本发明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 验室废水综合处理工艺。
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。
发明内容
本发明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 验室废水处理工艺。
本工艺使用两级絮凝+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 无机实验室废水的工艺。
本发明提供的无机实验室废水综合处理工艺，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。
本发明给出的二级絮凝沉淀+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p H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/m in，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。
上述工艺可在无机实验室废水综合处理装置中进行，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。
本发明技术方案带来的有益效果
本发明采用两级絮凝-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。本发明与现有技术相比还具有 如下的优点：
(1)采用本发明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。