實驗室廢水處理設備應用領域:
中、高等院校 | 生命科學院、化工學院、環境學院、食品學院、醫學院等實驗所產生的廢水 |
科研院所 | 研究院、研究所、測試中心、檢測中心等研究過程中產生的實驗室廢水 |
疾控中心 | 理化檢驗、微生物、PCR、生化分析、病理等實驗室所產生的廢水 |
中心血站 | 檢測實驗室、中心實驗室、免疫室、生化室、質控室等實驗產生的廢水 |
畜牧獸醫 | 動物防疫、病原微生物、理化分析等實驗所產生的廢水 |
食品藥品檢驗 | 食品分析、化學室、藥品分析室等實驗所產生的廢水 |
環境監測 | 水質分析、土壤分析、痕量分析等實驗所產生的廢水 |
農產品檢測 | 農藥分析、測土配方、土壤分析、藥物殘留等實驗室所產生的廢水 |
質量檢測 | 質量分析、理化分析、儀器分析等實驗所產生的廢水 |
生物制藥企業 | 理化分析、質檢部、研發部等實驗所產生的廢水 |
地礦局 | 礦物質分析、勘測分析等實驗所產生的廢水 |
石油化工企業 | 采油廠、煉油廠、環監監測站等中心化驗室所產生的廢水 |
食品企業 | 中心實驗室、質檢室、研發中心等實驗所產生的廢水 |
技術參照規范
1、國家污水綜合排放標準【GB8978-1996】
2、《污水排入城市下水道水質標準》(CJ 343-2010)
3、北京市水污染物排放標準【DB11/307-2013】
4、污水排入城市下水道水質標準(CJ3082-1999)二級標準中的標準值
5、環保部及質檢總局《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002 )
6、建設部《城市污水處理站污水污泥排放標準》(CJ 3025-93)
7、《室外排水設計規范》(GB50101-2005)
8、《給排水管道工程施工及驗收規范》(GB50268-2008)
9、《通用用電設備配電規范》(GBJ50055-2011)
10、《低壓配電裝置及線路設計規范》(GBJ54-95)
11、、《電氣裝置安裝工程配線工程施工及驗收規范》(GB50150-2006)
12、《中華人民共和國環境保護法》(2014.4.1)
13、《中華人民共和國環境影響評估法》(2002.10.28)
14、《中華人民共和國水污染防治法》(2008.6.1)
15、《工業自動化儀表工程施工驗收規范》(GB50093-2002)
16、《化工企業化學水處理系統監測與控制設計條件規定》(HG/T20654-1998)
17、《鋼制壓力容器》(GB150-2011)
18、《水處理設備制造技術條件》(JB2932)
19、《橡膠襯里化工設備設計規范》HG/T 20677-2013
20、進口設備的制造工藝和材料符合美國機械工程師協會〈ASME〉和美國材料試驗學會(ASTM)的工業法規中涉及的標準或相當標準。
21、JB/T74-94《管路法蘭 技術條件》
22、JB/T74-94《管路法蘭 類型》
23、JB/T81-94《凸面板式平焊鋼制法蘭》
24、JB/T74-94《管法蘭用石棉橡膠墊片》
25、HG21501《襯膠鋼管和管件》
如果上述規范或標準對某些專用材料不適合時,則采用材料生產廠的相關標準。
卓越實驗室有機廢水處理設備設計基礎
根據業主提供資料,實驗室為常規理化實驗室、樣品前處理實驗室等,本實驗室廢水主要來源于:(1)含有洗滌劑及常用溶劑等有機物;(2)含有為酸、堿的無機物等;(3)DNA 實驗室、微生物實驗室里有毒有害的致病菌等。參照同類污水水質情況確定污水的進水水質:
項目 | pH | SS | CODcr(mg/L) | BOD5(mg/L) | 氨氮(以 N 計)(mg/L) |
數值 | 4~11 | 400~1000 | 500~1000 | 400~600 | 25~50 |
1、實驗室廢水來源:實驗室藥品、試劑、試液、廢液、殘留試劑、容器洗滌、儀器清洗及跑冒滴漏等過程中產生的綜合清洗廢水;
2、設備日處理廢水量:根據業主提供資料,核算實驗室廢水處理量約為 XXXm3/d
3、實驗室有機廢水成份:少量無機物類、生物類和有機物類廢水等;
1)、無機物類:少量重金屬離子、酸堿PH值、鹵素離子及其他非金屬離子等;
a、重金屬離子類:汞、鎘、總鉻、六價鉻、鉛、錳、銀 、鎳、鋅、鐵、鈷、錫、鎂、鋅、銅、鋁、砷等金屬陽離子以及處于絡合狀態的重金屬離子團(Cr2O7)2-、(CuCN) -、(AuCN)- 、(Ptcl6)2-等;
b、非金屬離子類:氟酸或氟化物、游離氰或氰化合物、絡離子化合物、AsO32-、AsO43-、Hg+、Hg2+等;
c、酸堿PH值:硝酸、鹽酸、磷酸、硫酸、雙氧水、氯化鉀、氯化鈣等;
2)、有機物類:有機溶劑、洗滌劑、表面活性劑、苯、甲苯、二甲苯、苯胺、苯酚、多氯聯苯、苯并芘、酚類、甲醛、乙醛、丙烯腈、丙烯醛、烷烴、烯烴、氟化氫、石油類、油脂類物質、甲醇、苯胺類、多環芳烴、硝基化合物、亞硝胺、氯苯類、硝基苯類、醚類、混合烴類、炳酮、糖類、鹵代烴、蛋白質、有機磷農藥等;
3)、生物類:病原體等;
a、病原體:細菌、病毒、衣原體、支原體、螺旋體、真菌、布魯氏桿菌,炭疽桿菌等;
4、實驗室廢水處理后的排放標準:
1)、符合國家污水綜合排放標準【GB8978-1996】中的排放標準;
排放第一類污染物一覽表
序號 | 污染物 | 最高允許排放濃度 |
1 | 總汞 | 0.05mg/L |
2 | 烷基汞 | 不得檢出 |
3 | 總鎘 | 0.1mg/L |
4 | 總鉻 | 1.5mg/L |
5 | 六價鉻 | 0.5mg/L |
6 | 總砷 | 0.5mg/L |
7 | 總鉛 | 1.0mg/L |
8 | 總鎳 | 1.0mg/L |
9 | 苯并(a)芘 | 0.00003mg/L |
10 | 總玻 | 0.005mg/L |
11 | 總銀 | 0.5mg/L |
12 | 總α放射性 | 1Bq/L |
13 | 總β放射性 | 10Bq/L |
排放第二類污染物一覽表(三級)(首選)
項目 | pH | SS | CODcr(mg/L) | BOD5(mg/L) | 氨氮(以 N 計)(mg/L) |
數值 | 6~9 | ≤400 | ≤500 | ≤300 | / |
注:上表中 pH 無量綱,其它單位為 mg/L。 |
2)、符合全國各地對新建實驗大樓的環評驗收要求。
卓越實驗室有機廢水處理系統核心工藝介紹
1、高低電位差微電解系統
鐵碳微電解就是利用鐵元素和碳元素自發產生的微弱電流分解廢水中污染物的一種污水處理工藝。當緊密接觸的鐵和碳浸泡在廢水溶液中的時候,會自動在鐵原子和碳原子之間產生一種微弱的分子內部電流,這種微電流分解廢水中污染物質的反應就叫微電解。
鐵碳微電解的原理:陽極反應式為:Fe+2e→Fe2,陰極反應式為:2H++2e→H2,
當將填料浸入電解質溶液中時,由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場,陽極反應生成大量的Fe2 進入廢水,進而氧化成Fe3 ,形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反應產生大量新生態的[H]和[O],在偏酸性的條件下,這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,使有機大分子發生斷鏈降解,從而消除了有機物尤其是印染廢水的度,提高了廢水的可生化度。工作原理基于電化學,氧化—還原,物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對廢水進行處理。
高低電位差微電解系統是基于電化學中的原電池反應。在電解質溶液中存在 1.2V 的電
極電位差,會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場。陽極反應產生的新生態 二價鐵離子具有較強的還原能力,可使某些有機物還原,也可使某些不飽和基團(如羧基— COOH、偶氮基-N=N-)的雙鍵打開,使部分難降解環狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小 分子有機物而提高可生化性。此外,二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑,特別是新生的二價 鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性,調節廢水的 pH 可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀,吸 附污水中的懸浮或膠體態的微小顆粒及有機高分子,可進一步降低廢水的色度,同時去除部分有機污染物質使廢水得到凈化。陰極反應產生大量新生態的[H]和[O],在偏酸性的條件下, 這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,使有機大分子發生斷鏈降解,有效去除農藥生產廢水中的 COD、色度、As、氨氮、有機磷和總磷,去除率分別可達 76. 2%、 80%、69. 2%、55. 7%、82. 7%和 62. 8%。
2、芬頓(Fenton)氧化反應原理
芬頓(Fenton)氧化反應是以亞鐵離子(Fe2 )為催化劑用過氧化氫(H2O2)進行化學氧化的廢水處理方法。由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系,也稱芬頓(Fenton)試劑,它能生成強氧化性的羥基自由基,在水溶液中與難降解有機物生成有機自由基使之結構破壞,最終氧化分解。氛頓氧化技術處理有機污染物的實質是?OH與有機污染物作用
H2O2在Fe2+的催化作用下分解產生·OH,其氧化電位達到2.8V,它通過電子轉移等途徑將有機物氧化分解成小分子。同時,Fe2+被氧化成Fe3+產生混凝沉淀,去除大量有機物。可見,Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。Fenton試劑在黑暗中就能降解有機物,節省了設備投資,缺點是H2O2的利用率不高,不能充分礦化有機物。研究表明,利用Fe3+、Mn2+等均相催化劑和鐵粉、石墨、鐵、錳的氧化礦物等非均相催化劑同樣可使H2O2分解產生·OH,因其反應基本過程與Fenton試劑類似而稱之為類Fenton體系。如用Fe3+代替Fe2+,由于Fe2+是即時產生的,減少了·OH被Fe2+還原的機會,可提高·OH的利用效率。若在Fenton體系中加入某些絡合劑(如C2O2-4、EDTA等),可增加對有機物的去除率。
反應方程式:①Fe2+ + H2O2→Fe3+ + (OH)-+OH·
②H2O2 + Fe3+ → Fe2+ + O2 + 2H+
③O2 + Fe2+→ Fe3+ + O2·
3、酸堿中和反應沉淀處理
這個環節主要是處理實驗室廢水中的重金屬離子等,可以去除水中的懸浮物,有機質, 膠體等,降低 COD、BOD、色度、透光度等。設備根據實驗室廢水的酸堿情況進行自動調節, 如果實驗室廢水是酸性廢水,設備上的傳感器和儀表會自動控制加藥裝置對廢水進行酸堿調 節;如果是堿性廢水,設備上的傳感器和儀表會自動控制加藥裝置對廢水進行酸堿調。每個 環節對廢水的 PH 值要求不一樣,當 PH 值自動調到 8 左右時,廢水中的重金屬離子在一定的 催化還原條件下,經過計量加藥泵自動加入一定量的高分子絮凝劑和助凝劑進行自動定時攪 拌,然后再進行定時沉淀處理,這樣廢水中的重金屬離子就能以絮狀物的形式沉淀在沉淀裝 置下面,當絮凝沉淀到一定量后,污泥泵會自動把絮狀物抽到壓濾機進行壓濾處理,形成泥 餅。一般由四過環節組成:
a) PH 值調節階段:通過酸堿調節裝置對實驗室廢水的酸堿進行自動調節,使廢水的 PH 值控 制在 6—9 之間。
b) 凝聚階段:通過加藥裝置把藥劑注入集中反應裝置里與廢水進行快速混凝,在自動攪拌 機的攪拌作用下形成微細礬花,此時水體變得更加渾濁,它要求水流能產生激烈的湍流。
c) 絮凝階段:是礬花成長變粗的過程,在適當的湍流程度和足夠的停留時間下,可觀察到 大量礬花聚集緩緩下沉,形成表面清晰層。
d) 沉降階段:它是在沉降裝置中進行的絮凝物沉降過程,要求水流緩慢。大量的粗大礬花 沉積于池底,上層水為澄清水,剩下的粒徑小,密度小的礬花一邊緩緩下降,一邊繼續相互 碰撞結大。
4、厭氧生物硝化法
AO法是傳統的生物脫氮工藝,目前已廣泛應用于各種規模的城市污水處理廠。AO工藝是從Bardenpho生物脫氮工藝發展而來的,是一種常用的污水處理工藝,可用于二級污水處理或三級污水處理,以及中水回用,具有良好的脫氮除磷效果。污水首先進入缺氧池與回流污泥和回流混合液混合,反硝化菌利用污水中的有機物和回流混合液中的硝酸鹽進行反硝化,可同時去碳脫氮,當污水進入好氧池時,有機物濃度已較低。由于進入好氧池的污水中有機物濃度較低,有利于自養型硝化菌的生長繁殖。且本工藝在系統上是最簡單的同步脫氮除磷工藝,總水力停留時間少于其他類工藝;系統在厭氧(缺氧)、好氧交替條件下運行,絲狀菌不能大量增殖,不易發生污泥絲狀膨脹;污泥含磷高,具有較高肥效;運行中勿需投藥,兩個A段只用輕輕攪拌,以不增加溶解氧為度,運行費用低。
5、好氧生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是目前應用十分廣泛的處理工藝,利用填料增大比表面積,在填料上布滿生物膜,污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下,污水中有機污染物得到去除,采用與微納米氣泡裝置的曝氣方法,向微生物提供其所需要的氧,并起到攪拌與混合作用,兼具活性污泥法與生物濾池兩者之間的優點。
生物接觸氧化法是活性污泥與生物濾池復合的生物膜法,兼具兩者的優點,深受污水處理工程領域人們的重視,廣泛運用于生活污水和城市污水,硝化菌附著在生物填料上,迅速繁殖,與污水充分混合硝化達到除硝去除有機物效果,結合物化除磷沉淀達到除磷效果。其特點:單位容積的生物量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池、不存在污泥膨脹問題、運行管理簡便、F/M比值穩定,污泥產量低等。
6、氧化還原系統
本廢水處理設備采用氧化助推器產生的高氧化電位氣體,具有較強的氧化、催化等作用。該氧化劑產生的羥基自由基(.OH)是一種極強的化學氧化劑,該氧化劑是由三個氧原子組成的氧的同素異構體,一般呈淡藍色氣體,對不同污染物的氧化速度相差很大,當水中同時存在多種污染物時,該氧化劑會優先與反應速率快的污染物進行反應,病毒及細菌在該氧化劑氣體中由于受到多種自由基的作用,使蛋白質離解變性,核酸和酶的活性降低,從而有消毒、滅菌、除味 效果。該氧化劑還有廣譜殺菌作用,對各類細菌和病毒都具有極強的殺滅作用。該氧化劑和水中的球菌、 桿菌和螺旋菌等有毒有害細菌發生降解、氧化等復雜的物理和化學反應,且副產物無毒無害,可避免二次污染。氧化還原反應原理(氧化劑與污染物發生氧化還原反應。)
1、氧化反應:1、物質所含元素化合價升高的反應是氧化反應,其實質是該元素的原子失去(或者偏離)電子的過程。
2、還原反應:2、物質所含元素化合價降低的反應是還原反應,其實質是該元素的原子獲得(或偏向)電子的過程。
3、氧化劑:得到電子(或電子對偏向)的物質,在反應中元素的化合價降低。氧化劑具有氧化性,反應時本身被還原
4、還原劑:失去電子(或電子對偏離)的物質,在反應時元素的化合價升高。還原劑具有還原性,反應時本身被氧化。
5、污水處理中的氧化劑:羥基自由基(.OH)
各種氧化劑的氧化電位數值
氧化劑 | 半反應 | 氧化電位 |
.OH | .OH+H ++e-→H2o | 3.06 |
O3 | O3+2H++e-→O2+H2o | 2.07 |
H2O2 | H2O2+2H++2e-→2H2o | 1.77 |
HClo | 2HClo+2H++2e-→2Cl-+2H2o | 1.63 |
CL2 | Cl2+2e-→2Cl- | 1.36 |
7、過濾吸附分離裝置
這是一種將高分子復合活性吸附材料和電化學高級氧化集于一體的新型“相轉移”實驗
室廢水處理方法,首先將有機污染物通過高分子復合吸附材料流化床快速吸附,然后通過床 內特制的電化學裝置實現高分子復合活性吸附材料現場再生,從而使得轉移到高分子復合活 性吸附材料上的有機污染物降解和分解,而高分子復合活性吸附材料再生后能保證該體系的 反復運行。本高分子復合活性吸附材料是以椰殼、杏殼、核桃殼、竹炭、白炭黑、沸石、石 墨烯、依蘭煤、無煙煤、褐煤、貧煤、瘦煤、焦煤、煤矸石、瀝青等為原料,采用高溫水蒸 氣活化工藝生產,經破碎篩選及后處理精加工制成不同規格的實驗室污水處理專用高分子復 合吸附材料。
當實驗室污水中的有機污染物被固定在高分子復合活性吸附材料表面上,然后與其中 活性成分發生化學反應,生成一種新的中性鹽物質而存儲于吸附劑結構中,這個凈化過程是 一個多功能的綜合作用,除了一般的物理吸附外,還有化學吸附,粒子吸附,催化作用,化 學反應等。
功能特性:具有較大的比表面積、發達的孔隙結構、優良的吸附性能、耐磨機械強度高、 耐沖洗、易再生等特性。
8、新型生物膜深度處理系統
新型生物膜生化反應處理技術是當前世界上最先進的膜過濾和生物水處理技術,是一
種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術,以膜組件取代二淀池。與傳統的生化水處理技術相比,具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。可有效去除廢水中的COD、BOD、SS、色度和重金屬離子等。通過抗污染裝置對剩余在廢水中的無機和有機廢水進行綜合處理,主要依靠滲透原理來運作。一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度,水一旦加壓之后,將由高濃度流向低濃度,亦即所謂逆滲透原理:由于該生物膜的孔徑是頭發絲的一百萬分之五(0.0001微米),一般肉眼無法看到,細菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過,其它雜質及重金屬均由廢水管排出。能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物。
9、光催化氧化處理系統
光催化氧化工藝作為高級氧化技術的一種,是指有機污染物在光照下,通過催化劑實現分解。利用光催化降解手段消除有機污物是近年發展起來的一項新技術,在常溫常壓下即可進行,不會產生二次污染,應用范圍相當廣泛,因其具有其他處理方法難以比擬的優越性,該技術也已成為國際上環境治理的前沿性研究課題,備受世界各國重視,并用于飲用水和廢水處理的中。四川卓越水處理設備有限公司所生產的實驗室廢水處理設備中運用到了TiO2作為催化劑,光催化氧化技術,來分解實驗室廢水中的有機污染物,可實現無二次污染,安全可靠。
非均相光化學催化氧化主要是指用半導體,如TiO2,ZnO等通過光催化作用氧化降解有機物,這是近來研究的一個熱點。將半導體材料用于催化光降解水中有機物的研究始于近十幾年。目前,研究最多的是硫族化物半導體材料,如TiO2,ZnO、CdS、WO3、SnO2等。光催化原理簡單地說,就是這些半導體材料在紫外線的照射下價帶電子會被激發到導帶,從而產生具有很強反應活性的電子(e-)-空穴(h+)對,這些電子-空穴對遷移到半導體表面后,在氧化劑或還原劑(如污染物或小分子有機物)作用下,可參與氧化還原反應,從而起到降解污染物的作用。不同的光敏半導體在水處理中表現為不同的光催化活性,在這些半導體催化劑中,TiO2化學性質穩定、難溶、無毒、成本低、并且具有較深的價帶能級,可使一些吸熱的化學反應在被光照射的TiO2表面得到實現和加速,加之TiO2對人體無害,被公認為是理想的光催化材料,所以目前在半導體的光催化研究中以TiO2最為活躍。在20世紀早期,TiO2主要作為工業原料被廣泛的用于染料、遮光劑、涂料、油膏等領域。正因為TiO2的這些優點,被廣泛用于光催化處理多種水機廢水。