实验室综合废水处理设计方案

一、 实验室废水污染现状介绍
随着中国科学技术的发展，对实验室的需求越来越多，特别是近十几年来,各类实验室建设数量不断增加。从实验室的分布来看，主要集中在PCR实验室、PCR移动方舱实验室、P3实验室、P4实验室、疾控中心实验室、负压隔离病房、中、高等院校、科研院所、医疗机构、生物制药、环监、产品质检、药品检验、血站、畜牧、医院、企业等行业，实验室废水排放量不大，为相对独立的事业单位，区域分散，其污染易于被忽视。
实验室实际上是一类典型严重的污染源，污染物常常被人们忽 视，建设的越多，污染的总量越大。在我国，实验室产生的废水一般不经处理或简单处理后直接排入地下污水管网，送到大型生活污水处理厂集中处理。由于实验室污水成分复杂，特别是含有的铅、汞、镉、六价铬、铜、锑、二价铁、铝、锰等重金属以及大量的细菌、病毒、虫卵等致病病原体，还有化学药剂和放射性同位素等，生活污水处理厂的设施对其“无能为力”，最后只能排入江河。这些实验室，尤其是在中心城区和居民区的化学实验室对环境的危害特别大，因为历史的原因，许多化学实验室的排水管道与居民的排水管道相通，污染物通过下水道形成交叉污染、急性传染和潜伏性传染的特征最后流入江河中或者渗入地下，重金属进入水源或土壤后，可能通过多种途径进入人类的食物链。医学资料称，铅、汞等重金属会引发人体的神经系统、消化系统、血液病变。因此，实验室废水的直接排放对水资源和环境的危害不可估量.
 
随着人们环保意识的不断增强和相应环保法规的不断完善，实验室废水处理已成为实验室管理体系的考核项目之一。因此，对实验室综合废水处理有着十分重要的意义。
二、德远环保实验室综合废水处理系统介绍

实验室污水废水处理设备针对不同实验室产生的有机、无机、生物类废水成分和浓度采用不同的处理技术和工艺进行综合处理，可有效去除实验室综合废水中的 COD、BOD、SS、色度、病毒、有机溶剂和重金属离子等，经过处理后实验室综合废水可达到国家污水综合排放标准【GB8978-1996】中的表4三级排放标准，处理后的废水可直接排入市政污水管网，也可以通过再处理工艺把处理后的废水进行再利用。

实验室综合废水处理设备是目前国内外技术自动化程度、处理效果好、占地面积小、操作管理简便的一套用于各行业实验室综合废水处理的设备，深受用户的好评，广泛应用于科研院所、高等院校、环境监测、产品检验、食品药品检验、出入境检验检疫、疾控中心、地矿测试中心、分析测试中心、水资源监测、粮油质检、石油化工、畜牧、农产品检测、医疗机构、中心血站、企业等行业实验室、化验室废水处理。
 
三、实验室污水废水处理设计基础

1、实验室废水来源：实验室药品、试剂、试液、废液、残留试剂、容器洗涤、仪器清洗及跑冒滴漏等过程中产生的综合废水；
2、设备日处理废水量： 0.5T/D ；
3、实验室综合废水成份：无机物类、有机物类、生物类废水等；
4、无机物类：重金属离子、酸碱 PH 值、卤素离子及其他非金属离子等；
a、重金属离子类：汞、镉、总铬、六价铬、铅、锰、银 、镍、锌、铁、钴、锡、镁、锌、铜、铝、砷等金属阳离子以及处于络合状态的重金属离子团(Cr2O7)2-、(CuCN)-、(AuCN)- 、(Ptcl6)2-等；
b、非金属离子类：氟酸或氟化物、游离氰或氰化合物、络离子化合物、AsO32-、AsO43-、 Hg+、Hg2+等；
c、酸碱 PH 值:硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、双氧水、氯化钙等；
5、有机物类：有机溶剂、洗涤剂、表面活性剂、苯、甲苯、二甲苯、苯胺、苯酚、多氯联苯、苯并芘、酚类、甲醛、乙醛、烷烃、烯烃、氟化氢、石油类、油脂类物质、甲醇、苯胺类、多环芳烃、硝基化合物、亚硝胺、氯苯类、硝基苯类、醚类、混合烃类、炳酮、糖类、卤代烃、蛋白质、有机磷农药等、生物类：a、病原体：细菌、病毒、衣原体、支原体、螺旋体、真菌、布鲁氏杆菌，炭疽杆菌等；
4、实验室废水处理后的排放标准：
符合国家污水综合排放标准【GB8978-1996】中的表4三级排放标准；符合全国各地对新建实验大楼的环评验收要求，经过实验室综合废水处理系统处理后的废水可直接排入市政排污管网。
四、实验室污水废水处理后的排放标准
根据的污水排放及水质调查结果，此类废水成分复杂，以酸、碱、无机盐等无机污染物为主，同时含有少量有机污染物及微生物。

 五、 工艺流程的确定
综上所述，本方案处理工艺确定为酸碱中和系统+臭氧氧化+微电解系统+紫外光催化氧化+高效絮凝沉淀系统+多介质过滤系统 +复合式消毒系统+达标排放。
1.工艺流程；
实验室清洗废水经收集系统收集后首先进入调节池，调节水量、均化水质，当调节池中水量达到一定液位高度后，通过提升泵定量提升到实验室废水综合处理设备内，在实验室废水综合处理设备中首先进入酸碱中和调节系统，进行酸碱中和，出水依次进入微电解反应器后进入多程氧化分解装置，经氧化分解后的废水进入光催化氧化反应装置进行催化氧化反应，出水进入高效絮凝沉淀池， 沉淀后上清液进入清水池，经活性吸附装置，吸附尚未被去除的细小悬浮物、微量金属及极少量的有机物等，出水进入深度MBR膜深度净化处理系统中，进行深度净化处理后经复合消毒装置，消毒后达标排放。

  实验室废水处理工艺流程图：

六、实验室污水处理各单元工艺详解
1.收集系统
本方案设置收集池收集各个实验室做完实验后清洗器皿及器皿残留，收集池内设置液位自控系统，当废水量达到一定量后，收集池内液位给PLC智能控制系统信号，控制污水处理系统自动运行，同时能够实现不同时间段不同性质污水的自中和，减少酸碱中和药剂的使用量，除了起废水收集和水质均衡的作用，同时废水首先互相中和，减少pH调节所需酸、碱的量，更环保。
2.酸碱中和系统
由于污水中含有酸、碱、无机盐类物质，需对废水进行酸碱中和处理。酸碱中和池内通过pH控制仪，利用计量泵准确投加一定量NaOH水溶液，调节pH值至8～9之间，在碱性条件下，废水中的酸被中和，铁、镉、铜、锰、镍、铅、铬等重金属离子则与OH-发生化学反应生成氢氧化物沉淀。
3.微电解系统
微电解系统利用废水中离子与微电解装置存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阳极,电位高的碳做阴极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。
4. 光催化反应系统
光催化反应系统是利用光与载体之间发生离子反应，当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有强氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。
5.混凝沉淀系统
混凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后无机絮凝剂PAC和有机阴离子PAM,配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。
6.电催化氧化反应系统
利用臭氧氧化的氧化处理技术，主要用于水的消毒、去除水中酚、氰等污染物质，水的脱色、除去水中铁、锰等金属离子，除异味和臭味。具有反应迅速、流程简单、没有二次污染等。
7.活性过滤吸附装置
经氧化后的废水中含有少量的悬浮颗粒物质，本工艺设置活性吸附系统，尚未被去除的细小悬浮物、微量金属及极少量的有机物等，一部分通吸咐、截留等物理、化学作用等去除，另一部则被附着在滤料上的微生物膜中的厌氧、好氧及兼性菌等降解去除，活性炭截留吸咐，与微生物降解解吸的过程穿插、交替、循环进行。
8.MBR膜深度净化处理系统(定制选配）
膜技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离。膜通过加压后，将污水注入，通过膜的微小孔径，分离污水中的污染物，可完成实现固液分离，经膜加压分离后的污水，出水可达到国家排放标准。
9.复合式消毒系统
 实验室的废水经处理后，需要对废水中的病毒微生物进行杀灭，设备配备紫外线、臭氧消毒或二氧化氯消毒使出水达到排放标准。

七、实验室污水废水综合处理设备系统功能及特点
1.设备控制系统及性能:
实验室污水废水综合处理设备运用传感器、自动测量、自动控制、自动运行等技术以及相关的软件和通讯网络所组成的一个综合性全自动学校实验室污水废水综合处理系统。1、系统采用智能组件和CAN总线技术，用户可以根据现场的水量、水质和成本要求，通过对各处理模块的科学组合，设定出符合用户需求的综合性废水处理系统；2、PLC控制系统，7英寸彩色触摸液晶大屏，LED全中文操作页面，能够实时显示学校实验室污水废水综合处理设备的运行状态信息。无需人工看守，设定时间内有水运行、无水停机。
3、设备需具有广泛的适应性；如水质、水量及控制系统的升级；系统集中控制， 一体化设计、无需挖多个处理池，占地面积小，外观高端大方；运行安静平稳；全程水质、运行状态、参数、工作压力、流量、在线液晶监测、反应水箱高中低液位等实时显示；设备符合GLP（实验室标准）设计；核心部件选用质量的产品，保障运行的安全性和稳定性；处理工艺使用标准规范的药剂，确保可靠运行、降低运行费用；环境友好型设备，选用环保的技术及药剂；
4、实验室污水废水综合处理设备安全性能：
1、多种全自动应急操作方式，实现多种控制模式，保证系统正常运行；
2、设有停水、停电、过载等非正常状态自动保护、自动识别故障报警及处理功能；
3、开机自检、缺水保护报警、高低压自动停机、停电自动复位；保护并处理；
4、收集池顶端安装溢流口，设备突发停电后不影响正常实验；
5、为确保安全设备所有金属外壳均与地线相连，主机电气柜内安装漏电保护器确保使用及安装维修人员人身安全。