一種化驗(yàn)室廢液處理工藝、系統(tǒng)和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種化驗(yàn)室廢液處理工藝，具體包括以下步驟：將需要處理的污水經(jīng)過(guò)三段交變脈沖電解處理，以逸出氣體；將電解后的污水進(jìn)行澄清，以過(guò)濾出含鐵氧體的沉渣；將澄清后的水進(jìn)行臭氧處理；將臭氧處理后的水通過(guò)隔膜電滲析進(jìn)行除鹽；將隔膜電滲析除鹽后的水依次通過(guò)ASBR設(shè)備和SBR設(shè)備進(jìn)行厭氧降解；將降解后的水排出。本發(fā)明化驗(yàn)室廢液處理系統(tǒng)，包括主機(jī)、澄清模塊、ASBR模塊和SBR模塊；所述主機(jī)包括臭氧模塊、三段電解協(xié)同處理模塊、氣體活性炭吸附子模塊和隔膜電滲析模塊。本發(fā)明公開了一種化驗(yàn)室廢液處理工藝和系統(tǒng)能最大程度的實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢液的降解，十分環(huán)保。
【專利說(shuō)明】
一種化驗(yàn)室廢液處理工藝、系統(tǒng)和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于一種污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種化驗(yàn)室廢液處理工藝、系統(tǒng)和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今，生態(tài)環(huán)境的破壞和嚴(yán)重的環(huán)境污染已經(jīng)直接影響到了我國(guó)人民的健康和國(guó) 民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國(guó)的生態(tài)環(huán)境如果繼續(xù)惡化，則有朝一日勢(shì)必會(huì)使我國(guó)改革開放以來(lái)所 取得的巨大成果毀于一旦，葬送我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展機(jī)遇。因此，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó) 在建設(shè)和諧社會(huì)進(jìn)程中必須全力以赴加以解決的重大技術(shù)問(wèn)題。目前全國(guó)人民正在投入一 場(chǎng)保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境，保證中國(guó)和中華民族長(zhǎng)治久安的可持續(xù)發(fā)展之路暢通的戰(zhàn)斗之中。 保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為每一個(gè)單位和部門乃至每一個(gè)普通的中華人民共和國(guó)公民對(duì)祖國(guó)應(yīng)盡 的神圣職責(zé)。
[0003] 據(jù)統(tǒng)計(jì)普通高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室每天至少產(chǎn)生20升廢液，按此量計(jì)算，每天排入環(huán)境 的CODcr污染量相當(dāng)于40噸生活污水的污染量。由于沒(méi)有可行的處理方法和設(shè)備，化驗(yàn)室的 廢液都是直接排放入環(huán)境的。由此可見，盡管實(shí)驗(yàn)室廢液量少，但它對(duì)環(huán)境的污染不可忽 視，必須認(rèn)真加以處理才可排放。
[0004] 項(xiàng)目組以最不利條件下的最高濃度最毒廢液為處理典型對(duì)象，展開了化驗(yàn)室廢液 處理系統(tǒng)的科研工作。研究的具體目標(biāo)是:研制一套技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備小巧、機(jī)電一體化及自 動(dòng)化水平較高的適合于化驗(yàn)室廢液處理系統(tǒng)。
[0005] 該系統(tǒng)一旦研制成功投入使用，則可徹底解決化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室廢液直接排放對(duì)水環(huán)境 的影響。
[0006] 對(duì)高濃度、高毒性實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)室廢液的機(jī)電一體化的就地處理設(shè)備，國(guó)內(nèi)外迄今 為止未見報(bào)道，可見該技術(shù)尚居空白。究其原因，則是因?yàn)楦叨拘?、高濃度化?yàn)室廢液是一 種極難生物降解，而用一般的水處理方法又難以有效處理的特殊廢水，而要求在一種小巧 的機(jī)電一體化設(shè)備就地處理，就更增加了技術(shù)難度。
[0007] 本設(shè)備研制的技術(shù)難點(diǎn)，首先在于要找到能對(duì)化驗(yàn)室廢液這種高處理難度廢液的 高效的處理方法及其最佳的組合工藝流程，其次是將該工藝流程方案加以集成，用一組靈 活輕便的機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，再次是該處理系統(tǒng)必須實(shí)用化并且具有經(jīng)濟(jì)可行性 而便于推廣；另一方面，在經(jīng)濟(jì)實(shí)用的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量體現(xiàn)技術(shù)方案及設(shè)備方案的現(xiàn)代性 和先進(jìn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提高污水的處理功能，以最大程度的實(shí)現(xiàn)環(huán)保。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種化驗(yàn)室廢液處理工藝，具 體包括以下步驟：
[0010] a、將需要處理的污水經(jīng)過(guò)三段交變脈沖電解處理，以逸出氣體；
[0011] b、將電解后的污水進(jìn)行澄清，以過(guò)濾出含鐵氧體的沉渣；
[0012] c、將澄清后的水進(jìn)行臭氧處理；
[0013] d、將臭氧處理后的水通過(guò)隔膜電滲析進(jìn)行除鹽；
[0014] e、將隔膜電滲析除鹽后的水依次通過(guò)ASBR設(shè)備和SBR設(shè)備進(jìn)行厭氧降解；
[0015] f、降解后可直接排入下水道；
[0016]其中步驟a中的三段交變脈沖電解包含有堿性電解、酸性電解和添加 CaO或Ca (0H)2電解，臭氧處理為+UV/Ti〇2+〇3+H2〇2處理。
[0017] 上述的化驗(yàn)室廢液處理工藝中，步驟a中所述水經(jīng)過(guò)三段交變脈沖電解處理后會(huì) 逸出氣體，所述氣體依次通過(guò)吸附炭工序和多道微波脫附處理進(jìn)行過(guò)濾，最后再通過(guò)磁性 材料回收。
[0018] 上述的化驗(yàn)室廢液處理工藝中，所述步驟a中所述水經(jīng)過(guò)三段交變脈沖電解處理 后會(huì)逸出的氣體通過(guò)負(fù)壓送入吸附炭工序進(jìn)行吸附過(guò)濾。
[0019] 上述的化驗(yàn)室廢液處理工藝中，步驟b中水經(jīng)所述澄清工序處理后產(chǎn)生鐵氧體雜 質(zhì)，所述雜質(zhì)經(jīng)過(guò)微波脫附處理進(jìn)行過(guò)濾，最后再通過(guò)磁性材料回收。
[0020] 上述的化驗(yàn)室廢液處理工藝中，步驟a中，經(jīng)過(guò)微波脫附處理工序處理后的雜質(zhì)送 入吸附炭工序重復(fù)處理。
[0021 ] -種化驗(yàn)室廢液處理系統(tǒng)，包括主機(jī)、澄清模塊、ASBR模塊和SBR模塊；
[0022]所述主機(jī)包括臭氧模塊、三段電解協(xié)同處理模塊、氣體活性炭吸附子模塊和隔膜 電滲析模塊，
[0023]所述三段電解協(xié)同處理模塊包含有堿性電解模塊、酸性電解模塊和CaO或Ca(0H)2 電解模塊；
[0024]所述三段電解協(xié)同處理模塊、澄清模塊、臭氧模塊、隔膜電滲析模塊、ASBR模塊和 SBR模塊依次連接；
[0025]所述氣體活性炭吸附子模塊與三段電解協(xié)同處理模塊連接用于將三段電解協(xié)同 處理模塊逸出的氣體進(jìn)行負(fù)壓吸附；
[0026]所述澄清模塊用于對(duì)三段電解協(xié)同處理模塊處理后的水進(jìn)行澄清；隔膜電滲析模 塊用于對(duì)澄清模塊澄清后的水進(jìn)行除鹽；
[0027]所述ASBR模塊和SBR模塊可以對(duì)隔膜電滲析后的水依次進(jìn)行降解。
[0028] 一種化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備，包括主機(jī)、ASBR裝置和SBR裝置;所述主機(jī)包括電器室 及臭氧發(fā)生器室、電解變壓器、電解裝置、栗室、水箱、原水箱、沉淀箱和凈水箱;所述電器室 及臭氧發(fā)生器室、電解裝置、栗室和水箱從上往下排列，其中電解裝置設(shè)置有一個(gè)電解槽， 所述電解裝置分別與栗室和電解變壓器連接，所述水箱的后側(cè)設(shè)置有原水箱、沉淀箱和凈 水箱。
[0029] 上述的一種化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備中，還包括活性炭負(fù)壓抽吸吸附氣體系統(tǒng);所述 活性炭負(fù)壓抽吸吸附氣體系統(tǒng)包括離心風(fēng)機(jī)、集氣罩、活性炭罐和風(fēng)機(jī);所述離心電機(jī)和集 氣罩安裝在電解槽的頂部用于吸附電解槽產(chǎn)生的廢氣，所述活性炭罐安裝在離心電機(jī)的頂 部，所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在活性炭罐內(nèi)，所述活性炭罐設(shè)置有用于吸附廢氣的顆?；钚蕴?，所述活 性炭罐的頂部設(shè)置有凈化后氣體排出口，所述風(fēng)機(jī)用于將凈化后的氣體通過(guò)凈化后氣體排 出口排放。
[0030]上述的一種化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備中，還包括廢水槽和均位于廢水槽內(nèi)的電滲析 槽、陰極、陽(yáng)極、循環(huán)水栗、陽(yáng)膜與陰膜;所述陰極、陽(yáng)極、陽(yáng)膜與陰膜均位于電滲析槽內(nèi)，所 述循環(huán)水栗均設(shè)置在廢水槽和電滲析槽內(nèi)。
[0031] 上述的一種化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備中，還包括一個(gè)環(huán)保花壇系統(tǒng);所述環(huán)?；▔?統(tǒng)包括壇體、通氣過(guò)濾礫石層、礫石通氣井、廢水儲(chǔ)水槽、粉煤灰、土壤、活性污泥混合組成 的吸附層兼微生物/蚯蚓床、顆粒砂過(guò)濾通氣層、澆花布水管、耐肥花草和布水管調(diào)節(jié)閥;所 述濾礫石層、顆粒砂過(guò)濾通氣層和粉煤灰、土壤、活性污泥混合組成的吸附層兼微生物/蚯 蚓床從下往上依次設(shè)置;所述礫石通氣井插接在壇體內(nèi)，其的一端與通氣過(guò)濾礫石層聯(lián)通 并用于其通氣，所述廢水儲(chǔ)水槽安裝在壇體的頂部并與澆花布水管連通。
[0032] 本發(fā)明的化驗(yàn)室廢液處理工藝和系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0033] (1)成功地對(duì)化驗(yàn)室廢液進(jìn)行了無(wú)毒無(wú)害化處理，消除了化驗(yàn)廢液直接排放對(duì)水 環(huán)境污染；
[0034] (2)在輔機(jī)的設(shè)計(jì)中，使用了當(dāng)前先進(jìn)的隔膜電滲析技術(shù)和先進(jìn)的序批式厭氧活 性污泥(ASBR)及序批式好氧活性污泥(SBR)處理技術(shù)；
[0035] (3)在處理工藝的后端，成功地使用了一以廢治廢"的技術(shù)措施，即利用隨處可得 的爐渣、粉煤灰及土壤吸附水中可生物降解有機(jī)物，為對(duì)其資源化利用創(chuàng)造了條件；
[0036] (4)在處理工藝的終端，開發(fā)了一花壇式微生物一蚯蚓床"生物處理技術(shù)。既是利 用土壤、粉煤灰、爐渣等，作為土壤原料構(gòu)建一個(gè)實(shí)質(zhì)是一微生物一蚯蚓處理床"的花壇。將 處理后的水澆入該花壇，于是花壇中的土壤原料便吸附了廢液中尚存的有機(jī)物，所截留于 土壤原料中的有機(jī)物便成為微生物和蚯蚓的豐盛食物。通過(guò)微生物和蚯蚓的生化分解，所 有被截留的有機(jī)物變?yōu)閮?yōu)質(zhì)肥料成分被種于花壇中的植物所吸收，最終形成廢液中有機(jī)物 被轉(zhuǎn)化為花肥的資源化利用模式。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0038]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的模塊流程圖；
[0039]圖3為本發(fā)明的設(shè)備圖；
[0040] 圖4為圖3中主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖5為圖3中活性炭負(fù)壓抽吸吸附氣體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖6為圖3中隔膜電滲析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖7為圖3中ASBR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖8為圖3中SBR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖；
[0045] 圖9為發(fā)明的環(huán)?；▔到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖10為ASBR反應(yīng)器的原理示意圖；
[0047]圖11為SBR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0049] 如圖1-圖2所示，一種化驗(yàn)室廢液處理工藝，具體包括以下步驟：
[0050] a、將需要處理的污水經(jīng)過(guò)三段交變脈沖電解處理，以逸出氣體；
[0051 ] b、將電解后的污水進(jìn)行澄清，以過(guò)濾出含鐵氧體的沉渣；
[0052] c、將澄清后的水進(jìn)行臭氧處理；
[0053] d、將臭氧處理后的水通過(guò)隔膜電滲析進(jìn)行除鹽；
[0054] e、將隔膜電滲析除鹽后的水依次通過(guò)ASBR設(shè)備和SBR設(shè)備進(jìn)行厭氧降解；
[0055] f、將降解后的水排出；
[0056]其中步驟a中的三段交變脈沖電解包含有堿性電解、酸性電解和添加 CaO或Ca (0H)2電解，臭氧處理為+UV/Ti〇2+〇3+H2〇2處理。
[0057]其中，步驟a中所述水經(jīng)過(guò)三段交變脈沖電解處理后會(huì)逸出氣體，所述氣體依次通 過(guò)吸附炭工序和多道微波脫附處理進(jìn)行過(guò)濾，最后再通過(guò)磁性材料回收。
[0058]其中，步驟b中水經(jīng)所述澄清工序處理后產(chǎn)生鐵氧體雜質(zhì)，所述雜質(zhì)經(jīng)過(guò)微波脫附 處理進(jìn)行過(guò)濾，最后再通過(guò)磁性材料回收。
[0059] 其中，步驟a中，經(jīng)過(guò)微波脫附處理工序處理后的雜質(zhì)送入吸附炭工序重復(fù)處理。 [0060]如圖1和圖2所示，一種化驗(yàn)室廢液處理系統(tǒng)，包括主機(jī)、澄清模塊、ASBR模塊和SBR 豐旲塊；
[0061] 所述主機(jī)包括臭氧模塊、三段電解協(xié)同處理模塊、氣體活性炭吸附子模塊和隔膜 電滲析模塊，
[0062] 所述三段電解協(xié)同處理模塊包含有堿性電解模塊、酸性電解模塊和CaO或Ca(0H)2 電解模塊；
[0063]所述三段電解協(xié)同處理模塊、澄清模塊、臭氧模塊、隔膜電滲析模塊、ASBR模塊和 SBR模塊依次連接；
[0064]所述氣體活性炭吸附子模塊與三段電解協(xié)同處理模塊連接用于將三段電解協(xié)同 處理模塊逸出的氣體進(jìn)行負(fù)壓吸附；
[0065]所述澄清模塊用于對(duì)三段電解協(xié)同處理模塊處理后的水進(jìn)行澄清；隔膜電滲析模 塊用于對(duì)澄清模塊澄清后的水進(jìn)行除鹽；
[0066] 所述ASBR模塊和SBR模塊可以對(duì)隔膜電滲析后的水依次進(jìn)行降解。
[0067] 依據(jù)工藝流程所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組成見圖2
[0068] 本處理系統(tǒng)由三大部分所組成，即：主機(jī)、ASBR、SBR。
[0069] 主機(jī)是本處理系統(tǒng)的核心處理設(shè)備。它又由PLC程序控制子系統(tǒng)、UV/Ti02+〇3+H 2〇2 與電解協(xié)同處理子系統(tǒng)、氣體活性炭吸附子系統(tǒng)、隔膜電滲析子系統(tǒng)、面板電控子系統(tǒng)五個(gè) 系統(tǒng)高度集成在一個(gè)尺寸480 X 480 X 1500mm的全不銹鋼機(jī)箱內(nèi)，形成一個(gè)落地式設(shè)備，其 內(nèi)部件呈樓層狀配置，廢液處理容量20L/次。
[0070] 處理主機(jī)采用了由我們獨(dú)創(chuàng)的當(dāng)今水處理技術(shù)中最先進(jìn)的低電壓低頻率高電 流一交變"脈沖電化學(xué)水處理技術(shù)為主體，以三個(gè)串聯(lián)時(shí)段上的三種電解方式與臭氧在同 一電解槽中對(duì)廢液進(jìn)行高效協(xié)同處理，繼而串以UV/Ti0 2+〇3+H2〇2環(huán)節(jié)，在6個(gè)小時(shí)內(nèi)將廢液 中的CODcr去除80%~90%，將總Cr 6+去除到小于一級(jí)污染物最高允許排放標(biāo)準(zhǔn)（< 0.5mg/ L);苯胺類降解去除到小于三級(jí)污染排放標(biāo)準(zhǔn)（<5mg/L)。整個(gè)電解過(guò)程采用較先進(jìn)的PLC 程序控制而實(shí)現(xiàn)電解處理階段的自動(dòng)化。電解過(guò)程中逸出的氣體由負(fù)壓抽吸到活性炭中進(jìn) 行吸咐。電解處理后的水經(jīng)澄清，并進(jìn)入隔膜電滲析系統(tǒng)除鹽后，最終完成主機(jī)的處理任 務(wù)。整個(gè)主機(jī)就是一臺(tái)由數(shù)個(gè)當(dāng)今先進(jìn)的水處理技術(shù)單元高度有機(jī)集成，高效、實(shí)用的一體 化設(shè)備，它的出現(xiàn)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外在常溫常壓下處理超高濃度、高毒性、高鹽度廢水的一體化 設(shè)備的空白。
[0071] ASBR是一厭氧序批式活性污泥生物反應(yīng)器"的英文縮寫，它是當(dāng)今高濃度有機(jī)污 水厭氧降解的最先進(jìn)而又最易控的形式。
[0072]盡管主機(jī)將廢水中的污染物除去了 80%~90%，但是，由于某某化驗(yàn)廢液屬超高 濃度特殊廢液，CODcr最高可達(dá)300 000mg/L，因此即使獲得了主機(jī)的高效處理，其剩余的 CODcr仍有20 000~60 000mg/L，而該數(shù)值依然是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外一般水處理概念中的原水的 上限值，因此必須繼續(xù)處理。由于電解處理已經(jīng)把長(zhǎng)碳鏈或芳香族類的有機(jī)物的碳鏈變短， 使剩余有機(jī)物十分適合于生物處理，而且相對(duì)而言，主機(jī)中的高級(jí)氧化技術(shù)處理難降解有 機(jī)物效果明顯，而處理簡(jiǎn)單有機(jī)物則效果不顯著。因此后續(xù)處理設(shè)計(jì)為生物處理。
[0073] ASBR反應(yīng)器為容易為200L，（500X500 X 1500mm)的封閉式反應(yīng)器，采用水栗循環(huán) 攪拌(或機(jī)械攪拌)促使水與其中的厭氧活性污泥充分均勻混合而保證厭氧細(xì)菌對(duì)污染物 的高效分解。當(dāng)電解處理后的廢液（20L，CODcr = 20 000~60 000mg/L)進(jìn)入ASBR后就自然 稀釋10倍，變?yōu)? 000~6 000mg/L，其⑶Dcr去除率設(shè)計(jì)為40%(刻意留有余地），則ASBR處 理后的出水CODcr設(shè)計(jì)為1200~3 600mg/L。
[0074] SBR是一序批式好氧活性污泥法或反應(yīng)器"的英文縮寫，容量為100L，（500 X 500 X 700mm)，采用鼓風(fēng)曝氣形式向好氧活性污泥細(xì)菌提供生化降解有機(jī)物所需的氧氣。在好氧 活性污泥細(xì)菌的生化作用下，廢水中有機(jī)物獲得進(jìn)一步降解。設(shè)計(jì)其CODcr去除率為50% (留有余地考慮取較低值設(shè)計(jì)）。當(dāng)從ASBR排出水(每日排量20L)進(jìn)入SBR后，自然地被稀釋5 倍，于是其稀釋后的CODcr由ASBR排出時(shí)的1 200~3 600mg/L變?yōu)?40~720mg/L，經(jīng)其進(jìn)一 步降解，使其出水CODcr變?yōu)?70~300mg/L。在比較良好的操作狀態(tài)下，其CODcr已遠(yuǎn)小于排 入下水道應(yīng)達(dá)到的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(CODcr < 1 000mg/L，總Cr< 1.511^/1，〇6+<0.511^/1，苯胺 類< 5mg/L)，因此可以直接排放入下水道。
[0075] ASBR與SBR之所以在設(shè)計(jì)中無(wú)論在容量上或降解能力上都留有較大余地，但考慮 到如果全天候連續(xù)運(yùn)行進(jìn)，它們內(nèi)部不可避免產(chǎn)生CODcr的積累，即處理的CODcr隨時(shí)間增 大，因此必須有余地。
[0076]系統(tǒng)的設(shè)備主要由主機(jī)(包括主干和輔助系統(tǒng)）、ASBR、SBR組成，如圖3。
[0077] 具體的說(shuō)，一種化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備，包括主機(jī)、ASBR裝置和SBR裝置;所述主機(jī)包 括電器室及臭氧發(fā)生器室2、電解變壓器3、電解裝置4、栗室6、水箱7、原水箱12、沉淀箱13和 凈水箱14;所述電器室及臭氧發(fā)生器室2、電解裝置4、栗室6和水箱7從上往下排列，其中電 解裝置4設(shè)置有一個(gè)電解槽5,所述電解裝置4分別與栗室6和電解變壓器3連接，所述水箱7 的后側(cè)設(shè)置有原水箱12、沉淀箱13和凈水箱14。
[0078] 本系統(tǒng)主機(jī)的主干結(jié)構(gòu)見圖4。圖中有主視圖（左二）、后視圖（左三)和側(cè)視圖（左 一）；1-電控箱，2-電器室及臭氧發(fā)生器室，3-電解變壓器，4-電解裝置，5-電解槽，6-栗，7-水箱，8-萬(wàn)向輪，9-電解電源接線柱，10-流量計(jì)，11-栗室，12-原水箱，13-沉淀箱，14-凈水 箱，15-面板，16-保險(xiǎn)絲，17-電源插座，18-面板，
[0079]該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是所有子系統(tǒng)呈樓層狀態(tài)配置，從上到下依次為電控箱、電器室、電 解變壓器及電解槽、栗室、水箱組。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是配置緊湊，而且占地面積和占空間小。
[0080]主機(jī)是本處理系統(tǒng)的核心設(shè)備，其內(nèi)部集成了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外獨(dú)一無(wú)二的一 UV/Ti〇2+ 〇3+H2〇2協(xié)同交變脈沖電化學(xué)水處理技術(shù)"以及PLC程序控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能化控制。
[0081 ]控制方式:臭氧加三段交變脈沖電解用PLC程序控制其余部分用板面電氣按鍵控 制
[0082]本主機(jī)采用了交變脈沖電解電源，該電源能徹底地克服其它電源所不能克服的電 極的極化和鈍化現(xiàn)象，因此保證了電化學(xué)處理過(guò)程的高效率。在此基礎(chǔ)之上，又在電解槽內(nèi) 引入〇3造成臭氧強(qiáng)氧化作用與電解強(qiáng)氧化/凝聚作用的耦合協(xié)同，更加增強(qiáng)了處理效率。關(guān) 于臭氧協(xié)同交變脈沖電化學(xué)處理技術(shù)除本發(fā)明之外迄今國(guó)內(nèi)外未見報(bào)道。在主機(jī)中繼而進(jìn) 行的工藝是UV/Ti0 2+03+H202處理，該處理工序是為了保證極難降解的苯胺類有機(jī)污染物的 去除率達(dá)標(biāo)。
[0083] 主機(jī)主干流程工作原理
[0084]本主機(jī)采用多種高級(jí)氧化技術(shù)聯(lián)合處理廢水的過(guò)程所涉及的反應(yīng)機(jī)理十分復(fù)雜， 但根據(jù)已有文獻(xiàn)資料，大致可以推測(cè)性地歸結(jié)為以下幾種反應(yīng)：
[0085] ①高鐵酸鹽的生成及對(duì)污染有機(jī)物的強(qiáng)氧化作用
[0086] 高鐵酸鹽是比重鉻酸鉀和高錳酸鉀更強(qiáng)的氧化劑，它可以氧化醇類、苯酚類、苯胺 類以及硝基化合物甚至烴類有機(jī)化合物及硫化物、氨、氰等無(wú)機(jī)化合物。高鐵酸鹽在整個(gè)pH 值的范圍內(nèi)都有極強(qiáng)的氧化作用。
[0087] 發(fā)射藥化驗(yàn)測(cè)定時(shí)需要使用大量的堿液，所以廢液在大多數(shù)情況下PH>12,于是 在第一段交變脈沖電解中，首先發(fā)生了生成高鐵酸鹽的反應(yīng)：
[0088] 陽(yáng)極反應(yīng):Fe+80『4FexOynH2〇4Fe〇42++4H2〇+6e
[0089] Fe3++80!T^FexOy+nH2〇^Fe〇42++4H2〇+6e
[0090] 陰極反應(yīng)：2H2〇4H2+20『-2e
[0091] 總反應(yīng):Fe+20!T+2H2〇4Fe〇42++3H2
[0092] 2Fe3++100H--Fe〇42++2H2〇+3H2
[0093] 當(dāng)高鐵酸鹽根Fe〇42+-旦生成，即開始發(fā)生由Fe(IV)離子經(jīng)生成Fe( V )，F(xiàn)e(IV)直 到最終生成Fe(m)的反應(yīng)：
[0094] Fe〇42++H2〇-Fe(OH)3+[0]
[0095] [0]+Η20^2Η0 ·
[0096] 2H0 · -H2〇2
[0097] 2H2〇2^2H20
[0098] 此反應(yīng)中有羥基自由基HO ·產(chǎn)生，于是具有極強(qiáng)氧化性的HO ·協(xié)同高鐵酸鹽的直 接強(qiáng)氧化性，共同對(duì)水中難生物降解的復(fù)雜有機(jī)物進(jìn)行了強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，致使復(fù)雜的有 機(jī)物開環(huán)、斷鏈成為羧酸，再進(jìn)一步被氧化為二氧化碳和水。高鐵酸鹽的如上所表現(xiàn)出的強(qiáng) 氧化反應(yīng)是化驗(yàn)廢液中丙三醇、二苯胺以及二甲基二苯脲（中定劑)等有機(jī)物被大量分解的 主要反應(yīng)。該主反應(yīng)即為前面所述的一堿性電解"。
[0099] ②鐵電極(陽(yáng)極)的電凝聚作用
[0100] 在電解過(guò)程中，鐵陽(yáng)極不斷熔解，并且在生成高鐵酸鹽的后續(xù)生成羥基自由基的 反應(yīng)中或通過(guò)，直接氧化反應(yīng)生成Fe(0H)3絮凝劑，它能促使水中膠態(tài)雜質(zhì)絮凝沉淀而實(shí)現(xiàn) 與水的分離。因此某某化驗(yàn)廢液中的膠體物質(zhì)是該反應(yīng)清除的。
[0101] ③鐵電極上的氧化還原反應(yīng)
[0102] a.在電解過(guò)程中，由Fe陽(yáng)極上產(chǎn)生的亞鐵離子Fe2+是強(qiáng)還原劑，在酸性條件下可把 水中的Cr6+還原為Cr 3+，使之毒性降低，并隨Fe(0H)3沉淀與水分離：
[0103] Cr2〇72++6Fe2++14H+^2Cr 3++6Fe3++7H20
[0104] 前述一酸性電解"的目的即利用此原理將Cr6+變?yōu)槎拘愿〉腃r3+并被凝聚鐵夾 帶清除。
[0105] b.電解過(guò)程中生成鐵氧體的反應(yīng)
[0106] 這是一個(gè)去除水中眾多重金屬離子的高效反應(yīng)。當(dāng)鐵電極生成亞鐵離子后，在堿 性條件下，并且有NaCIO的體系中，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：
[0107] (3-x)Fe2++xM2++60!T^Fe3-xMx(0H)6
[0108] Fe3-xMx(OH)6+NaC10^MxFe3-x〇4+NaCl+3H2〇
[0109] 在反應(yīng)中，二價(jià)重金屬離子(M2+)置換了情況FeO · Fe203中的Fe2+后牢固結(jié)合在結(jié) 晶上，很難再溶解。而且在這一過(guò)程中，由于物理及化學(xué)吸收附等作用使得Cr6+和Cr3+多種 重金屬離子特別是也一并被固定于鐵氧體中，最終變?yōu)楹谏F氧體顆粒沉淀而將重金屬離 子從水中清除。并且這種重金屬離子的固化物是永久性不溶的，從而使得Cr 6+和Cr3+得以徹 底清除。
[0110]該反應(yīng)也是第一階段一堿性電解"中用以去除某某化驗(yàn)廢液中Cr6+和Cr3+的原理。
[0111] 基于以上電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，以下簡(jiǎn)略論證一三段電解"設(shè)計(jì)的合理性。
[0112] I堿性電解
[0113] 在強(qiáng)堿條件下生成強(qiáng)氧化劑高鐵酸鹽，并繼而產(chǎn)生羥基自由基，連同高鐵酸鹽本 身的強(qiáng)氧化性，對(duì)廢水中的甘油、苯胺類有機(jī)物進(jìn)引強(qiáng)氧化降解;與此同時(shí)，電解槽中也產(chǎn) 生生成Fe(0H) 3絮凝劑和鐵氧體的反應(yīng)，因而使膠體和重金屬離子(Cr6+、Cr3+)得以沉淀清 除。由此可見一堿性電解"步驟的重要性。
[0114] Π 酸性電解
[0115]當(dāng)堿性電解設(shè)定時(shí)間完畢，程序自動(dòng)控制給藥裝置向電解槽中加入H2S〇4使PH < 4， 此時(shí)水中剩余的Cr6+會(huì)被Fe2+還原為毒性小的Cr3+，并使一些不適宜堿性條件下清除的物質(zhì) 進(jìn)一步被清除而沉淀。因此一酸性電解"即是對(duì)堿性電解的補(bǔ)充。
[0116] ΙΠ 加 Ca2+電解
[0117] 當(dāng)PLC自動(dòng)結(jié)束酸性電解后立即自動(dòng)往電解槽中投加 Ca(0H)2溶液，于是產(chǎn)生大量 CaS04沉淀，CaS04在結(jié)晶的過(guò)程中又將水中殘余的Cr3+等重金屬離子固化在其凝固體中而 沉淀，起到進(jìn)一步凈化的作用。
[0118] 而且在三段電解過(guò)程中，都同時(shí)有生成鐵氧體以清除重金屬離子的反應(yīng)。
[0119]由此可見三段電解是互相遞進(jìn)補(bǔ)充缺一不可的，缺一段皆使電解清除污染物的效 率降低。
[0120] ④臭氧的生成及其對(duì)污染物的強(qiáng)氧化反應(yīng)
[0121] 在三段電解過(guò)程中，自始之終都伴隨有臭氧強(qiáng)氧化降解有機(jī)物的反應(yīng)，臭氧強(qiáng)氧 化和電化學(xué)的強(qiáng)氧化/凝聚互相加強(qiáng)而構(gòu)成對(duì)污染物的強(qiáng)力降解和高效清除。
[0122] 由高壓電暈放電而獲得的臭氧，在水中以鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的模式進(jìn)行分解，產(chǎn)生烴基自 由基以氧化有機(jī)物，例如：
[0123] 03+0H--·Η〇22 +〇2
[0124] 〇3+Η〇22--HO ·+〇2-+〇2
[0125] 03+NH3-Qs(含 Ν〇3-或 Ν〇2-的產(chǎn)物）（ρΗ 低時(shí)）
[0126] HO · +NH3-Qs(含Ν〇3-或Ν〇2-的產(chǎn)物）（ρΗ高時(shí)）
[0127] 由上可知:在一堿性電解"過(guò)程中和一加 Ca2+電解"過(guò)程中，主要是由03分解產(chǎn)生的 Η0 ·對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化，而在一酸性電解"過(guò)程中，則主要是03分子直接對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧 化。
[0128] ⑤UV/Ti02+03+H2〇2聯(lián)合降解有機(jī)物的強(qiáng)氧化反應(yīng)
[0129] Ti02紫外光催化、03氧化和H2〇2氧化分別為高級(jí)氧化技術(shù)中的單元處理技術(shù)。當(dāng)它 們?nèi)齻€(gè)同時(shí)同空間協(xié)同處理廢水時(shí)，就產(chǎn)生了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)三個(gè)單元串聯(lián)處理的超強(qiáng)氧化性， 加之電解槽中Fe 2+的存在，與H2〇2形成Fenton試劑，故該聯(lián)合氧化作用能強(qiáng)力摧毀苯環(huán)，從 而保證苯胺類物質(zhì)開環(huán)、斷鏈，最終變?yōu)樗投趸蓟蛐》肿佑袡C(jī)物。
[0130] 活性炭負(fù)壓抽吸吸附氣體系統(tǒng)
[0131] 圖5活性炭負(fù)壓抽吸吸附氣體裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括離心風(fēng)機(jī)22、集氣罩23、活性 炭罐24和風(fēng)機(jī)27;所述離心電機(jī)22和集氣罩23安裝在電解槽5的頂部用于吸附電解槽產(chǎn)生 的廢氣，所述活性炭罐24安裝在離心電機(jī)的頂部，所述風(fēng)機(jī)27設(shè)置在活性炭罐24內(nèi)，所述活 性炭罐24設(shè)置有用于吸附廢氣的顆?；钚蕴?5,所述活性炭罐24的頂部設(shè)置有凈化后氣體 排出口 26,所述風(fēng)機(jī)27用于將凈化后的氣體通過(guò)凈化后氣體排出口 26排放。
[0132] 圖中22.離心風(fēng)機(jī)，23.集氣罩，24.活性炭罐，25.顆?；钚蕴?，26.凈化后氣體排出 口，27.風(fēng)機(jī)。該部分是附加在主機(jī)的一個(gè)子系統(tǒng)，其目的是抽吸并吸附電解過(guò)程前期從電 解槽中逸出的有害氣體，使之不進(jìn)入大氣。本子系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)。
[0133] 活性炭是目前最優(yōu)秀的一種氣體(或液體)吸附劑，其多孔結(jié)構(gòu)所造成的巨大比表 面積具有化學(xué)活性因而有很強(qiáng)的吸附能力。
[0134] 當(dāng)電解槽中有氣體逸出時(shí)，就被離心風(fēng)機(jī)在收集罩造成的負(fù)壓抽入活性炭罐中而 被活性炭吸收，凈化后氣體再排大氣。
[0135] 性能參數(shù)如下：
[0136] 活性炭罐容積1L
[0137] 離心風(fēng)機(jī)規(guī)格220v單相電源
[0138] 風(fēng)壓 O.OIMPa 風(fēng)量 10m3/h ~
[0139] 該系統(tǒng)工作原理，活性炭是一種多孔的比表面積巨大的物質(zhì)，當(dāng)從電解槽中逸出 的氣體被負(fù)壓抽入活性炭罐后，活性炭?jī)?yōu)先吸附了具有官能團(tuán)的有機(jī)氣體而將空氣凈化后 排出。此即達(dá)到處理電解槽逸出廢氣的目的。當(dāng)活性炭飽和吸附后，可放入微波爐中加熱使 其中有機(jī)氣體被微波分解，而活性炭再生回用。也可直接用試劑等清洗，清洗液倒回電解 槽處理。
[0140] 隔膜電滲析系統(tǒng)是附屬于主機(jī)的一個(gè)子系統(tǒng)，其目的是對(duì)廢水進(jìn)行脫鹽處理。由 于化驗(yàn)廢水中鹽度很高，經(jīng)電解處理主要去除了有機(jī)物，對(duì)鹽類除去甚少。而鹽濃度過(guò)高的 廢水進(jìn)入ASBR和SBR會(huì)降低微生物的活性從而降低生物處理能力，故電解后的廢水應(yīng)先脫 鹽再進(jìn)入ASBR系統(tǒng)。
[0141] 圖6為隔膜電滲析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；具體包括廢水槽31和均位于廢水槽31內(nèi)的 電滲析槽32、陰極33、陽(yáng)極34、循環(huán)水栗35、陽(yáng)膜36與陰膜37;所述陰極33、陽(yáng)極34、陽(yáng)膜36與 陰膜37均位于電滲析槽32內(nèi)，所述循環(huán)水栗35均設(shè)置在廢水槽31和電滲析槽32內(nèi)。31.廢水 槽，32.電滲析槽，33.陰極，34.陽(yáng)極，35.循環(huán)水栗，36.陽(yáng)膜，37.陰膜。
[0142] 在圖6中廢水脫鹽槽與陰極室之間分別有陽(yáng)膜和陰膜隔開。當(dāng)電極上加上直流電 時(shí)，脫鹽室廢水中的鹽類陰陽(yáng)離子便分別穿過(guò)陽(yáng)膜和陰膜，進(jìn)入陽(yáng)極室、陰極室，于是廢水 中的鹽得以脫除，整個(gè)過(guò)程有三個(gè)栗分別形成陽(yáng)極室、陰極室和脫鹽室三個(gè)液體循環(huán)系統(tǒng) 而實(shí)現(xiàn)之。
[0143] 該系統(tǒng)的本質(zhì)工作原理是陰陽(yáng)離子交換隔膜的選擇性透過(guò)特性:在電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)下 陰膜容許陰離子透過(guò)，陽(yáng)膜容許陽(yáng)離子透過(guò)，而陰陽(yáng)膜都不讓有機(jī)物分子通過(guò)，于是通過(guò)隔 膜電滲析可把脫鹽室中的廢水中的鹽類陰陽(yáng)離子脫去而達(dá)到有機(jī)物和無(wú)機(jī)組分的分離。從 高濃度的有機(jī)廢水中實(shí)現(xiàn)電滲析脫鹽，目前在國(guó)內(nèi)外亦鮮見報(bào)道。
[0144] ASBR(Anaerobic Sequencing Batch Reactor)即序批間歇式厭氧生物反應(yīng)器，是 90年代在一厭氧活性污泥法"的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種高效厭氧反應(yīng)器。
[0145] 本系統(tǒng)中的ASBR結(jié)構(gòu)見圖7，包括以下部件:41.循環(huán)攪拌栗，42 .進(jìn)水管，43.排水 閥，44.進(jìn)水閥，45.出水閥，46.壓力表，47.排氣閥。設(shè)計(jì)為一個(gè)尺寸為500 X 500 X 1200mm的 不銹鋼密封容器，使用水栗對(duì)ASBR內(nèi)的泥水進(jìn)行循環(huán)攪拌，使厭氧細(xì)菌能充分與水中有機(jī) 物接觸而分解之。
[0146] 本系統(tǒng)中的ASBR處理，其進(jìn)排水模式是一今水明排"模式。即：
[0147] ①當(dāng)日上午8時(shí)加入新廢水，白天一直連續(xù)運(yùn)行到下午5:30，然后停機(jī)(沉淀）。
[0148] ②次日上午8時(shí)放出已處理水，再加入新水運(yùn)行。
[0149] 換言之，ASBR今天處理的水是昨日電解處理的排水，而電解處理當(dāng)日的水經(jīng)一夜 澄清后到次日上午才加入ASBR中。
[0150] ③序批式ASBR設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，制造和運(yùn)行成本低。并能處理高濃度污水。 [0151] ASBR的工作原理即是厭氧細(xì)菌群利用水中有機(jī)物所進(jìn)行的為了生存而進(jìn)行的新 陳代謝生化反應(yīng)。
[0152]如圖10，當(dāng)細(xì)菌把復(fù)雜有機(jī)物分解后，就利用分解所獲物質(zhì)（細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）和反 應(yīng)放出的能量合成自己的新細(xì)胞，從而使自己增長(zhǎng)。而細(xì)菌的這種生存方式客觀上幫助我 們降解清除了水中的有機(jī)物。
[0153] SBR(Sequencing Batch Reactor)即是序批（間歇）式好氧活性污泥生物反應(yīng)器。 SBR是當(dāng)代水處理生物處理方法中的先進(jìn)方法。
[0154] 本系統(tǒng)中的SBR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)見圖8，包括以下部件：51.排水閥，52.氣栗，53 .進(jìn)氣 管，54.排水閥，55.進(jìn)氣閥。
[0155] 它采用鼓風(fēng)曝氣方式充氧。設(shè)計(jì)為一個(gè)尺寸為500X500 X 600mm敞開式不銹鋼容 器。采用氣栗壓風(fēng)進(jìn)入曝氣頭從底部將空氣均勻彌散于廢水中，造成活性污泥與氧氣和廢 水中有機(jī)物的完全混合。
[0156] ①本系統(tǒng)中的SBR，其進(jìn)排水模式與ASBR相同，即一今水明放"。
[0157] ②SBR進(jìn)出水與ASBR有時(shí)差，即：SBR今天處理的水是昨天ASBR處理過(guò)的水，是前天 電化學(xué)主機(jī)處理過(guò)的水。
[0158] ③SBR操作簡(jiǎn)便，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，而且處理效果好。
[0159] 如圖11，SBR生物反應(yīng)器的工作原理，實(shí)質(zhì)上就是好氧細(xì)菌為了生存利用水中污染 有機(jī)物做營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所進(jìn)行的新陳代謝生化反應(yīng)。
[0160] 簡(jiǎn)言之即是好氧細(xì)菌利用水中的有機(jī)物進(jìn)行合成代謝而合成自己的細(xì)胞物質(zhì) (c5H7N〇 2)，與此同時(shí)又進(jìn)行分解代謝而生成h2〇，c〇2，nh3等代謝產(chǎn)物，于是，水中復(fù)雜的有機(jī) 物就被轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物使得水中污染物質(zhì)被降解而清除。
[0161] 化驗(yàn)室廢液處理系統(tǒng)集成了當(dāng)今最先進(jìn)的水處理技術(shù)，并做到了設(shè)備的機(jī)電一體 化和微型化。這些先進(jìn)技術(shù)主要有：
[0162] (l)UV/Ti02+03+H20 2協(xié)同交變脈沖電解水處理方法(本項(xiàng)目獨(dú)創(chuàng)）
[0163] (2)ASBR水處理方法（國(guó)內(nèi)外先進(jìn)）
[0164] (3)SBR水處理方法（國(guó)內(nèi)外先進(jìn)）
[0165] (4)隔膜電滲析法分離高濃度鹽類和有機(jī)物（國(guó)內(nèi)外先進(jìn)）
[0166] 驗(yàn)室廢液處理系統(tǒng)的研制成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外某某化驗(yàn)廢液處理機(jī)電一體化設(shè)備 的空白（迄今為止，實(shí)驗(yàn)室廢液處理機(jī)電一體化系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外未見報(bào)道）。
[0167] 本系統(tǒng)充分考慮了工藝的靈活性。
[0168] 由于化驗(yàn)廢液水質(zhì)復(fù)雜多變，因此本系統(tǒng)在研制中考慮了水特點(diǎn)，盡量按最惡劣 水質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)并且盡力使工藝靈活化。另外，針對(duì)不同的使用環(huán)境，也考慮了系統(tǒng)的化簡(jiǎn)運(yùn) 行方式。有關(guān)靈活性的設(shè)計(jì)內(nèi)容有如下幾方面：
[0169] (1)、當(dāng)廢水C0Dcr< 5 000mg/L時(shí)，采用主機(jī)單一三段電解運(yùn)行后，再經(jīng)過(guò)UV/Ti02 +〇3+H2〇2處理環(huán)節(jié)就可以直接排放。
[0170] (2)、當(dāng)本設(shè)備系統(tǒng)的使用地有鍋爐房時(shí)，可采用主機(jī)處理后，將處理過(guò)的水拌入 煤中投入鍋爐中燃燒。
[0171]所謂樣機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)是指在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，設(shè)備正常發(fā)揮(設(shè)備不帶故障工作）的 狀態(tài)。另外還包括取樣準(zhǔn)確無(wú)誤。
[0172] 考查CODcr降解效果的正式運(yùn)行實(shí)驗(yàn)
[0173] 實(shí)驗(yàn)采用了經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間探索所確定的最佳工藝參數(shù)組合：
[0174]臭氧供入量3g/h
[0175] 交變脈沖峰值電流密度4.5A/dm2
[0176] 交變脈沖周期4min
[0177] 平均交變脈沖電壓4v
[0178] 電解電耗1.92kwh/次
[0179] 第一段(堿性)電解時(shí)間4h
[0180] 第二段(酸性）電解時(shí)間1.5h
[0181] 第三段(加 Ca2+)電解時(shí)間0.5h
[0182] 處理水量20L/次
[0183] ASBR 活性污泥濃度 MLSS = 9000mg/L
[0184] ASBR水力停留時(shí)間16h
[0185] SBR 活性污泥濃度 MLSS = 3000mg/L
[0186] SBR水力停留時(shí)間16h
[0187] 在進(jìn)行了大量調(diào)試性運(yùn)行試驗(yàn)之后，于2005年11月~2006年2月之間進(jìn)行正式運(yùn) 行實(shí)驗(yàn)。在正常運(yùn)行狀態(tài)下共做試驗(yàn)48次，處理結(jié)果詳見表1。
[0188] 表1主機(jī)+ASBR+SBR正式運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果


[0192] 從表1中可有獲及如下結(jié)論：
[0193] ⑴、主機(jī)+ASBR+SBR運(yùn)行是成功的。
[0194] ⑵、三段交變脈沖電解的CODcr去除率在80 %~90 %已屬最佳值。UV/Ti〇2+〇3+H2〇2 處理主要對(duì)苯胺類和硝基苯類物質(zhì)進(jìn)行降解，而對(duì)小分子有機(jī)物的降解效率很難再提高。 其原因是因?yàn)楦呒?jí)氧化技術(shù)對(duì)復(fù)雜有機(jī)物降解效果好，而對(duì)短碳鏈的簡(jiǎn)單有機(jī)物降解的效 果不太理想。由于臭氧加三段脈沖電解UV/Ti〇2+〇3+H2〇2處理的強(qiáng)氧化作用使有機(jī)物全部變 為短碳有機(jī)物，故效率無(wú)法再提高。
[0195] (3)、ASBR與SBR內(nèi)部的CODcr隨著連續(xù)運(yùn)行次數(shù)的增加，其內(nèi)部產(chǎn)生了 CODcr的逐漸 積累的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象最終會(huì)導(dǎo)致處理廢水在運(yùn)行一定時(shí)間后不能達(dá)標(biāo)排放。因此，在運(yùn)行 中如果ASBR與SBR的CODcr積累量嚴(yán)重影響排放指標(biāo)時(shí)，所以停止進(jìn)新水，但不停止其運(yùn)轉(zhuǎn)， 等至積累被消耗完后，繼續(xù)投入運(yùn)行，也可以用新活性污泥置換。
[0196] 以下是考察總鉻和苯胺類物質(zhì)去除效果的試驗(yàn)
[0197] 由于測(cè)試總鉻和苯胺類所需費(fèi)用昂貴，因此采用對(duì)某一真實(shí)廢液所進(jìn)行的10次實(shí) 驗(yàn)處理后的混合平均水樣測(cè)定其平均的總鉻和苯胺類物質(zhì)的含量，結(jié)果是表2。
[0198] 表2總鉻和苯胺類物質(zhì)除去的效果
[0199]
[0200] 從表2中可以得出以下結(jié)論：
[0201] ⑴經(jīng)過(guò)主機(jī)、ASBR和SBR串級(jí)處理，最終處理水的CODcr、總Cr以及苯胺類污染物的 殘留濃度已經(jīng)低于相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，可以排放入下水道。這表明了本套處理裝置處理某某 廢液的效果是較理想的。
[0202] ⑵主機(jī)處理中，除去除了80%~90%的CODcr，而且將總Cr和苯胺類環(huán)境保守物質(zhì) 一次性處理至排放標(biāo)準(zhǔn)以下，說(shuō)明了主機(jī)組合工藝的高效性和先進(jìn)性。
[0203] 一環(huán)?；▔? 土地處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [0204]設(shè)計(jì)理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)是：
[0205]⑴通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí):粉煤灰和土壤對(duì)廢水中的有機(jī)物具有選擇性吸附能力。
[0206] 實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)C0Dcr = 21 444mg/L的主機(jī)處理澄清液進(jìn)行活性吸附，在吸附負(fù)荷為 31gC0Dcr/kg粉煤灰的條件下，經(jīng)8小時(shí)吸附，可獲得73%的選擇性吸附效率。
[0207] ⑵由于廢液中的有機(jī)物主要是可以生物降解的小分子有機(jī)物，因此可以通過(guò)土 壤、微生物和蚯蚓等微型的活動(dòng)而獲得降解。
[0208] ⑶本設(shè)計(jì)既可作為本設(shè)備系統(tǒng)的室外串聯(lián)保險(xiǎn)工藝，同時(shí)在一定范圍內(nèi)也可以直 接與主機(jī)聯(lián)合使用簡(jiǎn)化處理流程。這對(duì)于沒(méi)有城市下水道的地區(qū)，是一種簡(jiǎn)化的處理方法。 [0209]以下是一環(huán)保花壇"的結(jié)構(gòu)、性能及工作原理
[0210] 本系統(tǒng)中開發(fā)的所謂一環(huán)?；▔?在技術(shù)上應(yīng)稱之為一粉煤灰、土壤吸附兼微生 物和蚯蚓生物反應(yīng)床"。
[0211] 如圖9所示，具體的說(shuō)，所述環(huán)?；▔到y(tǒng)包括壇體、通氣過(guò)濾礫石層63、礫石通氣 井64、廢水儲(chǔ)水槽65、粉煤灰、土壤、活性污泥混合組成的吸附層兼微生物/蚯蚓床66、顆粒 砂過(guò)濾通氣層67、饒花布水管68、耐肥花草69和布水管調(diào)節(jié)閥60;所述濾爍石層63、顆粒砂 過(guò)濾通氣層67和粉煤灰、土壤、活性污泥混合組成的吸附層兼微生物/蚯蚓床66從下往上依 次設(shè)置;所述礫石通氣井64插接在壇體內(nèi)，其的一端與通氣過(guò)濾礫石層聯(lián)通并用于其通氣， 所述廢水儲(chǔ)水槽65安裝在壇體的頂部并與澆花布水管68連通。
[0212] 圖中61.排水溝，62 .通氣網(wǎng)，63 .通氣過(guò)濾爍石層，64.爍石通氣井，65 .廢水儲(chǔ)水 槽，66 .粉煤灰、土壤、活性污泥混合組成的吸附層，兼微生物/蚯蚓床，67.顆粒砂過(guò)濾通氣 層，68.饒花布水管，69.耐肥花草，60.布水管調(diào)節(jié)閥。
[0213] 該設(shè)施是一個(gè)一部可以通風(fēng)的花壇，花壇下部用礫石透氣井。在礫石層上方，按顆 粒從大到小的順序在花壇中填入粉煤灰、土壤、活性污泥混合土料，直至填滿，在填土的同 時(shí)填入一內(nèi)層"蚯蚓種苗?；▔戏N耐肥花木。花壇上方有廢水貯水池，池水通過(guò)底部配水 管網(wǎng)將廢水均勻?yàn)⑷牖▔?，逐漸下浸。在水往下浸的過(guò)程中，吸復(fù)性能極強(qiáng)的粉煤灰等選 擇性吸附了水中的有機(jī)物，以供微生物和蚯蚓分解食用，而部分水則帶著水中鹽類物質(zhì)由 礫石層下部排出進(jìn)入下水道。
[0214] ⑴采用了一以廢治廢"的手段，即：用發(fā)電廠或其它鍋爐中的粉煤灰、爐渣以及土 壤和污水廠剩余活性污泥吸附水中有機(jī)物，供微生物和蚯蚓食用分解。蚯蚓糞便為優(yōu)質(zhì)肥， 然后美人蕉吸收肥而盛開。此間不僅把水中有機(jī)污染物去除，而且資源也利用了。
[0215] ⑵由于花壇內(nèi)填材料完全是廢物利用，因此投資少，無(wú)須運(yùn)行費(fèi)用，而且美化環(huán) 境，一舉兩得。
[0216] 其具體工作原理
[0217] ⑴粉煤灰吸附水中污染有機(jī)物
[0218] 粉煤灰是多孔性物料，由于具有很大的比表面積，因此，它能選擇性優(yōu)先吸附水中 的有機(jī)物。
[0219] ⑵細(xì)菌對(duì)有機(jī)物的分解
[0220] 通過(guò)引種活性污泥而引入的細(xì)菌利用粉煤灰中吸附的有機(jī)物新陳代謝，該生化反 應(yīng)的結(jié)果是有機(jī)污染物被細(xì)菌分解為無(wú)機(jī)物。
[0221] ⑶蚯蚓對(duì)有機(jī)物的分解
[0222] 引種的一內(nèi)層種型"蚯蚓，是一種在土壤300mm以下生活，能吸取土壤中有機(jī)養(yǎng)份 生活的蚯蚓，它利用粉煤灰吸附的有機(jī)物作養(yǎng)食料，把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為蚯蚓糞排出。蚯蚓糞便 是優(yōu)質(zhì)化肥，供美人蕉利用。
[0223]⑷美人蕉及蘭草的引種
[0224] 美人蕉和蘭草等植物是一種十分耐肥而且越肥開花越美艷的環(huán)境友好的植物，利 用它充分吸收花壇中由有機(jī)物被細(xì)菌和蚯蚓轉(zhuǎn)化而來(lái)的過(guò)量養(yǎng)份，起到利用廢物美化環(huán)境 的良好作用。
[0225] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化驗(yàn)室廢液處理工藝，其特征在于，具體包括以下步驟： a、 將需要處理的污水經(jīng)過(guò)三段交變脈沖電解處理，以逸出氣體； b、 將電解后的污水進(jìn)行澄清，以過(guò)濾出含鐵氧體的沉渣； c、 將澄清后的水進(jìn)行臭氧處理； d、 將臭氧處理后的水通過(guò)隔膜電滲析進(jìn)行除鹽； e、 將隔膜電滲析除鹽后的水依次通過(guò)ASBR設(shè)備和SBR設(shè)備進(jìn)行厭氧降解； f、 將降解后的水排出； 其中步驟a中的三段交變脈沖電解包含有堿性電解、酸性電解和添加 CaO或Ca (OH) 2電解 臭氧處理為+UV/Ti〇2+〇3+H2〇2處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化驗(yàn)室廢液處理工藝，其特征在于，步驟a中所述水經(jīng)過(guò)三段 交變脈沖電解處理后會(huì)逸出氣體，所述氣體依次通過(guò)吸附炭工序和多道微波脫附處理進(jìn)行 過(guò)濾，最后再通過(guò)磁性材料回收。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化驗(yàn)室廢液處理工藝，其特征在于，步驟b中水經(jīng)所述澄清工 序處理后產(chǎn)生鐵氧體雜質(zhì)，所述雜質(zhì)經(jīng)過(guò)微波脫附處理進(jìn)行過(guò)濾，最后再通過(guò)磁性材料回 收。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化驗(yàn)室廢液處理工藝，其特征在于，步驟a中，經(jīng)過(guò)微波脫附處 理工序處理后的雜質(zhì)送入吸附炭工序重復(fù)處理。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化驗(yàn)室廢液處理工藝，其特征在于，所述步驟a中所述水經(jīng)過(guò) 三段交變脈沖電解處理后會(huì)逸出的氣體通過(guò)負(fù)壓送入吸附炭工序進(jìn)行吸附過(guò)濾。6. -種化驗(yàn)室廢液處理系統(tǒng)，其特征在于，包括主機(jī)、澄清模塊、ASBR模塊和SBR模塊； 所述主機(jī)包括臭氧模塊、三段電解協(xié)同處理模塊、氣體活性炭吸附子模塊和隔膜電滲 析模塊， 所述三段電解協(xié)同處理模塊包含有堿性電解模塊、酸性電解模塊和CaO或Ca (0H) 2電解 豐旲塊； 所述三段電解協(xié)同處理模塊、澄清模塊、臭氧模塊、隔膜電滲析模塊、ASBR模塊和SBR模 塊依次連接； 所述氣體活性炭吸附子模塊與三段電解協(xié)同處理模塊連接用于將三段電解協(xié)同處理 模塊逸出的氣體進(jìn)行負(fù)壓吸附； 所述澄清模塊用于對(duì)三段電解協(xié)同處理模塊處理后的水進(jìn)行澄清；隔膜電滲析模塊用 于對(duì)澄清模塊澄清后的水進(jìn)行除鹽； 所述ASBR模塊和SBR模塊可以對(duì)隔膜電滲析后的水依次進(jìn)行降解。7. -種化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備，其特征在于，包括主機(jī)、ASBR裝置和SBR裝置;所述主機(jī)包 括電器室及臭氧發(fā)生器室（2)、電解變壓器(3)、電解裝置(4)、栗室（6)、水箱（7)、原水箱 (12)、沉淀箱（13)和凈水箱（14);所述電器室及臭氧發(fā)生器室(2)、電解裝置(4)、栗室(6)和 水箱(7)從上往下排列，其中電解裝置(4)設(shè)置有一個(gè)電解槽(5)，所述電解裝置(4)分別與 栗室(6)和電解變壓器(3)連接，所述水箱(7)的后側(cè)設(shè)置有原水箱（12)、沉淀箱（13)和凈水 箱(14)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備，其特征在于，還包括活性炭負(fù)壓抽吸吸 附氣體系統(tǒng);所述活性炭負(fù)壓抽吸吸附氣體系統(tǒng)包括離心風(fēng)機(jī)(22)、集氣罩(23)、活性炭罐 (24)和風(fēng)機(jī)(27);所述離心電機(jī)(22)和集氣罩(23)安裝在電解槽(5)的頂部用于吸附電解 槽產(chǎn)生的廢氣，所述活性炭罐(24)安裝在離心電機(jī)的頂部，所述風(fēng)機(jī)(27)設(shè)置在活性炭罐 (24)內(nèi)，所述活性炭罐(24)設(shè)置有用于吸附廢氣的顆?；钚蕴?25)，所述活性炭罐(24)的 頂部設(shè)置有凈化后氣體排出口（26)，所述風(fēng)機(jī)(27)用于將凈化后的氣體通過(guò)凈化后氣體排 出口（26)排放。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備，其特征在于，還包括廢水槽(31)和均位 于廢水槽(31)內(nèi)的電滲析槽（32)、陰極（33)、陽(yáng)極（34)、循環(huán)水栗（35)、陽(yáng)膜(36)與陰膜 (37);所述陰極(33)、陽(yáng)極(34)、陽(yáng)膜(36)與陰膜(37)均位于電滲析槽(32)內(nèi)，所述循環(huán)水 栗(35)均設(shè)置在廢水槽(31)和電滲析槽(32)內(nèi)。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的化驗(yàn)室廢液處理設(shè)備，其特征在于，還包括一個(gè)環(huán)保花壇系 統(tǒng);所述環(huán)?；▔到y(tǒng)包括壇體、通氣過(guò)濾礫石層(63)、礫石通氣井(64)、廢水儲(chǔ)水槽(65)、 粉煤灰、土壤、活性污泥混合組成的吸附層兼微生物/蚯蚓床(66)、顆粒砂過(guò)濾通氣層(67)、 澆花布水管(68)、耐肥花草(69)和布水管調(diào)節(jié)閥（60);所述濾礫石層(63)、顆粒砂過(guò)濾通氣 層(67)和粉煤灰、土壤、活性污泥混合組成的吸附層兼微生物/蚯蚓床(66)從下往上依次設(shè) 置;所述礫石通氣井(64)插接在壇體內(nèi)，其的一端與通氣過(guò)濾礫石層聯(lián)通并用于其通氣，所 述廢水儲(chǔ)水槽(65)安裝在壇體的頂部并與澆花布水管(68)連通。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK105884130SQ201610243299
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】張懷智, 謝俊磊, 曹宏安, 張華 , 李銀川
【申請(qǐng)人】謝俊磊