一种实验室综合废水处理装置及方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种实验室综合废水处理装置，还涉及一种实验室综合废水处理方法。

背景技术：

目前，绝大部分低浓度的实验室排放的废水中包含多种有机物、无机物及微生物类的污染物，废水经过简单处理后直接通过下水管排放，对水质造成实质性污染。实验室比较通用的处理工艺是采用絮凝沉淀、酸碱中和、ro膜过滤、树脂吸附等方法对废水进行简单处理，只能将污染物靠沉淀进行物理转移，未得到有效降解，特别是有机物，容易造成二次污染。

而且，由于实验室不同单于生产企业，废水成份不固定，随机性较强，单一的处理工艺无法对综合性废水进行有效处理。

因此，如何对实验室综合废水进行有效处理，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出一种实验室综合废水处理装置及方法，解决了现有技术中无法对实验室废水进行有效处理的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的第一方面，提出了一种实验室综合废水处理装置。

在一些实施例中，所述实验室综合废水处理装置，包括依次设置的废水收集模块、一级调节模块、灭菌模块、电解模块、二级调节模块、一级过滤模块、金属捕捉模块、二级过滤模块；

其中，所述废水收集模块用于收集待处理废水；

所述一级调节模块先调节待处理废水ph值至碱性状态，再通过过滤器对处理液中杂质进行过滤，然后调节处理液ph值至酸性状态；

所述灭菌模块和电解模块分别对处理液进行灭菌和电解处理后，再经过二级调节模块，二级调节模块调节处理液ph值为6～8；

一级过滤模块对处理液进行粗过滤，再由金属捕捉模块对处理液中的重金属离子进行捕捉，最后由二级过滤模块对处理液进行细过滤后输出。

可选地，所述一级调节模块包括多级调节水箱，第一级调节水箱将处理液ph值调节至碱性状态，最后一级调节水箱将处理液ph值调节至酸性状态，所述一级调节模块还包括过滤器，过滤器对碱性状态调节水箱的处理液进行过滤。

可选地，所述一级调节模块包括两级调节水箱，两级调节水箱之间设置过滤器；前级调节水箱调节处理液ph值至碱性状态，过滤器对前级调节水箱中生成的杂质进行过滤，后级调节水箱将过滤后的处理液ph值调节至酸性状态。

可选地，所述第一级调节水箱包括曝气装置和搅拌装置。

可选地，所述第一级调节水箱将处理液ph值调节至9～11，最后一级调节水箱将处理液ph值调节至3～5。

可选地，所述灭菌模块包括紫外灭菌器和灭菌腔，输入的处理液流经灭菌腔，紫外灭菌器向灭菌腔进行紫外照射。

可选地，所述一级过滤模块包括石英砂过滤单元和活性炭过滤单元，石英砂过滤单元对处理液中的杂质进行粗过滤，活性炭过滤单元去除处理液中的异味。

可选地，所述金属捕捉模块包括过滤器，过滤器对金属捕捉模块输出的处理液进行过滤，过滤后的处理液输入到二级过滤模块或者回输到所述废水收集模块、一级调节模块、灭菌模块、电解模块、二级调节模块、一级过滤模块中任意一个的入口。

可选地，所述二级过滤模块包括依次设置的mbr单元、保安过滤单元、超滤单元。

根据本发明的第二方面，提出了一种实验室综合废水处理方法。

在一些实施例中，所述实验室综合废水处理方法，包括：

收集待处理废水；

调节待处理废水ph值至碱性状态；

对处理液中杂质进行过滤；

调节处理液ph值至酸性状态；

对处理液进行灭菌和电解处理；

调节处理液ph值为6～8；

对处理液进行粗过滤；

对处理液中的重金属离子进行捕捉；

对处理液进行细过滤后输出。

本发明的有益效果是：

(1)针对不同实验室产生的有机、无机、生物类废水成分和浓度进行综合处理，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；

(2)处理后的废水可直接排入市政污水管网或地表、河水，也可以通过再处理工艺把处理后的废水进行再利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种实验室综合废水处理装置的系统框图；

图2为本发明的一级调节模块的一种可选实施方式的系统框图；

图3为本发明的一级调节模块的另一种可选实施方式的系统框图；

图4为本发明的灭菌模块的盘旋管路的一种可选实施方式的结构示意图；

图5为本发明的一级过滤模块的一种可选实施方式的系统框图；

图6为本发明的二级过滤模块的一种可选实施方式的系统框图；

附图标记：

10、废水收集模块；11、第一级调节水箱；12、过滤器；13、中间级水箱；15、前级调节水箱；16、后级调节水箱；19、最后一级调节水箱；20、一级调节模块；30、灭菌模块；40、电解模块；45、二级调节模块；510、一级过滤模块；51、石英砂过滤单元；52、活性炭过滤单元；53、金属捕捉模块；520、二级过滤模块；60、mbr单元；70、保安过滤单元；80、超滤单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明公开了一种实验室综合废水处理装置的原理图。

在一些可选实施例中，实验室综合废水处理装置包括依次设置的废水收集模块10、一级调节模块20、灭菌模块30、电解模块40、二级调节模块45、一级过滤模块510、金属捕捉模块53、二级过滤模块520。

废水收集模块10用于收集待处理废水。一级调节模块20先调节待处理废水ph值至碱性状态，再通过过滤器对处理液中杂质进行过滤，然后调节处理液ph值至酸性状态。灭菌模块30和电解模块40分别对处理液进行灭菌和电解处理后，再经过二级调节模块45，二级调节模块45调节处理液ph值为6～8。一级过滤模块510对处理液进行粗过滤，再由金属捕捉模块53对处理液中的重金属离子进行捕捉，最后由二级过滤模块520对处理液进行细过滤后输出。

采用上述排列方式，实验室综合废水处理装置对收集的待处理废水先进行ph调节，一级调节模块20产生的悬浮物或者颗粒杂质后，再依次经过灭菌模块30、电解模块40、二级调节模块45、一级过滤模块510、金属捕捉模块53、二级过滤模块520，可以实现杂质、细菌、重金属的逐级过滤，保证各个模块的工作效率和使用寿命，装置的整体运行实现优化，废水处理效率高，而且处理效果好。

废水收集模块10用于收集待处理废水，待处理废水在废水收集模块10进行汇集后，集中进行后续处理。可选地，废水收集模块包括废水收集箱，待处理废水汇集到废水收集箱中。可选地，废水收集模块包括废水收集罐，待处理废水汇集到废水收集罐中。可选地，废水收集模块对待处理废水进行除味处理。可选地，废水收集模块对待处理废水进行生物除味处理。可选地，废水收集模块中添加有微生物活性菌，对待处理废水进行生物除味。可选地，废水收集模块包括除味加药单元，除味加药单元存储除味剂，例如微生物活性菌，用于向废水收集模块添加除味剂。可选地，除味加药单元设置在废水收集箱外部，除味加药单元通过导管和加药泵向废水收集箱添加微生物活性菌。可选地，除味加药单元为现有的自动给药器。

一级调节模块20对废水收集模块10输出的处理液进行ph调节，先调节待处理废水至碱性状态，再通过过滤器对处理液中杂质进行过滤，然后调节处理液至酸性状态。可选地，上述过滤器为外置过滤器。可选地，上述过滤器为调节模块内置过滤器。

可选地，一级调节模块20包括调节水箱，废水收集模块10输出的处理液输送到调节水箱中，在调节水箱中进行ph调节。可选地，一级调节模块20还包括ph调节单元，ph调节单元中存储ph调节剂，用于向调节水箱自动添加ph调节剂。可选地，ph调节单元设置在调节水箱外部，ph调节单元通过导管和加药泵向调节水箱添加ph调节剂。可选地，ph调节单元为现有的自动给药器。可选地，调节模块中还设置有ph检测器，ph检测器用于检测调节模块中处理液的ph值，ph调节单元根据ph检测器的结果控制给药量。

可选地，如图2所示，一级调节模块20包括多级调节水箱，第一级调节水箱11将处理液ph值调节至碱性状态，最后一级水箱19将处理液ph值调节至酸性状态，一级调节模块包括过滤器12，过滤器对碱性状态水箱的处理液进行过滤。可选地，上述第一级调节水箱11设置ph检测器和ph调节单元，ph调节单元根据ph检测器的结果控制投送到第一级调节水箱11中的ph调节剂的剂量，调节第一级调节水箱11中处理液的ph值为碱性状态。第一级调节水箱中的处理液产生的杂质(例如悬浮物和颗粒)，通过过滤器12过滤，过滤后的处理液再经过后级调节水箱进行ph调节。可选地，上述最后一级调节水箱19设置ph检测器和ph调节单元，ph调节单元根据ph检测器的结果控制投送到最后一级调节水箱中的ph调节剂的剂量，调节最后一级调节水箱中处理液的ph值为酸性状态。可选地，一级调节模块的第一级调节水箱和最后一级调节水箱之间还包括一个或者多个中间级水箱13，中间级水箱用于对处理液ph值进行碱性状态和酸性状态的精确控制，使处理液的ph值精确达到目标数值。可选地，上述第一级调节水箱11调节处理液ph值至碱性状态，ph值范围为9～11。可选地，上述中间级水箱调节处理液ph值至碱性状态，ph值范围为9～11。可选地，上述最后一级调节水箱调节处理液ph值至酸性状态，ph值范围为3～5。可选地，上述中间级水箱调节处理液ph值至酸性状态，ph值范围为3～5。可选地，当第一级调节水箱11调节处理液ph值高于预设范围时，向第一级调节水箱11加水进行稀释。可选地，当第一级调节水箱调节处理液ph值高于预设范围时，相邻接的中间级水箱加酸性调节剂进行调节，该中间级水箱调节处理液ph值范围为9～11。可选地，当最后一级调节水箱调节处理液ph值低于预设范围时，向最后一级调节水箱加水进行稀释。可选地，最后一级调节水箱调节处理液至酸性状态，ph值为4。可选地，过滤器12为袋式过滤器。可选地，第一级调节水箱11中还设置曝气装置和搅拌棒，加速处理液混凝过程，提高混凝效果。

可选地，如图3所示，一级调节模块20包括两级调节水箱，两级调节水箱之间设置过滤器；前级调节水箱15调节处理液ph值至碱性状态，过滤器12对前级调节水箱中生成的杂质进行过滤，后级调节水箱16将过滤后的处理液ph值调节至酸性状态。可选地，前级调节水箱15调节处理液ph值至碱性状态，ph值范围为9～11。可选地，后级调节水箱调节处理液ph值至酸性状态，ph值范围为3～5。可选地，当前级调节水箱调节处理液ph值高于预设范围时，向前级调节水箱加水进行稀释。可选地，当后级调节水箱调节处理液ph值低于预设范围时，向后级调节水箱加水进行稀释。可选地，后级调节水箱调节处理液ph值至酸性状态，ph值为4。可选地，前级调节水箱15设置ph检测器和ph调节单元，ph调节单元根据ph检测器的结果控制投送到前级调节水箱15中的ph调节剂的剂量，调节前级调节水箱15中处理液的ph值为碱性状态。可选地，后级调节水箱16设置ph检测器和ph调节单元，ph调节单元根据ph检测器的结果控制投送到后级调节水箱16中的ph调节剂的剂量，调节后级调节水箱16中处理液的ph值为酸性状态。可选地，过滤器12为袋式过滤器。可选地ph调节单元选用现有的自动给药器。

灭菌模块30对处理液进行灭菌处理，以消灭处理液中的细菌、病毒等微生物。可选地，灭菌模块中包括紫外灭菌器，紫外灭菌器设置在处理液流动路径上，对处理液进行紫外照射灭菌处理。可选地，灭菌模块包括紫外灭菌器和灭菌腔，输入的处理液流经灭菌腔，紫外灭菌器向灭菌腔进行紫外照射。可选地，紫外灭菌腔的腔壁为反射镜面。可选地，灭菌腔中设置盘旋管路，处理液输入到灭菌腔后流经盘旋管路后输出，紫外灭菌器向盘旋管路进行紫外照射。采用上述可选实施例，盘旋管路延长了处理液在灭菌腔中的流动路径，进而延长了处理液接受紫外照射的时间，增强了灭菌模块30的灭菌效果。可选地，盘旋管路为模块化结构，根据灭菌要求进行模块串接。图4为盘旋管路的一个可选实施例的结构图，盘旋管路设置在灭菌腔中，紫外灭菌器设置在盘旋管路的前方，紫外灭菌器的紫外光可以照射到整个盘旋管路。

电解模块40对处理液进行电解，以实现降解有机污染物的目的。可选地，电解模块40对处理液进行铁碳微电解。可选地，电解模块40还包括冲洗管路，用于对电解模块内部介质进行反冲洗，实现内部介质的清洁。

灭菌模块30和电解模块40分别对处理液进行灭菌和电解处理后，再经过二级调节模块45，二级调节模块45调节处理液ph值为6～8，使得处理液ph值为中性、或者弱酸性、或者弱碱性。可选地，二级调节模块45包括调节水箱。可选地，二级调节模块45还包括ph检测器和ph调节单元，ph调节单元根据ph检测器的结果控制投送到调节水箱中的ph调节剂的剂量，调节处理液的ph值为6～8。可选地，过滤器12为袋式过滤器。可选地ph调节单元选用现有的自动给药器。

如图5所示，一级过滤模块510包括石英砂过滤单元51和活性炭过滤单元52，石英砂过滤单元51用于滤除处理液中杂质，例如悬浮物等，活性炭过滤单元52用于去除处理液中异味。可选地，一级过滤模块510依次设置有石英砂过滤单元51和活性炭过滤单元52。可选地，石英砂过滤单元51还包括冲洗管路，用于对内部过滤介质进行反冲洗，实现对石英砂过滤单元内部过滤介质的清洁。可选地，活性炭过滤单元52还包括冲洗管路，用于对内部过滤介质进行反冲洗，实现对活性炭过滤单元内部过滤介质的清洁。

金属捕捉模块53通过添加金属捕捉剂对处理液中的重金属离子进行提取。可选地，金属捕捉模块包括过滤器，过滤器对金属捕捉模块输出的处理液进行过滤，过滤后的处理液输入到二级过滤模块或者回输到所述废水收集模块、一级调节模块、灭菌模块、电解模块、二级调节模块、一级过滤模块中任意一个的入口。

可选地，如图6所示，二级过滤模块520包括依次设置的mbr单元60、保安过滤单元70、超滤单元80，处理液依次经过mbr(膜生物反应器)单元、保安过滤单元(也称精密过滤单元)和超滤单元，逐级滤除更加微小的杂质和微生物，最终输出的处理液水质满足国家排放标准。上述mbr单元、保安过滤单元和超滤单元选用现有设备。可选地，mbr单元60和保安过滤单元70设置有缓冲水箱，用于实现mbr单元60和保安过滤单元70之间的流量控制。可选地，mbr单元60和保安过滤单元70之间设置提升泵。

可选地，上述废水收集模块、一级调节模块、灭菌模块、电解模块、二级调节模块、一级过滤模块、金属捕捉模块、二级过滤模块，相邻的两个模块之间设置提升泵，每个提升泵的运行根据下一级模块的液位及处理时间确定。可选地，废水收集模块和调节模块之间的提升泵为耐腐蚀提升泵。可选地，调节模块和灭菌模块之间的提升泵为耐腐蚀提升泵。可选地，灭菌模块和电解模块之间的提升泵为耐腐蚀提升泵。可选地，电解模块和过滤模块之间的提升泵为耐腐蚀提升泵。

可选地，一级调节模块内部的多级调节水箱之间设置提升泵，每个提升泵的运行根据下一级调节水箱的液位及处理时间确定。可选地，一级调节模块内部的提升泵为耐腐蚀提升泵。

可选地，上述石英砂过滤单元51和活性炭过滤单元52之间设置提升泵，每个提升泵的运行根据下一级单元的液位及处理时间确定。

可选地，上述mbr单元60、保安过滤单元70、超滤单元80之间设置提升泵，每个提升泵的运行根据下一级单元的液位及处理时间确定。

本发明公开的实验室综合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进行综合处理，电解模块、mbr单元、超滤单元能够有效去除实验室综合废水中的有机溶剂，输出的处理液中cod、bod检测数值达到排放标准；过滤器能够有效去除ss(固态悬浮物)；一级过滤模块能够有效去除处理液中的色度；灭菌模块和超滤单元能够有效去除病毒；金属捕捉模块能够有效去除重金属离子。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】、国家污水排入城市下水道水质标准【cj343-2010】、北京市水污染物排放标准【db11/307-2005】中的一、二、三级标准或者2005版国家【医疗机构水污染物排放标准】中的相关标准，处理后的废水可直接排入市政污水管网或地表、河水，也可以通过再处理工艺把处理后的废水进行再利用。

本发明还提出了一种实验室综合废水处理方法，包括：收集待处理废水；调节待处理废水ph值至碱性状态；对处理液中杂质进行过滤；调节处理液ph值至酸性状态；对处理液进行灭菌和电解处理；调节处理液ph值为6～8；对处理液进行粗过滤；对处理液中的重金属离子进行捕捉；对处理液进行细过滤后输出。

可选地，上述实验室综合废水处理方法采用前文实验室综合废水处理装置中的各个模块进行废水处理，各个处理模块的工作原理已在前文进行了详细描述，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。