本发明涉及一种污水处理方法及装置，具体涉及一种高效的实验室废液处理方法及装置。
背景技术：
随着经济的发展以及监测、测试技术的进步，实验室废液的排放量及种类逐步增多，其中根据废液中所含主要污染物性质, 可以分为实验室有机和无机废水两大类。无机废水主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、氰化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等。有机废水含有常用的有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类物质。上述实验室废液中多类具有毒性、腐蚀性、化学反应性和传染性，若不进行适当的处理会对生态环境和人类健康构成严重危害。以水环境监测废液为了，一般情况下水环境监测的对象有地表水、地下水、生活用水以及污染水等，通常会在实验室中进行，这就不可避免的产生大量的实验室废液，这些废液通常包括含有铬、汞、银等重金属离子，还有一些含有氰化物、砷、有机酸、酚类、石油类物质等。这些废液大都含有有毒物质，并且有毒物质的浓度很高，毒性很强。为了更好的保护环境，更好的维护实验室的环境安全，保护工作人员的身体健康，对水环境监测过程中产生的实验室废液进行正确处理是非常有必要。
目前，实验室废液处理的现状大都是集中收集，随后送交专门的处理机构进行特殊处理。但是，这种处理方式存在很多弊端。
1)定期的回收和处理使得实验室废液在实验室储存时间太长，容易使实验室的环境受到污染。而且，易挥发的有害物质一旦挥发和扩散将会严重污染周围环境，并且给化验人员的身体健康带来威胁。
2)实验监测包含的内容是很广泛的。不同的化验对象采用不同的化验方法，采用不同的试剂和药品。不同的化验样本产生的废液集中保存可能会发生化学反应，产生有害物质。各种成分的混合也有可能互相作用，使后期的处理更加困难。
为了解决上述弊端，本发明构建了一种高效的实验室废液就地处理方法及装置，可方便及时处理实验中产生的废水，出水可达到稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A排放标准（以下简称一级A标准）。
技术实现要素：
针对现有实验室废液集中收集再委外处理的弊端，本发明的目的是构建一种高效的实验室废液处理方法及装置，其主要用于实时处理实验产生的废液，确保实验室的环境安全，保护工作人员的身体健康。
本发明包括污泥池(3-9)以及顺序连接的反应池(3-1)，一级沉淀池(3-2)，一级离子交换池(3-3)，二级离子交换池(3-4)，二级沉淀池(3-5)，预留曝气池(3-6)，超滤池(3-7)，消毒兼清水池(3-8)。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，具体包括以下步骤：
1）、实验室废液通过进水泵提升至反应池(3-1)，依据控制柜(13)内设置的pH监测系统监测的进水pH，控制酸投加系统(12-1)和碱投加系统(12-2)投加酸或者碱，调整pH至6.5-8，反应池(1)中酸碱中和部分停留时间为45分钟，污水经过酸碱调节后，进入反应池(1)中絮凝反应池部分，根据废液种类的不同，设置絮凝剂投加系统(12-3)的投加量，确保胶体以及悬浮物等不进入到离子交换池组中，并去除进水中的总磷，反应池(1)中絮凝部分停留时间为15分钟。
2）、经反应池(3-1)后，污水进入一级沉淀池(3-2)，将与磷酸盐沉淀、胶体、悬浮物以及其他易沉固体截留在沉淀池内，汇集至污泥斗中，池底设有污泥斗，定期通过一级沉淀池排泥泵(11-1)排除积存的污泥至污泥池(3-9)中。
3）、经一级沉淀池(3-2) 后，污水进入一级离子交换池(3-3)，根据污水的种类设置树脂的种类，如大孔弱碱性离子树脂，大孔弱酸性离子树脂等，以此来去除水中的特定污染物，如铬、汞等重金属，或硫化物、氯化物等，一级离子交换池(3-3)的大小依据水量、水质以及树脂再生频率确定，如半年再生一次，水量100升/天，主要去除水中的浓度为500mg/L的汞，那么树脂吸附量按150g/L计算，树脂最少需要60L，则一级离子交换池(3-3) 容积为100L。
4）、污水经过一级离子交换池(3-3)后，进入二级离子交换池(3-4)再次对水中的特定污染物进行去除，确保污染得到有效去除，容积为一级离子交换池(3-3) 容积的1/2-2/3。
5）、污水经过二级离子交换池(3-4)后进入预留曝气池(3-5)，预留曝气池(3-5)是主要处理污水中可生化性有机物、总磷以及氨氮，当可生化性有机物超过60mg/L或总磷超过2mg/L或氨氮浓度超过8mg/L时，预留曝气池(3-5)需要开启曝气装置，启动池内特制球形填料上的微生物菌群，未启动之前球形填料上的微生物菌群浸没在水中即可保持活性，也可投加污水厂中的浓缩泥水混合物；若污水中可生化性有机物、总磷以及氨氮低于上述数值，预留曝气池(3-5)可不开启。
6）、污水经过预留曝气池(3-5)后进入二级沉淀池(3-6)，二级沉淀池(3-6)主要是沉降及回流前面曝气池中的污泥或生物膜，保持出水清澈，避免后去超滤膜组件(9)超负荷运行，沉降的污泥通过污泥回流泵(11-2)60-80%回流至预留曝气池(3-5)，20-40%作为剩余污泥排放至污泥池(3-9)中，当预留曝气池(3-5)可不开启时，二级沉淀池(3-6)同步不开启，包括回流及排泥系统。
7）、污水经过二级沉淀池(3-6)后进入超滤池(3-7)，超滤池(3-7)主要去除悬浮物、胶体、部分有机物、总磷以及重金属等，确保出水清澈，池底设有污泥斗，定期通过超滤池排泥泵(11-3)排除积存的污泥至污泥池(3-9)中。
8）、超滤池(3-7)出水随后进入消毒兼清水池(3-8)，停留时间为1小时，消毒兼清水池(3-8)采用紫外线消毒方式，可根据水量质的变化调整紫外灯的开启数量，确保粪大肠杆菌达到一级A标准。
其中所述预留曝气池(3-5)，可根据进水水质确定运行与否，当预留曝气池(3-5)不运行时，污水还是经过预留曝气池(3-5)，但曝气及相应的回流系统不开启；当预留曝气池(3-5)运行时，其中曝气系统开启，曝气系统为管式微孔曝气器(7)，起曝气及混合作用，其中出水溶解氧控制在1.5-2.5mg/L，其中的污泥回流及污泥排放由控制柜(13)内的自控装置控制定时开启。
其中所述预留曝气池(3-5)的填料，为特制生物填料(8)，呈球形内部填充聚氨酯海绵，当预留曝气池(3-5)不运行时，填料上的微生物菌群处于休眠状态，当运行时，曝气后即可恢复正常功能。
其中所述污泥回流由控制柜(13)内的自控装置控制定时开启；一级沉淀池(3-2)、二级沉淀池(3-6)和超滤池(3-7)的污泥排放，为间歇排放，均由控制柜(13)内的自控装置控制开启时间，如每日10分钟。
其中所述污泥池(3-9)设有溢流口，溢流出水排入装置进水口，污泥池(3-9)可贮存半年至一年的污泥，定期清运处理，若含重金属等物质须按危险废物处理。
其中所述控制柜(13)中设有自动控制装置，可实现进水、曝气、回流、排泥以及出水的自动控制及远程控制。
按照本发明设计的一体化装置，具有以下明显特点：
1）由于超滤膜的分离作用，高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，出水可直接排放或回用。
2）膜生物反应器可滤除细菌、病毒等有害物质，可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用并扩大废水回用范围。
3）膜的高效截流作用，使微生物完全截留在反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（STR）的完全分离，运行控制灵活稳定。
4）特制球形防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解，从而系统中各种代谢过程顺利进行。系统抗冲击性强，适应范围广。
5）出水可稳定达到城市下水道接管标准，，甚至达到一级A排放标准；
6）全自动运行、易维护、无人值守。
附图说明
图1
图中各组件为：1污水管道，1-1进水管，1-2出水管，1-3放空管，2水泵，2-1进水泵，2-2抽吸泵，3池组，3-1反应池，3-2一级沉淀池，3-3一级离子交换池，3-4二级离子交换池， 3-5预留曝气池，3-6二级沉淀池，3-7超滤池，3-8消毒兼清水池，3-9污泥池，4搅拌器，4-1酸碱反应池搅拌器，4-2絮凝反应池搅拌器，5-1一级沉淀池斜板填料，5-2二级沉淀池斜板填料，6树脂，6-1树脂1，6-2树脂2，7管式微孔曝气器，8生物填料，9超滤膜组件，10紫外灯箱，11污泥泵，11-1沉淀池排泥泵，11-2污泥回流泵，11-3超滤池排泥泵，12药剂投加系统，12-1酸投加系统，12-2碱投加系统，12-3絮凝剂投加系统，13控制柜。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种高效的实验室废液处理方法及装置，包括污泥池(3-9)以及顺序连接的反应池(3-1)，一级沉淀池(3-2)，一级离子交换池(3-3)，二级离子交换池(3-4)，二级沉淀池(3-5)，预留曝气池(3-6)，超滤池(3-7)，消毒兼清水池(3-8)，采用如下技术方案，具体包括以下步骤：
1）、实验室废液通过进水泵提升至反应池(3-1)，在反应池(1)中可进行酸碱中和反应和絮凝反应，其中污水先经过酸碱调节后，再进入反应池(1)中絮凝反应池部分；
2）、经反应池(3-1)后，污水进入一级沉淀池(3-2)，将与磷酸盐沉淀、胶体、悬浮物以及其他易沉固体截留在沉淀池内，汇集至污泥斗中，池底设有污泥斗，定期通过一级沉淀池排泥泵(11-1)排除积存的污泥至污泥池(3-9)中；
3）、经一级沉淀池(3-2) 后，污水进入一级离子交换池(3-3)，根据污水的种类设置树脂的种类，如大孔弱碱性离子树脂，大孔弱酸性离子树脂等，以此来去除水中的特定污染物，如铬、汞等重金属，或硫化物、氯化物等；
4）、污水经过一级离子交换池(3-3)后，进入二级离子交换池(3-4)再次对水中的特定污染物进行去除，确保污染得到有效去除，通常容积为一级离子交换池(3-3) 容积的1/2-2/3；
5）、污水经过二级离子交换池(3-4)后进入预留曝气池(3-5)，预留曝气池(3-5)是主要处理污水中可生化性有机物、总磷以及氨氮，预留曝气池(3-5)开启；
6）、污水经过预留曝气池(3-5)后进入二级沉淀池(3-6)，二级沉淀池(3-6)主要是沉降及回流前面曝气池中的污泥或生物膜，保持出水清澈，避免后去超滤膜组件(9)超负荷运行；
7）、污水经过二级沉淀池(3-6)后进入超滤池(3-7)，超滤池(3-7)主要去除悬浮物、胶体、部分有机物、总磷以及重金属等，确保出水清澈；
8）、超滤池(3-7)出水随后进入消毒兼清水池(3-8)，停留时间为1小时，消毒兼清水池(3-8)采用紫外线消毒方式，确保粪大肠杆菌达到一级A标准。
实施例2
1）、实验室废液通过进水泵提升至反应池(3-1)，在反应池(1)中可进行酸碱中和反应和絮凝反应，其中污水先经过酸碱调节后，再进入反应池(1)中絮凝反应池部分；
2）、经反应池(3-1)后，污水进入一级沉淀池(3-2)，将与磷酸盐沉淀、胶体、悬浮物以及其他易沉固体截留在沉淀池内，汇集至污泥斗中，池底设有污泥斗，定期通过一级沉淀池排泥泵(11-1)排除积存的污泥至污泥池(3-9)中；
3）、经一级沉淀池(3-2) 后，污水进入一级离子交换池(3-3)，根据污水的种类设置树脂的种类，如大孔弱碱性离子树脂，大孔弱酸性离子树脂等，以此来去除水中的特定污染物，如铬、汞等重金属，或硫化物、氯化物等；
4）、污水经过一级离子交换池(3-3)后，进入二级离子交换池(3-4)再次对水中的特定污染物进行去除，确保污染得到有效去除，通常容积为一级离子交换池(3-3) 容积的1/2-2/3；
5）、污水经过二级离子交换池(3-4)后进入预留曝气池(3-5)，预留曝气池(3-5)不开启，，污水仅是经过预留曝气池(3-5)，但曝气及相应的回流系统不开启；
6）、污水经过预留曝气池(3-5)后进入二级沉淀池(3-6)，二级沉淀池(3-6)不开启，污水仅是经过二级沉淀池(3-6)；
7）、污水经过二级沉淀池(3-6)后进入超滤池(3-7)，超滤池(3-7)主要去除悬浮物、胶体、部分有机物、总磷以及重金属等，确保出水清澈；
8）、超滤池(3-7)出水随后进入消毒兼清水池(3-8)，停留时间为1小时，消毒兼清水池(3-8)采用紫外线消毒方式，确保粪大肠杆菌达到一级A标准。
图1中所示细石线为污泥回流管和污泥排放管，二级沉淀池(3-6)的污泥通过污泥回流泵(11-2)60-80%回流至预留曝气池(3-5)，20-40%作为剩余污泥排放至污泥池(3-9)中；一级沉淀池(3-2)、二级沉淀池(3-6)和超滤池(3-7)的污泥排放，为间歇排放，均由控制柜(13)内的自控装置控制开启时间，如每日10分钟。
图1中所示虚线为药剂投加管道，主要有酸投加系统(12-1)管道、碱投加系统(12-2) 管道和絮凝剂投加系统(12-3)管道，控制柜(13)内设置的pH监测系统，依据监测进水的pH，控制酸投加系统(12-1)和碱投加系统(12-2)投加酸或者碱，调整pH至6.5-8，反应池(1)中酸碱中和部分停留时间为45分钟，污水经过酸碱调节后，进入反应池(1)中絮凝反应池部分，根据废液种类的不同，设置絮凝剂投加系统(12-3)的投加量，确保胶体以及悬浮物等不进入到离子交换池组中，并去除进水中的总磷，反应池(1)中絮凝部分停留时间为15分钟。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。