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高校實驗室廢水處理項目設計

文章出處:www.chuabenhdongduoc.com 人氣:發表時間:2019-12-28 16:40

icon_pdf.gif高校實驗室廢水處理工程設計。pdf

隨著高校的擴招和快速發展的經濟增長,學生人數急劇增加,科研實驗增加,實驗室產生的廢水量也日益增加,排放周期不確定,水質的組成復雜。廢水中不僅含有洗滌劑、常用溶劑等有機物質,還含有較多的酸堿、重金屬和有毒有害物質,并伴有許多性質難以確定的新物質。我國大多數教學科研單位未經適當處理就直接排放了實驗室廢水,對周圍河流造成了極其嚴重的污染。

本文以高校實驗室為對象,分析其實驗室廢水排放特性和水質特性,提出了具體的工程設計方案和設計參數,形成了一套完整的實驗室廢水處理工藝,希望能為我國石化教學研究機構實驗室廢水處理提供參考。

實驗室廢水的種類

化學、化學工程與環境系高校有四個平臺,即基礎化學實驗教學、化學過程實驗教學、化學分析測試實驗教學和化學模擬實驗教學,并有五個省級重點實驗室和5 省級工程技術研究中心。根據實驗室廢水中主要污染物的性質,實驗室廢水可分為有機實驗室廢水、無機實驗室廢水和微生物實驗室廢水。無機實驗室廢水主要含有酸堿、重金屬、重金屬絡合物、硫化物、鹵素離子、氰化物等無機離子。 有機實驗室廢水含有常用有機溶劑、有機酸、醚、有機磷化合物、酚類、石油、油類、多氯聯苯和其他物質。實驗室廢水可分為酸性廢水、堿性廢水、氰廢水、重金屬廢水、苯酚廢水、鹵素廢水等。根據污染物的主要成分。 微生物實驗室廢水主要由生物實驗室化驗廢水、生物培養液、培養基和少量實驗設備沖洗。

實驗室廢水首先通過細格柵(3毫米)流入調節沉淀池一,出水進入排污浮油塔;表面活性劑和破乳劑通過加藥裝置加入吹油浮塔,分離出的氣油被點燃; 廢水用濕式氧化法處理。絮凝劑、氧化鈣、硫化鈉等物質與濕式氧化出水混合進入沉淀池,出水經過物化處理后流入生化系統的調節沉淀池二;教學樓和生活區的廢水流經10 毫米細格柵流入調節沉淀池二,與物化處理水混合,采用A2 /O工藝脫氮除磷、除生化需氧量; 最后,未從水中去除的物質通過壓力過濾罐去除,整個過程中產生的污泥和沉淀物被脫水,然后衛生填埋。

實驗室廢水也可以按照廢水水質與生活廢水在物理化學處理的不同階段混合,然后用人工濕地處理的方法處理。然而,人工濕地處理效果不穩定,受溫度、降雨量等多種影響因素的影響??紤]到學校位于北部地區,濕地處理方案被放棄。

各工藝單元的設計

據統計,一所學校實驗室的廢水量為50m3/d,學校師生人數為3萬人,每人每天產生100升生活廢水。

1 細格柵

網格用于去除污水中的大懸浮物或漂浮物,降低后續水處理過程的處理負荷,保護水泵、管道和儀表(見圖2)。它是污水處理的重要組成部分。

實驗室廢水首先通過細格柵(3 ~ 10毫米)通過管道輸送,其中理化部分采用3毫米細格柵,生化部分采用10毫米細格柵(考慮廢水水質)。

以生化部分為例(理化部分可按以下方法計算)。以下是生化部分:精細網格設計的最大設計流量Qmax=0.3m3/s。格柵安裝的傾斜角α為60°;網格前水深h=0.4m穿越速度v=0.9m/s。網格凈間隙b=0.01m米;條形寬度S=0.01m米;進水水箱寬度=0.4m格柵阻力系數k=3;逐漸變寬位置的夾角α1=20°;阻力系數ζ=1.1;大門前通道超高=0.3m柵極前槽高度h1=m.

網格間計算系數n=Qmax[sinα/(bhv)]1/2=33;網格建筑寬度B=S(n-1)bn=0.65;電網水頭損失h1=kζv2sinα/2g=0.1181。后門槽的總高度H=h1 H2=0.8181米;門槽的總長度l=l1l 2 10.5 h1/tanα=2.419m(L1=(b-B1)/2tanα1=0.3434m;L2=L1/2=0.1717m;H1=H2=0.7m).

2 調節沉淀池

調節沉淀池是調節池、中和池和初沉池的組合。三個水箱的組合具有節省占地面積的效果。調節沉淀池具有調節水量(內部管線調節)、水質和沉淀固體的功能。它的形狀像一個垂直沉淀池,但其液體儲存量相對較大。理化部分的體積小于生化部分的體積(由于水量不同)。調節池和初沉池是廢水處理的重要組成部分。

以理化部分為例(生化部分可按以下方法計算)。以下為物化部分調節沉淀池(調節沉淀池一):實驗室廢水量Q=50m3/d的設計;最大流量Qmax=0.01m3/s。速度v0=0.03m米/秒。上升速度v=0.0005m米/秒。池內設有中心管,喇叭口處設有反射板,中心管面積f=0.01/0.03=0.333 m2;D=4f/π=0.424m。喇叭口直徑d1=1.35d=0.573m反射器直徑d2=1.3d1=0.743m米,

距離: H3=qmax/0.02πD1=0.278米,從反射器板表面到喇叭口;降水面積A=Qmax/0.0005=20m 2;降水區直徑D=[4(αf)/π]1/2=5.1m;沉淀區深度H2=q/a=2.5m

廢水通過中心管流入水箱,并在反射板的作用下擴散到水箱中。由于罐體體積大,廢水停留時間長,容易沉淀的物質沉淀到罐體底部,通過排泥管排出。同時達到調節水量水質的目的。儲罐有排水系統監測,由浮標、排水管、監測裝置和固定滑道組成。排水系統監測利用浮標漂浮在水面上,固定滑道將浮標固定在罐壁附近,防止浮標漂移。排水管設計有軟管,并固定在插入浮標的水面下(見圖3)。檢測設備由酸度計和報警器組成。酸度計深入水中,監測水的酸堿度始終保持不變,當酸堿度超過安全范圍時,警報就會響起。

廢水可通過真空泵從調節沉淀池(調節沉淀池一)排出,進入下一工序。

3 吹脫浮油塔

放空浮油塔由放空塔改進而來。廢水來自調節沉淀池一,從放空浮油塔中間進入??諝鈮嚎s機將空氣吹入塔內,微小氣泡從塔底均勻上浮,帶出揮發性氣體和溶解氣體,將油提升到液面。氣體從上部排出,油由于密度低于水而浮在液面上,然后排出,處理后的廢水從下部排出。廢氣可能有毒且易燃,并與分離的油一起點燃。一部分氣體被加熱以吹走塔。另一部分是預熱濕式氧化廢水。針對石油化工院校石油類物質產量大、可燃氣體量大的特點,對該裝置的設計進行了改進和提高。采用結構氣浮與排污相結合,一塔多用,既節省占地面積,又節約成本,效率高,維護簡單。水從中部加入,水從下部排出,氣液相逆流,效率較高。排出的可燃氣體、有毒有害氣體和分離出的油被點燃,為吹掃浮油塔和濕式氧化廢水提供熱量,使得吹掃浮油塔效率更高,濕式氧化過程節能(見圖5)。表面活性劑和破乳劑的加入使油水更容易分離,汽提后廢水中溶解氧更多,從而降低濕式氧化空壓機的負荷,實現顯著的濕式氧化效率。

4 濕式氧化

在較高溫度和壓力下,用空氣中的氧氣氧化廢水中溶解和懸浮的有機物和還原性物質。

設備已被廣泛使用。在該過程中采用該裝置后,大分子有機物可分解成小分子,還原性物質可被氧化以準備下一次沉淀,微生物I

5 沉淀池

6 A2/O工藝

7 壓力濾罐

實際上,上述過程的電源可以由泵提供。由于廢水水質的復雜性,推薦使用真空泵。物化部分沉淀池和生化部分A2/O產生的污泥和沉積物,經聚丙烯酰胺脫水和壓濾機脫水后,可以安全填埋。經該工藝處理后的出水可達到國家排放標準。研究表明,濕地能有效處理低濃度廢水。高校主要建造人工濕地。南部的高??梢灾苯优欧诺饺斯竦?,而不是使用壓力過濾罐。高校在北方只能在冬季使用壓力過濾罐或在排放不達標時打開壓力過濾罐,以達到節能的目的。

結語

根據高校實驗室油廠廢水量和水質,設計實驗室廢水處理工藝流程。首先,廢水通過細格柵流入調節沉淀池一,出水通過油分離塔(分離出的氣油被點燃)。處理過的水通過濕式氧化工藝處理。最后,通過沉淀池完成非化學處理過程。經物理化學處理的廢水和生活用水混合,采用A2/O工藝進行脫氮除磷和生化需氧量降低。最后,水中不能處理的物質被壓力過濾罐除去。整個過程中產生的污泥和沉淀物被脫水,然后衛生填埋。解釋過程中的每個過程單元。該工藝中調節沉淀池、吹脫浮油塔等結構由作者自行設計,希望能為我國石油石化教學研究機構實驗室廢水處理提供一些參考和啟示。

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