專利名稱：生物性污染廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬環(huán)境工程水污染處理與控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物性污染廢水處
理裝置，尤其涉及生物實(shí)驗(yàn)室廢水處理的成套化設(shè)備，可直接應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)室廢水的處理。
背景技術(shù)：
生物經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為我國又一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，生物科學(xué)技術(shù)在制藥業(yè)、醫(yī)療業(yè)、 農(nóng)業(yè)等方面迅速發(fā)展，應(yīng)用廣泛，對緩解人類所面臨的人口 、資源、環(huán)境的矛盾方面扮演著 不可或缺的角色。但是其自身潛在的威脅與風(fēng)險(xiǎn)，已日益引起人們的普遍關(guān)注和警覺。生物 實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)、在實(shí)驗(yàn)室通過人工誘變及基因工程的構(gòu)建使生物產(chǎn)生突變 或構(gòu)建獲得的基因工程菌、病毒和癌細(xì)胞等，以及在實(shí)驗(yàn)室中采用的誘變劑、生化藥物等， 這些物質(zhì)一旦進(jìn)入環(huán)境，就會對人體健康和生態(tài)安全造成巨大威脅。 —般來說，生物實(shí)驗(yàn)室廢水的水質(zhì)特征是1)有機(jī)污染物(C0Dcr)含量較高，其主 要成分為實(shí)驗(yàn)室用的化學(xué)藥品、有機(jī)溶劑以及死亡微生物殘?bào)w等；2)實(shí)驗(yàn)室污水中還含有 較大量的洗滌劑成分如陰離子表面活性劑(LAS) ;3)細(xì)菌總數(shù)較高，通常為105_106數(shù)量級， 可能含有基因工程菌、致病菌等；4)含有生物活性物質(zhì)(如DNA片段)，病毒、癌細(xì)胞等。 大量的文獻(xiàn)調(diào)研表明，目前國內(nèi)外尚缺乏對生物實(shí)驗(yàn)室廢水進(jìn)行有效處理的方 法，多數(shù)生物實(shí)驗(yàn)室廢水是直接排放至城市排水管網(wǎng)進(jìn)入城市污水處理廠，其在城市排水 管網(wǎng)的輸送過程中對人體健康和生態(tài)安全會造成威脅，且城市污水處理廠對這類廢水也沒 有針對性的處理工藝，在處理過程或排水水體后對人體健康和生態(tài)安全具有很高的危險(xiǎn) 性。 去除廢水中的有機(jī)污染物，主要的處理方法包括好氧生物處理、高級化學(xué)氧化、吸 附法等，尤其以好氧生物處理應(yīng)用廣泛。但研究發(fā)現(xiàn)，生物實(shí)驗(yàn)室廢水中所含的LAS在曝氣 時(shí)產(chǎn)生大量泡沫使微生物流失而無法進(jìn)行，用臭氧等高級化學(xué)氧化法時(shí)也有相同的問題。 且生物處理、吸附法均不能對生物實(shí)驗(yàn)室廢水中的細(xì)菌和病毒進(jìn)行有效的消毒和滅菌，也 不能有效去除LAS。去除廢水中的LAS，主要的處理方法為混凝沉淀法、泡沫分離法等。泡 沫分離法能有效去除廢水中的LAS，但它不能去除廢水中的其它溶解性有機(jī)物，也不能對生 物實(shí)驗(yàn)室廢水中的細(xì)菌和病毒進(jìn)行有效的消毒和滅菌，且泡沫分離法的設(shè)備昂貴，運(yùn)行能 耗高?；炷恋矸ㄔO(shè)備投資、運(yùn)行能耗相對較低。但單純依靠混凝沉淀的方法難以去除小 分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)物，混凝沉淀只能將大分子有機(jī)物通過電中和及其共沉淀等作用去除，而 小分子有機(jī)物仍然殘留于廢水中，導(dǎo)致C0Dcr去除效率較低，去除LAS的效率也相對較低。 且和泡沫分離法相同，不能有效處理生物實(shí)驗(yàn)室廢水中的溶解性有機(jī)物、細(xì)菌和病毒。 去除廢水中的細(xì)菌及病毒的主要處理方法包括液氯、臭氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì)進(jìn)行 消毒滅菌，或UV消毒。采用常規(guī)消毒的方式(如液氯消毒)能夠滅活廢水中的細(xì)菌，但是 對病毒類、基因片段以及癌細(xì)胞等的處理效率不夠高，且加氯消毒方式會產(chǎn)生氯化消毒副 產(chǎn)物等環(huán)境生態(tài)有害物質(zhì)。UV消毒不會形成有毒消毒副產(chǎn)物，但對廢水中的病菌、病毒、基因片段以及癌細(xì)胞等的處理效率均不夠高，且經(jīng)UV消毒后的病菌見光后又容易復(fù)活，不甚 可靠。且除臭氧外的方法對有機(jī)污染物的降解去除功能均很弱。而對于生物性污染廢水既 需要對其中的基因工程菌、癌細(xì)胞、病毒等進(jìn)行滅菌消毒，也需對其中的有機(jī)污染物進(jìn)行有 效去除。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種生物性污染廢水處理 裝置，尤其提出一種高效的移動式一體化生物性污染廢水處理裝置。 本實(shí)用新型提出的移動式一體化生物性污染廢水處理裝置，主要由加藥模塊，反 應(yīng)模塊，污泥處理模塊三部分組成，模塊間經(jīng)管道和閥門連接。整個(gè)處理系統(tǒng)可安置在一個(gè) 集裝箱內(nèi)，達(dá)到移動式處理的目的。生物性污染廢水經(jīng)過本系統(tǒng)處理后，水質(zhì)達(dá)到或由于 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8918-2002)》二級排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放入下水管道， 達(dá)到了一體化處理的目的。 本實(shí)用新型中，加藥模塊由六個(gè)加藥桶1構(gòu)成。加藥桶1上方中心處為自來水進(jìn) 水口 2。每個(gè)加藥桶配有攪拌器25和加藥泵26. 本實(shí)用新型中，處理模塊包括三個(gè)桶構(gòu)成反應(yīng)池。每個(gè)反應(yīng)池均配有攪拌器16. pH 調(diào)節(jié)池5上方正中為進(jìn)水管6 ;側(cè)有排水管17，排水管17依不同高度設(shè)有排水口 ；池底錐 形底部有排泥口 20.混凝沉淀池7正中為進(jìn)水管9，側(cè)有排水管18，排水管18不同高度設(shè) 有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 21. Fenton氧化池9上方正中為進(jìn)水管10 ;側(cè)有排水管 19，排水管19依不同高度設(shè)有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 22.處理模塊還包括污水進(jìn) 水口 ll，提升泵12，調(diào)節(jié)閥門23，此閥門決定污泥是從反應(yīng)池中進(jìn)入污泥池，或是由污泥池 中進(jìn)入板框式壓泥機(jī)。本實(shí)用新型中，污泥處理模塊由污泥池13，板框壓濾機(jī)3，螺桿泵4構(gòu)成。污泥池 13和板框壓濾機(jī)3之間由排泥管14連接。污泥池13錐形底部下方有排泥口 24. 此外，整個(gè)處理裝置的電路由電控柜15控制。 本實(shí)用新型的工作過程如下 (1)藥品固體或濃縮液投入加藥罐，加水稀釋，備用。 (2)生物性污染廢水通過泵抽取進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，在pH調(diào)節(jié)池中投加稀 H2S04(30% )作為pH調(diào)節(jié)劑，使與廢水pH降至2左右，攪拌10-30min，進(jìn)行初步殺菌。 (3)初步殺菌后廢水進(jìn)入混凝沉淀池，加入NaOH調(diào)節(jié)為中性，并加入CaO與廢水中 LAS進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成小的沉淀懸浮物，CaO摩爾投加量相當(dāng)于LAS摩爾濃度的0. 75-1. 0 倍，化學(xué)反應(yīng)時(shí)間10-20min。加入PAFCS進(jìn)行快速攪拌(300r/min)，混合時(shí)間為l-2min， 投加量為40-60mg/L ;投加PAMO. 5-1. Omg/L，絮凝時(shí)間為15-30分鐘，此過程在慢速攪拌 (60r/min)中進(jìn)行，保證大顆粒絮體的形成；靜置45-60分鐘，大量的絮體沉入沉淀池底部 得到去除，沉淀后廢水中CODcr去除率達(dá)60 %以上，LAS去除率達(dá)到50 %以上，部分細(xì)菌同 時(shí)得到去除；污泥排入污泥池。 (4)沉淀后的廢水上清液進(jìn)入Fenton氧化池進(jìn)行Fenton氧化，運(yùn)行條件為H202 投加量O. 044-0. 18mol/L，硫酸亞鐵投加量按照mol(H202)/mol(Fe"比為20 : 0.5-20 : 2 進(jìn)行投加，用酸調(diào)節(jié)溶液pH在2-4，反應(yīng)3. 5-5. 5h，在此過程進(jìn)行中速攪拌(100r/min)，處理出水C0Dcr小于100mg/L ;投加NaOH或者CaO調(diào)節(jié)出水pH為中性；經(jīng)二次沉淀池沉淀 90-120分鐘后，排放。污泥排入污泥池。 (5)污泥經(jīng)板框式壓泥機(jī)處理后收集。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖俯視圖示。 圖2為本實(shí)用新型反應(yīng)模塊一側(cè)側(cè)視圖。 圖3為本實(shí)用新型加藥模塊一側(cè)側(cè)視圖。 圖中標(biāo)號1為加藥罐體，2為加藥罐自來水進(jìn)水口，3為板框式壓泥機(jī)，4為螺桿 泵，5為pH調(diào)節(jié)池池體，6為pH調(diào)節(jié)池進(jìn)水口 ， 7為混凝沉淀池池體，8為混凝沉淀池進(jìn)水口 ， 9為Fenton氧化池池體，10為Fenton氧化池進(jìn)水口 ， 11為污水進(jìn)水口 ， 12為提升泵，13為 污泥池池體，14為出水口 ， 15為電控柜，16為反應(yīng)池?cái)嚢铏C(jī)，17為pH調(diào)節(jié)池出水口 ， 18為 混凝沉淀池出水口 ， 19為Fenton氧化池出水口 ， 20為pH調(diào)節(jié)池排泥口 ， 21為混凝沉淀池 排泥口 ， 22為Fenton氧化池排泥口 ， 23為閥門，24為污泥池排泥口 ， 25為加藥罐攪拌器，26 為加藥泵。
具體實(shí)施方式本裝置處理生物性污染廢水能力4噸/天。裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和大小如下 整個(gè)集裝箱尺寸5.69mX2. 13mX2. 18m。加藥桶材質(zhì)為塑料，尺寸為 0. 56mX0. 56mX0. 98m。加藥桶自來水管為UPVC材質(zhì)，DN20mm.潛水泵抽取污水，管道為 標(biāo)準(zhǔn)消防水管。pH調(diào)節(jié)池池體，混凝沉淀池池體，F(xiàn)enton氧化池池體相同，塑料材質(zhì)，尺 寸Ol. 2m，高1. 87m，使用時(shí)最大容積1. 4m3。污水管為0 0. 4mUPVC管。污泥管為UPVC 管，DN80mm。 pH調(diào)節(jié)池中投加稀H2S04 (30 % )作為pH調(diào)節(jié)劑，使與廢水pH降至2左右， 攪拌10-30min。之后廢水通過提升泵進(jìn)入混凝沉淀池，加入NaOH調(diào)節(jié)為中性，并加入CaO 與廢水中LAS進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成小的沉淀懸浮物，CaO摩爾投加量相當(dāng)于LAS摩爾濃度的
0. 75-1.0倍，化學(xué)反應(yīng)時(shí)間10-20min。加入PAFCS進(jìn)行快速攪拌(300r/min)，混合時(shí)間為 l-2min，投加量為40-60mg/L ;投加PAMO. 5_1. Omg/L，絮凝時(shí)間為15-30分鐘，此過程慢速攪 拌(60r/min)，靜置45-60分鐘。污泥排入污泥池，污泥池為塑料材質(zhì)，尺寸。0. 8m，高lm。 廢水上清液進(jìn)入Fenton氧化池進(jìn)行Fenton氧化，運(yùn)行條件為H202投加量0. 044-0. 18mol/ L，硫酸亞鐵投加量按照mol(H^)/mol(Fe20比為20 : 0.5-20 : 2進(jìn)行投加，用酸調(diào)節(jié)溶 液pH在2-4，反應(yīng)3. 5-5. 5h，在此過程進(jìn)行中速攪拌(100r/min)。投加NaOH或者CaO調(diào)節(jié) 出水PH為中性；經(jīng)二次沉淀池沉淀90-120分鐘后，排放。污泥排入污泥池。 實(shí)施例1 某高校生物實(shí)驗(yàn)室廢水，試驗(yàn)水樣條件COD 810mg/L， LAS 140mg/L， pH 6. 65， SS 140mg/L， NH3-N、 T_N、 T_P分別為3. 03mg/L、8. 36mg/L、l. 05mg/L，細(xì)菌總數(shù)3. 4X 104CFU/ mL， ATP2. 62X 104RLU/mL，生物毒性為有毒。出水COD小于76mg/L ;NH3_N、 T_N、 T_P分別為
1. 34mg/L、2. 82mg/L、0. 06mg/L ;LAS小于10mg/L，去除率達(dá)到96 % ，細(xì)菌總數(shù)的去除率為 100% ，生物活性ATP為0，生物毒性測試結(jié)果發(fā)光菌抑制率小于30% ，微毒。 實(shí)施例2[0028] 某高新科技園區(qū)藥谷大樓實(shí)驗(yàn)室廢水，水質(zhì)參數(shù)COD :1550mg/L， LAS :4. 47mg/L， pH7. 5，SS 45mg/L，NH3-N 4. 3mg/L、T_N 7. lmg/L、T_P 0. 36mg/L，細(xì)菌總數(shù)2. 4X 105CFU/mL， ATP9. 8X 103RLU/mL，生物毒性為有毒。處理后水中LAS含量小于2mg/L，的去除率達(dá)到85% 以上;COD去除率為90%以上;NH3-N 2. 9mg/L、T_N 5. Omg/L、T_P 0. 12mg/L ;對細(xì)菌的去除 率為100% ，生物活性ATP為0，生物毒性指標(biāo)發(fā)光菌抑制率小于30% ，微毒。
權(quán)利要求生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，由加藥模塊，反應(yīng)模塊和污泥處理模塊組成，模塊間經(jīng)管道和閥門連接，整個(gè)處理裝置置于一個(gè)集裝箱內(nèi)，能移動。
2. 按權(quán)利要求1所述的生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，所述的加藥模塊由六個(gè)加藥桶(1)構(gòu)成；加藥桶(1)上方中心設(shè)自來水進(jìn)水口 (2);每個(gè)加藥桶配有攪拌器(25)和加藥泵(26)。
3. 按權(quán)利要求1所述的生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，所述的處理模塊包括三個(gè)桶構(gòu)成反應(yīng)池；每個(gè)反應(yīng)池配有攪拌器(16)， pH調(diào)節(jié)池(5)， pH調(diào)節(jié)池上方正中為進(jìn)水管(6);側(cè)面有排水管(17)，排水管(17)依不同高度設(shè)有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 (20)，沉淀池(7)正中為進(jìn)水管(9)，側(cè)面有排水管(18)，排水管(18)按不同高度設(shè)排水口 ；池底錐形底部設(shè)排泥口 (21)， Fenton氧化池(9)上方正中為進(jìn)水管(10);側(cè)面有排水管(19)，排水管(19)依不同高度設(shè)有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 (22)。
4. 按權(quán)利要求1或3所述的生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，所述的處理模塊還包括污水進(jìn)水口 (ll)，提升泵(12)，調(diào)節(jié)閥門(23)。
5. 按權(quán)利要求4所述的生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)閥門(23)調(diào)節(jié)污泥從反應(yīng)池中進(jìn)入污泥池，或由污泥池中進(jìn)入板框式壓泥機(jī)。
6. 按權(quán)利要求1所述的生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，所述的污泥處理模塊由污泥池(13)，板框壓濾機(jī)(3)和螺桿泵(4)構(gòu)成；所述的污泥池(13)與板框壓濾機(jī)(3)之間由排泥管(14)連接。
7. 按權(quán)利要求6所述的生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，所述的污泥池(13)錐形底部下方有排泥口 (24)。
專利摘要本實(shí)用新型屬環(huán)境工程水污染處理與控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物性污染廢水處理裝置，由加藥模塊，反應(yīng)模塊，污泥處理模塊三部分組成，模塊間經(jīng)管道和閥門連接，安置在一個(gè)集裝箱內(nèi)，可移動。生物性污染廢水經(jīng)本裝置處理后，水質(zhì)達(dá)到或由于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8918-2002)》二級排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放入下水管道。試驗(yàn)證實(shí)，該設(shè)備對生物實(shí)驗(yàn)室廢水水質(zhì)特征參數(shù)pH、溫度、SS、LAS濃度、有機(jī)物含量的適應(yīng)范圍寬、設(shè)備成本低，可保證生物實(shí)驗(yàn)室廢水的達(dá)標(biāo)排放，細(xì)菌、ATP均得到有效去除，生物毒性大為下降，減少對環(huán)境水體污染。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活，處理效果好，占地面積小。
文檔編號C02F11/12GK201436289SQ20092007645
公開日2010年4月7日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者代瑞華, 劉燕, 劉翔, 史舟, 葉建鋒, 吳金鍵, 張?jiān)? 李懷正, 楊楠楨, 蔡璇, 郭思, 金偉 申請人:復(fù)旦大學(xué)