專利名稱：生物性污染廢水處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬環境工程水污染處理與控制技術領域，涉及一種生物性污染廢水處
理裝置，尤其涉及生物實驗室廢水處理的成套化設備，可直接應用于生物實驗室廢水的處理。
背景技術：
生物經濟已經成為我國又一個新的經濟增長點，生物科學技術在制藥業、醫療業、 農業等方面迅速發展，應用廣泛，對緩解人類所面臨的人口 、資源、環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險，已日益引起人們的普遍關注和警覺。生物 實驗室中產生的生物活性物質、在實驗室通過人工誘變及基因工程的構建使生物產生突變 或構建獲得的基因工程菌、病毒和癌細胞等，以及在實驗室中采用的誘變劑、生化藥物等， 這些物質一旦進入環境，就會對人體健康和生態安全造成巨大威脅。 —般來說，生物實驗室廢水的水質特征是1)有機污染物(C0Dcr)含量較高，其主 要成分為實驗室用的化學藥品、有機溶劑以及死亡微生物殘體等；2)實驗室污水中還含有 較大量的洗滌劑成分如陰離子表面活性劑(LAS) ;3)細菌總數較高，通常為105_106數量級， 可能含有基因工程菌、致病菌等；4)含有生物活性物質(如DNA片段)，病毒、癌細胞等。 大量的文獻調研表明，目前國內外尚缺乏對生物實驗室廢水進行有效處理的方 法，多數生物實驗室廢水是直接排放至城市排水管網進入城市污水處理廠，其在城市排水 管網的輸送過程中對人體健康和生態安全會造成威脅，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安全具有很高的危險 性。 去除廢水中的有機污染物，主要的處理方法包括好氧生物處理、高級化學氧化、吸 附法等，尤其以好氧生物處理應用廣泛。但研究發現，生物實驗室廢水中所含的LAS在曝氣 時產生大量泡沫使微生物流失而無法進行，用臭氧等高級化學氧化法時也有相同的問題。 且生物處理、吸附法均不能對生物實驗室廢水中的細菌和病毒進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物，也不能對生 物實驗室廢水中的細菌和病毒進行有效的消毒和滅菌，且泡沫分離法的設備昂貴，運行能 耗高。混凝沉淀法設備投資、運行能耗相對較低。但單純依靠混凝沉淀的方法難以去除小 分子結構的有機物，混凝沉淀只能將大分子有機物通過電中和及其共沉淀等作用去除，而 小分子有機物仍然殘留于廢水中，導致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驗室廢水中的溶解性有機物、細菌和病毒。 去除廢水中的細菌及病毒的主要處理方法包括液氯、臭氧等強氧化性物質進行 消毒滅菌，或UV消毒。采用常規消毒的方式(如液氯消毒)能夠滅活廢水中的細菌，但是 對病毒類、基因片段以及癌細胞等的處理效率不夠高，且加氯消毒方式會產生氯化消毒副 產物等環境生態有害物質。UV消毒不會形成有毒消毒副產物，但對廢水中的病菌、病毒、基因片段以及癌細胞等的處理效率均不夠高，且經UV消毒后的病菌見光后又容易復活，不甚 可靠。且除臭氧外的方法對有機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、癌細胞、病毒等進行滅菌消毒，也需對其中的有機污染物進行有 效去除。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術存在的缺陷，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 應模塊，污泥處理模塊三部分組成，模塊間經管道和閥門連接。整個處理系統可安置在一個 集裝箱內，達到移動式處理的目的。生物性污染廢水經過本系統處理后，水質達到或由于 《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB8918-2002)》二級排放標準，可直接排放入下水管道， 達到了一體化處理的目的。 本實用新型中，加藥模塊由六個加藥桶1構成。加藥桶1上方中心處為自來水進 水口 2。每個加藥桶配有攪拌器25和加藥泵26. 本實用新型中，處理模塊包括三個桶構成反應池。每個反應池均配有攪拌器16. pH 調節池5上方正中為進水管6 ;側有排水管17，排水管17依不同高度設有排水口 ；池底錐 形底部有排泥口 20.混凝沉淀池7正中為進水管9，側有排水管18，排水管18不同高度設 有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 21. Fenton氧化池9上方正中為進水管10 ;側有排水管 19，排水管19依不同高度設有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 22.處理模塊還包括污水進 水口 ll，提升泵12，調節閥門23，此閥門決定污泥是從反應池中進入污泥池，或是由污泥池 中進入板框式壓泥機。本實用新型中，污泥處理模塊由污泥池13，板框壓濾機3，螺桿泵4構成。污泥池 13和板框壓濾機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，整個處理裝置的電路由電控柜15控制。 本實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入pH調節池，在pH調節池中投加稀 H2S04(30% )作為pH調節劑，使與廢水pH降至2左右，攪拌10-30min，進行初步殺菌。 (3)初步殺菌后廢水進入混凝沉淀池，加入NaOH調節為中性，并加入CaO與廢水中 LAS進行化學反應形成小的沉淀懸浮物，CaO摩爾投加量相當于LAS摩爾濃度的0. 75-1. 0 倍，化學反應時間10-20min。加入PAFCS進行快速攪拌(300r/min)，混合時間為l-2min， 投加量為40-60mg/L ;投加PAMO. 5-1. Omg/L，絮凝時間為15-30分鐘，此過程在慢速攪拌 (60r/min)中進行，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60 %以上，LAS去除率達到50 %以上，部分細菌同 時得到去除；污泥排入污泥池。 (4)沉淀后的廢水上清液進入Fenton氧化池進行Fenton氧化，運行條件為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 進行投加，用酸調節溶液pH在2-4，反應3. 5-5. 5h，在此過程進行中速攪拌(100r/min)，處理出水C0Dcr小于100mg/L ;投加NaOH或者CaO調節出水pH為中性；經二次沉淀池沉淀 90-120分鐘后，排放。污泥排入污泥池。 (5)污泥經板框式壓泥機處理后收集。
圖1為本實用新型的結構圖俯視圖示。 圖2為本實用新型反應模塊一側側視圖。 圖3為本實用新型加藥模塊一側側視圖。 圖中標號1為加藥罐體，2為加藥罐自來水進水口，3為板框式壓泥機，4為螺桿 泵，5為pH調節池池體，6為pH調節池進水口 ， 7為混凝沉淀池池體，8為混凝沉淀池進水口 ， 9為Fenton氧化池池體，10為Fenton氧化池進水口 ， 11為污水進水口 ， 12為提升泵，13為 污泥池池體，14為出水口 ， 15為電控柜，16為反應池攪拌機，17為pH調節池出水口 ， 18為 混凝沉淀池出水口 ， 19為Fenton氧化池出水口 ， 20為pH調節池排泥口 ， 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。裝置的主要設計參數和大小如下 整個集裝箱尺寸5.69mX2. 13mX2. 18m。加藥桶材質為塑料，尺寸為 0. 56mX0. 56mX0. 98m。加藥桶自來水管為UPVC材質，DN20mm.潛水泵抽取污水，管道為 標準消防水管。pH調節池池體，混凝沉淀池池體，Fenton氧化池池體相同，塑料材質，尺 寸Ol. 2m，高1. 87m，使用時最大容積1. 4m3。污水管為0 0. 4mUPVC管。污泥管為UPVC 管，DN80mm。 pH調節池中投加稀H2S04 (30 % )作為pH調節劑，使與廢水pH降至2左右， 攪拌10-30min。之后廢水通過提升泵進入混凝沉淀池，加入NaOH調節為中性，并加入CaO 與廢水中LAS進行化學反應形成小的沉淀懸浮物，CaO摩爾投加量相當于LAS摩爾濃度的
0. 75-1.0倍，化學反應時間10-20min。加入PAFCS進行快速攪拌(300r/min)，混合時間為 l-2min，投加量為40-60mg/L ;投加PAMO. 5_1. Omg/L，絮凝時間為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，尺寸。0. 8m，高lm。 廢水上清液進入Fenton氧化池進行Fenton氧化，運行條件為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進行投加，用酸調節溶 液pH在2-4，反應3. 5-5. 5h，在此過程進行中速攪拌(100r/min)。投加NaOH或者CaO調節 出水PH為中性；經二次沉淀池沉淀90-120分鐘后，排放。污泥排入污泥池。 實施例1 某高校生物實驗室廢水，試驗水樣條件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，細菌總數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，去除率達到96 % ，細菌總數的去除率為 100% ，生物活性ATP為0，生物毒性測試結果發光菌抑制率小于30% ，微毒。 實施例2[0028] 某高新科技園區藥谷大樓實驗室廢水，水質參數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，細菌總數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 ;對細菌的去除 率為100% ，生物活性ATP為0，生物毒性指標發光菌抑制率小于30% ，微毒。
權利要求生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，由加藥模塊，反應模塊和污泥處理模塊組成，模塊間經管道和閥門連接，整個處理裝置置于一個集裝箱內，能移動。
2. 按權利要求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加藥桶(1)構成；加藥桶(1)上方中心設自來水進水口 (2);每個加藥桶配有攪拌器(25)和加藥泵(26)。
3. 按權利要求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桶構成反應池；每個反應池配有攪拌器(16)， pH調節池(5)， pH調節池上方正中為進水管(6);側面有排水管(17)，排水管(17)依不同高度設有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 (20)，沉淀池(7)正中為進水管(9)，側面有排水管(18)，排水管(18)按不同高度設排水口 ；池底錐形底部設排泥口 (21)， Fenton氧化池(9)上方正中為進水管(10);側面有排水管(19)，排水管(19)依不同高度設有排水口 ；池底錐形底部有排泥口 (22)。
4. 按權利要求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水口 (ll)，提升泵(12)，調節閥門(23)。
5. 按權利要求4所述的生物性污染廢水處理裝置，其特征在于，所述的調節閥門(23)調節污泥從反應池中進入污泥池，或由污泥池中進入板框式壓泥機。
6. 按權利要求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(3)和螺桿泵(4)構成；所述的污泥池(13)與板框壓濾機(3)之間由排泥管(14)連接。
7. 按權利要求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)。
專利摘要本實用新型屬環境工程水污染處理與控制技術領域，涉及一種生物性污染廢水處理裝置，由加藥模塊，反應模塊，污泥處理模塊三部分組成，模塊間經管道和閥門連接，安置在一個集裝箱內，可移動。生物性污染廢水經本裝置處理后，水質達到或由于《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB8918-2002)》二級排放標準，可直接排放入下水管道。試驗證實，該設備對生物實驗室廢水水質特征參數pH、溫度、SS、LAS濃度、有機物含量的適應范圍寬、設備成本低，可保證生物實驗室廢水的達標排放，細菌、ATP均得到有效去除，生物毒性大為下降，減少對環境水體污染。本實用新型結構簡單，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 優先權日2009年6月17日
發明者代瑞華, 劉燕, 劉翔, 史舟, 葉建鋒, 吳金鍵, 張云, 李懷正, 楊楠楨, 蔡璇, 郭思, 金偉 申請人:復旦大學