實驗室有機污水處理裝置制造方法
【專利摘要】一種實驗室有機污水處理裝置，按照有機污水的流動方向，依次包括污水調節(jié)池、高效組合式斜管澄清裝置、氣浮裝置、活性炭過濾器、催化氧化槽、電解塔以及清水池；污水調節(jié)池的進水口處安裝有格柵，污水調節(jié)池內設有穿孔預曝氣管以及液位控制儀，穿孔預曝氣管與風機相連；高效組合式斜管澄清裝置通過廢水提升泵與污水調節(jié)池相連，包括中和調整槽、絮凝反應槽以及混凝沉淀槽；氣浮裝置包括回流水溶氣釋放部分、氣浮分離部分以及中間水槽；活性炭過濾器通過中間水泵與中間水槽相連。本實用新型具有操作簡單、管理方便；凈化效果好；占地小、投資省、運行費用低、適用于高校的特點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于教學用品領域，具體涉及一種選用先進成熟、合理可靠的處理工 藝，操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運行費用低的實驗室有機污水處理裝置。 實驗室有機污水處理裝置

【背景技術】
[0002] 現(xiàn)代社會的進步與發(fā)展都離不開水資源，我們每時每刻都在大量消耗地球上的水 資源，然而地球上的水資源是有限的，如何對使用過后產(chǎn)生的污水進行凈化并重新利用越 來越得到我們的重視。
[0003] 污水可以分為有機污水、無機污水以及生活污水；有機污水的處理工藝一般為： 將有機污水通過沉淀池、平流池、過濾裝置、濃縮池、泥水處理裝置等來完成有機污水處理 的全過程。有機污水先通過沉淀池進行自然沉淀，使得有機污水中的污物沉淀在池底，上清 液經(jīng)過平流池流向過濾裝置進行進一步地過濾與進化；經(jīng)過沉淀池、平流池以及過濾裝置 產(chǎn)生的污泥先進入濃縮池進行濃縮，再進入混合池進行泥水混合配比，達到一定比例后進 入泥水處理裝置進行泥水分離，實現(xiàn)達標排放。
[0004] 采用以上方式處理有機污水存在以下幾點問題：
[0005] (1)、經(jīng)過處理后的有機污水依然存在很多懸浮物，不像自來水那樣清澈透明；
[0006] (2)、處理過程中產(chǎn)生的濃縮污泥會堆積在設備內，若長時間不清理，會影響設備 的處理效果與使用壽命；并且所產(chǎn)生的濃縮污泥難以處理，需要用水進行反復沖洗，然后濃 縮污泥以及反復沖洗的水都需要流入下水道，會帶來二次污染；
[0007] (3)、所用設備占地面積達，建設費用高，設備投資大、運行成本高，一般的中小型 企業(yè)難以實施，有一定的局限性。
[0008] 對于工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的有機污水，都會要求送至規(guī)模較大、并且較為偏僻的污水 處理廠中進行處理；但是目前很多高校都開設有化學專業(yè)課程，教學所產(chǎn)生的大量有機實 驗污水如果送至污水處理廠進行處理，不但運輸不便，而且處理成本較高。
[0009] 因此，研發(fā)出一種能夠建造在高校中的、操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運 行費用低、合理可靠的實驗室有機污水處理裝置是教學設備領域中的一個新課題。


【發(fā)明內容】

[0010] 為了解決上述問題，本實用新型提供一種操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運 行費用低、合理可靠的實驗室有機污水處理裝置。
[0011] 為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
[0012] 一種實驗室有機污水處理裝置，按照有機污水的流動方向，依次包括污水調節(jié)池、 高效組合式斜管澄清裝置、氣浮裝置、活性炭過濾器、催化氧化槽、電解塔以及清水池；污水 調節(jié)池的進水口處安裝有格柵，污水調節(jié)池內設有穿孔預曝氣管以及液位控制儀，穿孔預 曝氣管與風機相連；高效組合式斜管澄清裝置通過廢水提升泵與污水調節(jié)池相連，包括中 和調整槽、絮凝反應槽以及混凝沉淀槽；氣浮裝置包括回流水溶氣釋放部分、氣浮分離部分 以及中間水槽；活性炭過濾器通過中間水泵與中間水槽相連。
[0013] 有機污水進入污水調節(jié)池之前首先經(jīng)過格柵，去除污水中的漂浮物與纏繞物，進 入污水調節(jié)池后進行調節(jié)水量和均化水質，為了防止懸浮物在污水調節(jié)池內沉淀，污水調 節(jié)池的底部安裝有穿孔預曝氣管，并采用間隙曝氣，進行水下攪拌，有利于進行對水質進行 氧化分解，降低系統(tǒng)負荷。
[0014] 再由廢水提升泵經(jīng)污水調節(jié)池內液位控制儀傳遞信號后提升至高效組合式斜 管澄清裝置中進行處理，一般有機污水主要呈酸性，PH值在1-3之間，化學需氧量C0D為 10000mg/L左右，在高效組合式斜管澄清裝置中，有機污水首先進入中和調整槽，平衡酸堿 度，經(jīng)過中和后的有機污水進入絮凝反應槽，經(jīng)投加高分子絮凝劑、混凝劑反應后，有機污 水進入混凝沉淀槽，部分懸浮雜質污染物再次得到絮凝進行初步沉淀，減輕后續(xù)處理池的 處理負荷，提高系統(tǒng)處理效率。
[0015] 經(jīng)過混凝沉淀后的有機污水進入氣浮裝置，從而保證氣浮裝置能進一步去除絮凝 沉淀未及時沉淀的物質，有效地去除有機污水中的懸浮雜質、油、色度以及部分有機物(例 如C0D ra、B0D5等）；此時的C0D還處于偏高狀態(tài)。
[0016] 隨后有機污水進入中間水槽，利用水泵抽取至活性炭過濾器中進行吸附處理。處 理一些難以處理的液溶性污染物，活性炭過濾器對有機污水進行深一步的處理，活性炭對 于含鉻廢水、含磷廢水、含氟廢水、含酚廢水以及多種有機廢水都具有較好的吸附效果。
[0017] 經(jīng)過活性炭過濾器處理的有機污水進入催化氧化槽，直接氧化有機污染物，或者 將大分子有機污染物氧化成小分子有機污染物，提高有機污水的可生化性，較好地去除有 機污染物。在降解C0D的過程中，打斷有機分子中的雙鍵發(fā)色團，如偶氮基、硝基、硫化羥 基、碳亞氨基等，達到脫色的目的，同時有效地提高B0D/C0D值，使之易于生化降解。這樣， 催化氧化反應在高濃度、高毒性、高含鹽量的有機污水中就充當了常規(guī)物化預處理和生化 處理之間的橋梁。
[0018] 經(jīng)過催化氧化的有機污水留至電解塔，能夠使有機污水中殘留的有害物質通過電 解過程在陰、陽兩極上分別發(fā)生還原與氧化反應轉化為無害物質，對有機污水做最后一步 的進化。
[0019] 最后，經(jīng)過層層凈化的有機污水從電解塔出水至清水池。
[0020] 作為優(yōu)選，中和調整槽與PH調整裝置相連接，槽內安裝有擺線針式攪拌機與PH監(jiān) 測儀；絮凝反應槽與PAC加藥裝置以及PAM加藥裝置相連接，槽內安裝有擺線針式攪拌機； 混凝沉淀槽為斜管沉淀池，采用三角堰出水，混凝沉淀槽的下方連接有污泥濃縮池。
[0021] 高效組合式斜管澄清裝置包括中和調整槽、絮凝反應槽以及混凝沉淀槽；其中，中 和調整槽與PH調整裝置相連，有機污水一般呈酸性，需要加入堿液與之中和；中和調整槽 內還安裝有擺線針式攪拌機與PH監(jiān)測儀，擺線針式攪拌機用于對加入堿液之后進行攪拌 混合，并通過PH監(jiān)測儀對有機污水的PH值進行監(jiān)測。
[0022] 絮凝反應槽與PAC加藥裝置以及PAM加藥裝置相連；PAC為堿式氯化鋁，是一種無 機高分子混凝劑，主要通過壓縮雙層、吸附電中和、吸附架橋以及沉淀物網(wǎng)捕等機理作用， 使有機污水中的細微懸浮粒子與膠體粒子脫穩(wěn)、聚集、絮凝、混凝、沉淀，達到凈化處理效 果；PAM為聚丙烯酰胺，是一種水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機溶劑，具有良好的 絮凝性，能夠降低液體之間的摩擦阻力；對于具有懸浮顆粒、濃度較高、粒子帶陽電荷以及 PH值為中性或者堿性的污水具有顯著的處理效果。
[0023] 絮凝反應槽同樣安裝有擺線針式攪拌機，在加入PAC與PAM混凝劑之后，進行攪拌 混合反應，通過攪拌使有機污水中雜質顆粒在反應槽內得到充分碰撞接觸、吸附，形成片狀 物和粗顆粒，以提高混凝反應的效果，提高沉淀效果和對有機污水中雜質以及懸浮物的去 除率。
[0024] 混凝沉淀槽選用斜管沉淀槽，采用分散顆粒的淺層沉淀理論，吸取了多層多格斜 管沉淀技術，在池內增加許多斜管后加大水池過水斷面濕周，同時減小水力半徑，因此在相 同的水平流速時，可以大大降低雷諾數(shù)，從而減小水的紊動，促進沉淀。另外加設了斜管使 顆粒沉淀距離大大縮短，減少沉淀時間，沉淀效率大大提高；并且采用三角堰出水，使得出 水效果更加穩(wěn)定。
[0025] 混凝沉淀槽的下方還連接有污泥濃縮池，這樣就可以直接利用重力將污泥排至污 泥濃縮池，節(jié)約了一部分能源。
[0026] 作為優(yōu)選，回流水溶氣釋放部分、氣浮分離部分以及中間水槽依次連接；回流水溶 氣釋放部分為溶氣罐，安裝有溶氣泵；氣浮分離部分包括氣浮機、位于氣浮機進水口的溶氣 釋放器以及位于氣浮機上部的刮沫機，氣浮機的出水口與中間水槽相連；中間水槽安裝有 液位控制儀以及中間水泵。
[0027] 氣浮效果的好壞，主要取決于回流水溶氣以及釋放的效果，本氣浮采用高效節(jié)能 的溶氣泵，使空氣與處理后通過水泵加壓的回流水在溶氣罐中充分混合溶解，形成溶氣水。
[0028] 通過加藥混凝的污水進入氣浮中，由溶氣罐中的溶氣水在進水管口的下部由溶氣 釋放器突然減壓，使溶于水中的空氣由突然減壓而釋放出大量微氣泡，微氣泡在上升過程 中遇到有機污水中已經(jīng)凝聚的懸浮物，微氣泡附著在懸浮物上，使之很快上浮，這樣有機污 水中處理掉的懸浮物全部浮于水面，然后通過氣浮機上部的刮沫機把它們刮去并且排到污 泥濃縮池中，而底部通過處理的清水排至中間水槽。
[0029] 中間水槽安裝有液位控制儀以及提升水泵，液位控制儀用于監(jiān)測中間水槽的水位 并且控制提升水泵將清水提升傳輸至活性炭處理器中進一步處理。
[0030] 作為優(yōu)選，活性炭過濾器的填料為果殼活性炭，外殼為不銹鋼外殼。
[0031] 活性炭處理器中活性炭的價格十分昂貴，因此優(yōu)先選擇易再生、經(jīng)濟耐用的果殼 活性炭，并且果殼活性炭具有耐磨強度好、空隙發(fā)達、吸附性能高、強度高等優(yōu)點。
[0032] 果殼活性炭能夠有效吸附水中的游離氯、酚、硫和其他有機污染物，特別是致突變 物的前驅物質，達到凈化除雜去異味的功能。
[0033] 作為優(yōu)選，催化氧化槽安裝有二氧化氯發(fā)生器。
[0034] 催化氧化的原理就是在表面催化劑存在的條件下，利用強氧化劑在常溫常壓下催 化氧化污水中有機污染物，或直接氧化有機污染物，或將大分子有機污染物氧化成小分子 有機污染物，提高廢水的可生化性，較好的去除有機污染物。
[0035] 本實用新型中選用二氧化氯作為強氧化劑，污水中的有機污染物在二氧化氯的作 用下被分解，苯環(huán)，雜環(huán)類有機物被開環(huán)，斷鏈，大分子變成小分子，小分子再進一步被氧化 為二氧化碳和水，從而使有機污水中的C0D值大幅度降低，色澤基本褪盡，降低了污水的毒 性。
[0036] 作為優(yōu)選，電解塔使用鈦基涂層電極片作為陽極，使用純鈦電極片作為陰極。
[0037] 本實用新型的電解塔中使用鈦基涂層電極片作為陽極，純鈦電極片作為陰極，上 述材料具有良好的導電性；催化活性較高，能夠在實現(xiàn)所需要催化反應的同時，抑制不要或 者有害的反應；穩(wěn)定性良好，能耐受雜質以及中間產(chǎn)物的作用而不至于較快地被中毒或污 染而失活，并且在實現(xiàn)催化反應的電勢范圍內催化表面不至于因電化學反應過早地失去催 化活性；此外還具有良好的物理性質，具有良好的耐腐蝕性，良好的高溫穩(wěn)定性，十分適合 有機污水的電解處理。
[0038] 作為優(yōu)選，污水調節(jié)池、清水池、污泥濃縮池均為地下鋼筋混凝土水池。
[0039] 本實用新型將污水調節(jié)池、清水池以及污泥濃縮池都設計為地下鋼筋混凝土水 池，具有良好的防滲防漏，抗腐蝕并且耐酸堿的特點。
[0040] 本實用新型與傳統(tǒng)的有機污水處理設備相比，增設多重凈化處理設備、利用重力 排污的污泥濃縮池、并且各組成設備占地面積小，本實用新型的有益效果為：（1)操作簡 單、管理方便；（2)凈化效果好；（3)占地小、投資省、運行費用低、適用于高校。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041] 圖1、本實用新型的結構示意圖；
[0042] 圖2、利用本實用新型處理實驗室有機污水的流程圖。
[0043] 附圖標記列表：污水調節(jié)池1、氣浮裝置2、活性炭過濾器3、催化氧化槽4、電解塔 5、清水池6、穿孔預曝氣管7、液位控制儀8、風機9、廢水提升泵10、中和調整槽11、絮凝反 應槽12、混凝沉淀槽13、回流水溶氣釋放部分14、氣浮分離部分15、中間水槽16、中間水泵 17、PH調整裝置18、擺線針式攪拌機19、PH監(jiān)測儀20、PAC加藥裝置21、PAM加藥裝置22、 污泥濃縮池23、溶氣泵24、氣浮機25、溶氣釋放器26、刮沫機27、二氧化氯發(fā)生器28。

【具體實施方式】
[0044] 以下將結合具體實施例對本實用新型提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述

【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0045] 如圖1所示為本實用新型的結構示意圖。
[0046] 本實用新型為一種實驗室有機污水處理裝置，按照有機污水的流動方向，依次包 括污水調節(jié)池1、高效組合式斜管澄清裝置、氣浮裝置2、活性炭過濾器3、催化氧化槽4、電 解塔5以及清水池6 ;污水調節(jié)池1的進水口處安裝有格柵，污水調節(jié)池1內設有穿孔預曝 氣管7以及液位控制儀8,穿孔預曝氣管7與風機9相連；高效組合式斜管澄清裝置通過廢 水提升泵10與污水調節(jié)池1相連，包括中和調整槽11、絮凝反應槽12以及混凝沉淀槽13 ; 中和調整槽11與PH調整裝置18相連接，槽內安裝有擺線針式攪拌機19與PH監(jiān)測儀20 ; 絮凝反應槽12與PAC加藥裝置21以及PAM加藥裝置22相連接，槽內安裝有擺線針式攪拌 機19 ;混凝沉淀槽13為斜管沉淀池，采用三角堰出水，混凝沉淀槽13的下方連接有污泥濃 縮池23。氣浮裝置2包括回流水溶氣釋放部分14、氣浮分離部分15以及中間水槽16 ;活 性炭過濾器3通過中間水泵17與中間水槽16相連；回流水溶氣釋放部分14、氣浮分離部 分15以及中間水槽16依次連接；回流水溶氣釋放部分14為溶氣罐，安裝有溶氣泵24 ;氣 浮分離部分15包括氣浮機25、位于氣浮機25進水口的溶氣釋放器26以及位于氣浮機25 上部的刮沫機27,氣浮機25的出水口與中間水槽16相連；中間水槽16包括液位控制儀8 以及中間水泵17?；钚蕴窟^濾器3的填料為果殼活性炭，外殼為不銹鋼外殼。催化氧化槽 4安裝有二氧化氯發(fā)生器28 ;電解塔5使用鈦基涂層電極片作為陽極，使用純鈦電極片作為 陰極。
[0047] 其中，污水調節(jié)池1、清水池6、污泥濃縮池23均為地下鋼筋混凝土水池。
[0048] 以有機化學實驗室所產(chǎn)生的廢液為例，如圖2所示為利用本實用新型處理實驗室 有機污水的流程圖：
[0049] 有機化學污水首先經(jīng)過格柵，去除污水中的漂浮物、纏繞物后進入污水調節(jié)池1， 進行調節(jié)水量和均化水質，為防止懸浮物在調節(jié)池內沉淀，在污水調節(jié)池1底布有穿孔預 曝氣管7,并采用間隙曝氣，進行水下攪拌，有利用進行對水質進行氧化分解，降低系統(tǒng)負 荷。
[0050] 再由廢水提升泵10在經(jīng)液位控制儀8傳遞信號后提升至高效組合式斜管澄 清裝置處理，一般有機化學實驗室開設的實驗課程產(chǎn)生的廢液主要呈酸性，PH值1-3， C0D10000mg/L左右，在高效組合式斜管澄清裝置處理中，污水首先進入中和調整槽11，平 衡廢液的酸堿度，中和后的水進入絮凝反應槽12,經(jīng)投加高分子絮凝劑、混凝劑反應后，污 水進入混凝沉淀槽13,部分懸浮雜質污染物在此得到絮凝進行初步沉淀，減輕后續(xù)處理池 的處理負荷，提高系統(tǒng)處理效率。
[0051] 經(jīng)混凝沉淀后的污水進入氣浮裝置2,從而保證氣浮設備能進一步去除絮凝沉淀 未及時沉淀的物質，有效地去除污水中的懸浮雜質、油、色度和部分有機物（C0D ra、B0D5)。
[0052] 污水進入中間水槽16,利用中間水泵17抽至活性炭過濾器3進行吸附處理。一 些難以處理液溶質性污染物的物質，C0D還處于偏高狀態(tài)，因此需要對廢液進行深一步的處 理，活性炭對含鉻廢水，含磷廢水、含氟廢水、含酚廢水以及多種有機廢水等都有較好的吸 附效果。
[0053] 活性炭過濾器3出水進入催化氧化槽4,氧化劑采用二氧化氯，它能生成強氧化性 的氯氧自由基，在水溶液中破壞難降解有機物的結構，最終使之氧化分解。
[0054] 經(jīng)催化氧化后的污水至電解塔5,該設備采用了 Ru02-Ir02-Ti02/Ti鈦基涂層電 極片（SPR三元電極)為陽極，陰極是純鈦電極片。對于電催化電極，其首先應該是一個電子 導體，其次還要兼具催化功能，既能導電，又能對反應物進行火化，提高電子的轉移速率，對 電化學反應進行某種促進和選擇。良好的電催化電極須具備以下功能：良好的導電性，即電 極材料的電阻不能太大；高的催化活性，即能夠實現(xiàn)所需要的催化反應，抑制不要或有害的 副反應；良好的穩(wěn)定性，即能耐受雜志及中間產(chǎn)物的作用而不致較快地被中毒(或污染）而 失活，并且在實現(xiàn)催化反應的電勢范圍內催化表面不致于因電化學反應而過早地失去催化 活性，此外還包括良好的機械物理性質(表面層不脫落、不溶解等)。而三元電極（SPR)具有 催化性、耐腐蝕性、高溫穩(wěn)定等物理化學特性，較適用于污水電解處理。
[0055] 最后電解塔5出水至清水池6。
[0056] 本實用新型方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還 包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。
【權利要求】
1. 一種實驗室有機污水處理裝置，其特征在于：按照有機污水的流動方向，依次包括 污水調節(jié)池（1)、高效組合式斜管澄清裝置、氣浮裝置（2)、活性炭過濾器（3)、催化氧化槽 (4)、電解塔（5)以及清水池（6);所述污水調節(jié)池（1)的進水口處安裝有格柵，污水調節(jié)池 (I) 內設有穿孔預曝氣管（7)以及液位控制儀（8)，穿孔預曝氣管（7)與風機（9)相連；所 述高效組合式斜管澄清裝置通過廢水提升泵（10)與污水調節(jié)池（1)相連，包括中和調整槽 (II) 、絮凝反應槽（12)以及混凝沉淀槽（13);所述氣浮裝置（2)包括回流水溶氣釋放部分 (14)、氣浮分離部分（15)以及中間水槽（16);所述活性炭過濾器（3)通過中間水泵（17)與 中間水槽（16)相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室有機污水處理裝置，其特征在于：所述中和調整 槽（11)與PH調整裝置（18 )相連接，槽內安裝有擺線針式攪拌機（19 )與PH監(jiān)測儀（20 );所 述絮凝反應槽（12)與PAC加藥裝置（21)以及PAM加藥裝置（22)相連接，槽內安裝有擺線 針式攪拌機（19);所述混凝沉淀槽（13)為斜管沉淀池，采用三角堰出水，混凝沉淀槽（13) 的下方連接有污泥濃縮池（23 )。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室有機污水處理裝置，其特征在于：所述回流水溶 氣釋放部分（14)、氣浮分離部分（15)以及中間水槽（16)依次連接；所述回流水溶氣釋放 部分（14)為溶氣罐，安裝有溶氣泵（24);所述氣浮分離部分（15)包括氣浮機（25)、位于氣 浮機（25)的進水口的溶氣釋放器（26)以及位于氣浮機（25)的上部的刮沫機（27)，氣浮機 (25)的出水口與中間水槽（16)相連；所述中間水槽（16)安裝有液位控制儀（8)以及中間 水泵（17)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室有機污水處理裝置，其特征在于：所述活性炭過 濾器（3)的填料為果殼活性炭，外殼為不銹鋼外殼。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室有機污水處理裝置，其特征在于：所述催化氧化 槽（4)安裝有二氧化氯發(fā)生器（29)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室有機污水處理裝置，其特征在于：所述電解塔（5) 使用鈦基涂層電極片作為陽極，使用純鈦電極片作為陰極。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種實驗室有機污水處理裝置，其特征在于：所述污水調節(jié) 池（1 )、清水池（6 )、污泥濃縮池（23 )均為地下鋼筋混凝土水池。
【文檔編號】C02F101/30GK203845900SQ201420236182
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權日:2014年5月9日
【發(fā)明者】常玉廣 申請人:南京曉莊學院