1 概述

通常化验室废水中含有无机类污染物如硫酸、硝酸、盐酸、烧碱、铬、锌、锰、铜、铁等酸、碱、盐和重金属离子等；有机物污染物主要有烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛等有机碳氢化合物；生物类污染物主要含细菌、病毒等病原微生物等。

根据业主提供的资料，项目规划情况及有关设计规范，实验室污水经处理后执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准中相关指标要求。

受业主委托，我公司结合以往同类污水处理工程的经验，在查阅大量资料及同行业数据的价基础上，编制了该《实验室污水处理项目设计方案》，供有关专家审查和业主选用。

2 设计依据、原则及范围

2.1 设计依据

1.《中华人民共和国水污染防治法》（1984年5月颁布，1996年修订，2008年修订,2017年修订，自2018年1月1日起施行）；

2.《声环境质量标准》（GB 3096-2008）；

3.《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）（2014年版）；

4.《低压配电装置及线路设计规范》（GB 50054-2011）；

5.《自动化仪表工程施工及质量验收规范》（GB50093-2013）；

6.《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978-1996）

7.《污水排入城市下水道水质标准》（GB/T 31962-2015）

8.《环境工程手册》（水污染防治卷）

9. 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

2.2 设计原则

2.2.1 设计思路

化验室污水处理系统的设计中，本着技术先进适用、工艺措施针对性强、系统可靠稳定、运行易开易停，一次性投资与日常运行费用综合最省、最大限度的减少场地占用面积及最大限度的使用原有的处理设施的原则。通过对目前国内外同类污水处理技术的综合分析，特别是结合同类工程的实际经验，本项目拟采用“酸碱中和调节+沉淀重金属捕捉+高压臭氧电解+精密吸附捕捉+光催化反应+高级氧化”工艺进行污水处理。该工艺流程的每一环节，均进行了充分的多方案比选，从而得出最优化的工艺。

2.2.2 设计原则

1.综合考虑各项因素，采用投资少、运行稳定、运行费用低、处理效果好的成熟工艺；

2.针对废水的特性，采取专门对策，确保去除有害成份，充分考虑管道、设备及构筑物的防腐措施；

3.选用性能稳定、维护简便、价格合理、经久耐用、处理效率高的仪器设备；

4.构筑物布置合理紧凑，美观大方，尽量减少用地空间；

5.具备一定的水质、水量的冲击负荷能力；

6.在设计中充分考虑噪声、嗅味等，防止二次污染的产生，不给周围环境造成新的污染；

7.实现自动化控制，提高稳定性，确保出水水质达标。

2.3 设计范围

本方案设计范围为污水处理工程的全部工艺设计，包括设备选型、安装工程等直接工程和本工程的设计、调试、培训等间接工程；但不包括污水处理工程土建施工、外部供电、引水、排水和绿化、道路等辅助工程，也暂不考虑污水处理站的通讯、交通运输和供配电、供热、采暖等辅助工程。

3工程设计水量及进出水指标

3.1 废水来源及水量

本项目所处理的污水为检验科废水，污水中通常含有无机类污染物有硫酸、硝酸、盐酸、烧碱、铬、锌、锰、铜、铁等酸、碱、盐和重金属离子等；有机物污染物主要有烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛等有机碳氢化合物；生物类污染物主要含细菌、病毒等病原微生物。

主要种类有：

1）、无机物类废水：重金属离子、酸碱PH值、卤素离子及其他非金属离子等；a、重金属离子：汞、镉、铬、铅、锰、银 、镍、锌、铜、铝、砷等金属阳离子以及处于络合状态的重金属离子团(Cr2O7)2-、(CuCN) -、(AuCN)- 、(Ptcl6)2-等；b、酸碱PH值:硝酸、盐酸、硫酸、双氧水、氯化钾、氯化钙等；

2）、有机物类废水：有机溶剂、石油类、油脂类物质、糖类、蛋白质、多环芳烃、卤代烃、甲苯，苯酚，烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛、有机磷农药等；

3）、生物类污染物主要含细菌、病毒等病原微生物。

3.2 出水水质

根据项目要求处理出水执行国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

三级标准中相关要求

4 处理工艺的选择

4.1实验室污水的特点

化验室污水的特点是：

1含有各种酸碱，需中和反应至弱碱性；

②废水中含有大量的铬、锌、锰、铜、铁重金属离子，需沉淀去除。

③含有烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛等有机碳氢化合物；

④污水含有病毒、细菌等病原微生物。

4.2工艺流程

化验室清洗废水经收集系统收集后首先进入调节池，调节水量、均化水质，当调节池中水量达到一定液位高度后，通过提升泵定量提升到实验室一体化污水处理设备。在一体化污水处理设备中首先进入酸碱中和调节系统，进行酸碱中和，在此通过pH控制仪，利用计量泵准确投加一定量NaOH水溶液，调节pH值至8～9之间，在碱性条件下，废水中的酸被中和，废水中若含有铁、镉、铜、锰、镍、铅、铬等重金属离子则可与OH-发生化学反应生成氢氧化物沉淀。

酸碱中和池出水接着流入沉淀池，酸碱中和后产生的沉淀以及污水中其他悬浮物在沉淀池中通过泥水间的异向流动实现污泥与水的分离。

   沉淀池出水依次进入高压臭氧电解、精密吸附捕捉、光催化反应器、高级氧化系统进行处理，对尚未被去除的细小悬浮物、微量金属及极少量的有机物等，一部分通过石英砂以及具有巨大孔隙结构和比表面积的活性炭的吸咐、截留等物理、化学作用等去除，另一部则被附着在活性炭上的微生物膜中的厌氧、好氧及兼性菌等降解去除，活性炭截留吸咐，与微生物降解解吸的过程穿插、交替、循环进行。至此废水即可达标排放。

    整个废水处理流程，通过自动控制系统控制，中和调节系统设有液位控制仪，低液位自动停泵，高液位自动启动，可基本实现无人值守。

工艺特点

1、   采用中和沉淀、化学氧化、重金属捕捉、光催化反应、臭氧氧化、多介质过滤等技术处理废水中的各类污染物；

2、采用微电脑程序实时监测、控制废水的水质变化和处理流程，实现全天候全自动运行，无需专人值守；

3、利用pH计和进口计量泵准确控制投药量，并设有液位控制、缺药报警等装置；

4、采用先进的充氧器，气水接触充分，反应完全；

5、操作方便，运行稳定，使用寿命长，运行、维护费用低;

6、占地面积小，可根据不同情况安置于室内或室外;

7、可应用户的不同要求，进行量身设计、制造

项目总体工艺流程如下：

5 处理设施单元说明

5.1收集箱

本项目污水水量为800L/天，本方案设置PE收集箱收集实验室水量，调节池内设置液位自控系统，当废水量达到一定量后，污水处理系统自动运行，同时能够实现不同时间段不同性质污水的自中和，减少酸碱中和药剂的使用量。

5.2酸碱中和系统

由于污水中含有酸、碱、无机盐类物质，需对废水进行酸碱中和处理。酸碱中和池内通过pH控制仪，利用计量泵准确投加一定量NaOH水溶液，调节pH值至8～9之间，在碱性条件下，废水中的酸被中和，铁、镉、铜、锰、镍、铅、铬等重金属离子则与OH-发生化学反应生成氢氧化物沉淀。

5.3沉淀池

污水经酸碱中和调节系统处理后部分溶解物质生成沉淀，该沉淀连同污水中原有悬浮物质在沉淀池中实现泥水分离，充分实现泥水分离，确保悬浮物指标的达标。

5.4 高级臭氧电解系统

由于本项目污水为检测过程中产生的废水，污水中含有一定量的致病微生物，本方案通过设置氧化池并加入臭氧杀灭水中的病原微生物。

5.5精密吸附捕捉系统

重金属捕捉系统是一种对重金属离子强力捕捉，因能在常温和很宽的PH值条件范围内，与废水中的Cu2+、Cd2+、Hg2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等各种重金属离子进行捕捉反应，并在短时间内迅速去除重金属离子，从而达到去除水中重金属离子。

5.6光催化反应系统

光催化反应系统是利用光与载体之间发生离子反应，当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。

5.7 多介质深度过滤系统

经消毒处理后的废水最后进入活性吸附装置，尚未被去除的细小悬浮物、微量金属及极少量的有机物等，一部分通吸咐、截留等物理、化学作用等去除，另一部则被附着在滤料上的微生物膜中的厌氧、好氧及兼性菌等降解去除，活性炭截留吸咐，与微生物降解解吸的过程穿插、交替、循环进行。至此废水即可达标排放。

6主要构筑物设计

6.1设备间（甲方建设）

7 主要设备一览表