1.1 项目简介

目前，中学实验室特别是化学实验室和生物实验室，所产生的实验废水多为直接排放，会对环境造成污染，同时会危害到周围居民、特别是在校师生的身体健康。

以下通过对中学实验室废水来源、水质特点进行分析，明确中学实验室废水处理的必要性，同时针对此类废水提出有效的处理方案。

1、中学实验废水简介

根据中学教材的教学大纲可知，中学实验废水主要为化学实验室废水以及少量的生物实验室废水，化学实验室废水主要包括实验产生的废水、多余的样品、标准曲线及样品分析残液、失效或洗液和大量的洗涤水等，具体化学实验和主要污染物如下：

1）实验内容

化学实验室主要为燃烧实验、中和反应、氧化还原反应、沉淀反应等无机反应及少量有机物的燃烧、酯化、取代、显色反应等；

生物实验室主要进行简单的生物授课使用，对小动物的外形进行观察及少量的解剖观察，植物形态的观察等。

产生污染源的主要实验内容如下：

粗盐的提纯、硫酸根离子的检验、蒸馏、萃取、电解水、溶液的配制、胶体的性质实验、离子反应、钠的物理性质、钠的燃烧、钠与水反应、加热铝箔、铁粉与水蒸气的反应、铝与盐酸，氢氧化钠的反应、过氧化钠与水的反应、碳酸钠，碳酸氢钠性质实验、焰色反应、氢氧化铝的制取、氢氧化铝的两性、氢氧化铁，氢氧化亚铁的生成、铁离子的检验、铁离子和亚铁离子的转化、硅酸的制取、氢气在氯气中燃烧、氯水的漂白作用、干燥氯气的漂白实验、氯离子的检验、二氧化硫溶于水、二氧化氮被水吸收、氨气溶于水的喷泉实验、浓硫酸与铜的反应及少量有机实验。

2）常用药剂 （数据来源：JY/T 0386-2006和JY/T 0406-2010初中/高中理科教学仪器配备标准）

A：一般无机

铝片、铝箔、锌粒、铁粉、铜丝、锌片、碘、氧化铝、二氧化锰、三氧化二铁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氯化镁、三氯化铁、氯化铜、氯化铵、溴化钾、溴化钠、溴化铜、碘化钾、无水亚硫酸钠、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、无水硫酸铜、硫酸锰、硫酸铵、硫酸锌、硫酸铝钾（明矾）、硫酸亚铁铵、钼酸铵、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵、硅酸钠、硫代硫酸钠

B：一般有机

无水乙酸钠、乙二酸铵、石蜡油、葡萄糖、蔗糖、甘油、可溶性淀粉、植物油、联苯胺

C：指示剂有机染料

酚酞、甲基橙、亚甲基蓝、品红、镁试剂、铝试剂、二苯硫腙、试纸、滤纸

D：易燃液体、固体

乙醛、丙酮、苯、甲苯、乙酸乙酯、无水乙醇、钠、钾、镁条

E：氧化剂、毒害品

过氧化钠、氯酸钾、高锰酸钾、硝酸铵、重铬酸钾、硝酸银、亚硝酸钠、氯化钡、氢氧化钡、四氯化碳、乙酸铅、溴乙烷、乙二酸、苯甲酸

F：腐蚀品

硝酸、硫酸、过氧化氢、溴、氯化铝、盐酸、乙酸、碱石灰、苯酚、甲醛、氢氧化钠、氨水、硫化钠、氢氧化钠、氢氧化钙

3）初中化学、生物实验室所产生的废水、废液调查结果（数据来源：教育装备中心）

4）主要污染物

主要污染物为常见的酸、碱、盐以及少量的重金属离子和有机物。

  1）无机物类：

     a、金属离子：铜、锌、锰、铁等重金属。

     b、酸碱：盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钙等。

  2）有机物类：有机溶剂、苯、甲苯、酚类、甲醛、油脂类、糖类、蛋白质等。

此类废水具有腐蚀性和有毒有害等特性，如未经处理而直接排入市政污水管网，最后进入生活污水处理厂，而生活污水处理厂对此类污染物“无能为力”，最后排入水体，会对周围水域及土壤等造成较严重的污染，从而危害人们的日常生活。为保护污水系，不污染周边环境，促进当地环境与经济社会持续、稳定、协调发展，此污水需经处理达标后排放。

2、 中学实验室废水处理的特殊性

1） 水质特点：污染物为酸、碱、盐、重金属和有机物、致病微生物等，非连续性排放。需选用非生化处理技术。

2） 空间有限。需选用高效、环保的处理技术。

3） 对环境要求高。故水处理设备需可靠性高、异味小、噪音低。

3、 中学实验室废水处理方案

因实验室废水成分复杂，具有强腐蚀性、有毒有害等特点，直接排放会对人们的身体健康和环境造成严重污染。

单一或低效的处理技术不能满足排放标准要求，需采用综合废水处理技术进行处理实现达标排放。

1.2 收集、排水方案

所有实验室实验废水通过管道汇总至收集池，收集池水位至设定液位后，系统自动启动开始处理，废水经综合废水处理设备自动处理后达标排放，排至地下污水管网。。

1.3 设计标准

1) 《室外排水设计规范》(GB50101-2014)

2) 《污水综合排放标准》(GB8978-1996)

3) 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）

4) 《污水排入城镇下水道水质标准》（GB T 31962-2015）

5) 《医疗机构水污染物排放标准》（GB 18466-2005）

6) 《水污染物综合排放标准》（DB11/307-2013）

7) 《中华人民共和国环境保护法》

8) 《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)

9) 《给排水设计手册》

10）其他有关设计标准及规范

1.4 设计依据

1) 业主提供的废水排放水量、工程场地平面布置图等基础数据资料；

2) 我司收集的同类实验室废水污染物浓度的相关数据。

1.5 设计原则

1) 贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律法规和标准要求；

2) 遵循满足当前、适当兼顾长远的设计原则，在设计处理规模中考虑一定的富余，以满足发展需求；

3) 因地制宜，根据工程水质水量的特点，采用国内外成熟、可靠、先进的废水处理技术，合理地优化选择处理工艺，力求做到技术可行、经济合理、运行可靠、管理简便；

4) 积极慎重地采用新技术、新材料、新设备，减少投资及运行费用，确保可靠性及有效性； 

5) 污水处理装置的总体布局合理紧凑，力求简化流程、减少能耗、节约投资，并应与周围装置协调一致、美观大方；

6) 采用较高的自动化水平，降低工作人员的操作强度，管理简便，易于操作，适应性强；

7) 充分利用现有的排水设施，使系统整体效益得以发挥。

1.6设计内容及范围

本设计包括处理工艺的选择、污水处理设备和管材及电气控制系统设计。

本方案主要参照设计规范和同行业处理方法等进行设计。

本方案只对污水废水处理主体部分进行设计，进水、处理后排水管道及规范排污口由建设方负责。

在电力配置方面，本方案不包括从建设方配电室至本工程电控系统间的设计。

2.1 建设规模

    根据实验室相关图纸及客户实际情况，污水处理项目的规模为1T/天。

2.2 污水进出水水质的确定

2.2.1进水要求

符合《GB5085-2007危险废物鉴别标准》规定的不属于危险废物的各类洗涤废水；

符合《HJ520-2009废水类别代码》中175实验室废水的分类标准（不包括实验室废液）；

符合《HJ520-2009废水类别代码》中水污染物及相关指标分类表中相关指标。

2.2.2 出水水质的确定

设计出水水质：根据水质特点，本项目设计出水水质达到北京市水污染物中和排放标准（北京市地方标准 DB11-307-2013）以及《GB18466-2005医疗机构水污染物排放标准》中表２综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限值 （日均值），主要出水水质标准如下表所示：

2.3 污水处理工艺

2.3.1 污水处理工艺选择原则

根据此类污水的特点，本方案考虑污水处理工艺的选择遵循以下思路：

1、通过本工程的建设达到保护环境、保护水资源、改善生活环境的目的。

2、充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。

3、严格执行国家的有关规定，确保各项水质指标达到规定的水质标准。

4、设计必须符合适用的要求。

选择的处理工艺、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足使用的需要，以保证废水处理设备功能的实现。

2.3.2处理工艺的选择

根据此类污水进水水质特点及出水水质要求，本污水处理主体工艺采用“ 废水收集+pH调节+重金属螯合+絮凝混凝+氧化消毒+复合吸附过滤+紫外光氧化消毒”工艺，工艺流程如下：

2.3.3工艺流程单元说明

实验室废水排至收集池，收集池水位至设定液位后，系统自动启动，开始处理。通过泵将水抽入综合反应池，在综合反应池首先进行pH值调节，然后加入氯消毒药剂，之后进行臭氧氧化消毒，降解有机污染除色、除臭、杀菌灭毒等，之后经泵进入多功能处理系统除臭、除色及残余有机物、重金属、无机盐等，然后经新型膜滤装置去除溶解有机物及残余污染物，最后经紫外光消毒去除微生物，确保出水水质达标排放。

混凝沉降池里的污泥定期用泥泵抽出至滤袋经无害化后排放。

2.3.4工作原理

1、 收集池：除了起废水收集和水质均衡的作用，同时废水首先互相中和，减少pH调节所需酸、碱的量，更环保；

2、 pH调节和氯消毒：去除水中酸、碱污染物，同时保证后续处理的效果；氯消毒是杀死各种病原微生物，将致病的细菌性病原微生物和病毒性病原微生物杀死，防止水致疾病的传播，保障人们身体健康。

3、 氧化消毒池：耦合臭氧氧化的高级氧化处理技术和氯法消毒，主要用于水的消毒、去除水中酚、氰等污染物质，水的脱色、除去水中铁、锰等金属离子，除异味和臭味。具有反应迅速、流程简单、没有二次污染等优势；

4、 多功能处理：对异味、微生物、胶体及色素、重金属离子、小分子有机污染物等有较明显的吸附去除作用；

5、 紫外光氧化消毒：降解有机物，同时具有广谱杀菌作用，几乎对所有微生物、细菌、病毒和藻类生物都起作用，具有杀菌快、灭菌率高、安全环保、无二次污染等优势。

2.4污水处理系统功能特点：

2.4.1设备控制系统及性能

此类废水处理系统是运用现代传感器、自动测量、自动控制、自动运行等高新技术以及相关的专用软件和通讯网络所组成的一个综合性的自动废水处理系统。

1、系统采用先进的智能组件和CAN总线技术，用户可以根据现场的水量、水质和成本要求，通过对各处理模块的科学组合，设定出符合用户需求、性价比最高的综合性废水处理系统；

2、国际知名品牌全自动PLC控制系统，10英寸彩色触摸液晶大屏，LED全中文操作页面，能够实时显示仪器的运行状态信息。无人工看守，设定时间内有废水开机、无废水停机；

 3、清洗及校正功能：具有自动和手动两种方法进行清洗和设备校正。自动清洗功能：每一段时间处理结束后，自动清洗仪器管路、阀门等部件；提供综合废水废液自清洗及校正系统证书

4、报警功能：具有系统故障、断电、试剂存量不足、无水、数值超标异常等情况下的自动报警功能，上述报警信号能输出到远程控制网；

5、远程控制功能：远程监控：只需有WIFI，就能①远程访问系统；②远程管理：实现连接两端的资源共享，用于远程办公等；③远程控制：开关机，重启、注销及定本地或远端程序等；支持多种通讯方式，包括RS232、RS485、GSM、GPRS、TCP/IP、UDP及3G网络；提供综合废水废液远程控制管理系统证书

6、设备需具有广泛的适应性，强大的升级性，如水质、水量及控制系统的升级；

7、全程水质、运行状态、参数、工作压力、流量、在线液晶监测、反应水箱高中低液位等实时显示；设备符合GLP（实验室优良标准）设计；

8、系统集中控制， 一体化设计、无需挖多个处理池，占地面积小，外观高端大方；运行安静平稳；

9、核心部件选用世界一流品质的产品，保障运行的安全性和稳定性；

10、处理工艺使用标准规范的药剂，确保可靠运行、降低运行费用；

11、环境友好型设备，选用高效环保的技术及药剂；

2.4.2安全性能

1、多种全自动应急操作方式，实现多种控制模式，保证系统正常运行；

2、设有停水、停电、过载等非正常状态自动保护、自动识别故障报警及处理功能；

3、开机自检、缺水保护报警、高低压自动停机、停电自动复位；保护并处理；

4、收集池顶端安装溢流口，设备突发停电后不影响正常实验；

5、为确保安全设备所有金属外壳均与地线相连，主机电气柜内安装漏电保护器确保使用及安装维修人员人身安全。三章、产品优势、安装要求、设备耗材

Ø 具有针对性：专为PCR实验室及相关医疗行业实验室废水而设计；

Ø 智能集成化设计：操作简单、全自动运行，无须专人值守

Ø 处理效果好：通过多程处理净化，达标排放。

Ø 自主研发专利技术：更环保、更高效

Ø 设有自动、定时、手动三种运行模式；

Ø 环境友好型设备：自带排气风机，将异味有组织排放；

Ø 设备安全可靠：设有多重自动保护功能，运行稳定；

Ø 自主研发专利技术

Ø 高效、环保药剂及填料

Ø PLC控制系统

Ø 耐腐蚀加药泵

Ø 7寸液晶触摸彩屏

Ø 设有高低液位、过载等自动报警功能（就地声光报警和远程报警）及自带保护功能

Ø 设备自带自动反洗功能等

Ø 可实现远传监控和控制(选配）