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一种PACTMBR耦合技术处理实验室废水的方法.pdf

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一种 PACTMBR 耦合 技术 处理 实验室 废水 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910086067

申请日:

20190129

公开号:

CN109626756A

公开日:

20190416

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: C02F9/14 主分类号: C02F9/14
申请人: 中环清源(北京)科技有限公司
发明人: 董春妮;陈卓然;?#21496;?
地址: 100089 北京市海淀区黑泉路8号1幢康健宝盛广场C座8层C8017号
优先权:
专利代理机构: 11471 代理人: 王睿
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201910086067

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类?#20572;?/td>

公开

摘要

本发明提出了一种采用PACT?MBR耦合技术处理实验室废水的方法,所述方法包括以下步骤:(1)将实验室废水通入PACT曝气池,使废水在活性炭和微生物的共同作用下进行曝气处理,得到第一产水;(2)将所述第一产水通入MBR反应器,使有机物彻底?#21040;?#21518;,通过膜组件进行过滤,得到第二产水。该方法先利用PACT技术对实验室废水进行处理,去除其中的重金属及难?#21040;?#30340;污染物,以减轻对MBR膜中微生物的毒害作用,同时提高废水的可生化性。PACT处理结束后,通过结合MBR技术对废水进行生化处理,对废水中COD的?#21040;?#33021;力显著增强。处理后的废水可实现达标排放。

权利要求书

1.一种采用PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: (1)将实验室废水通入PACT曝气池,使废水在活性炭和微生物的共同作用下进行曝气处理,得到第一产水; (2)将所述第一产水通入MBR反应器,使有机物彻底?#21040;?#21518;,通过膜组件进行过滤,得到第二产水。 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述曝气在曝气池中?#20013;?#36827;行,并向所述曝气池中间歇加入活性炭粉末。 3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述活性炭粉末以0.5g/(L·h)的量加入。 4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,将所述第一产水进行沉淀分离,得到上清液和底部污泥,将所述上清液作为第二产水排出,将所述底部污泥送入污泥过滤脱水装置。 5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,MBR膜组件采用平板陶瓷膜。 6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述平板陶瓷膜的材质为氧化铝、氧化锆、氧化?#36873;?#27687;化硅或碳化硅。 7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述MBR反应器包括生物接触氧化池、鼓风曝气装置、污泥过滤脱水装置和MBR膜生物反应装置。 8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,将所述第一产水通入生物接触氧化池,利用微生物的作用继续?#21040;釩OD,得到的产水进入MBR膜生物反应装置,利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧化碳和水,再经膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离,得到第二产水。 9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,生物接触氧化池和MBR膜生物反应装置产生的污泥进入污泥过滤脱水装置。 10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二产水消毒后,可直接排放或进行中水回用。

说明书


一种PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法
技术领域


本发明涉及化工废水处理技术领域,具体涉及一种采用PACT-MBR耦合技术处理实
验室废水的方法。


背景技术


实验室废水是指在教学、科研、化验、测试等过程中产生的综合废水,具体来源为
实验室药品、试剂、试液、残留试剂、容器洗涤、仪器清洗等过程产生的综合废水。


实验室废水主要具有以下特点:(1)废水成分复杂,含有铅、汞、镉、六价铬、铜、锑、
二价铁、铝、锰等重金属以及酸、碱、非金属离子?#20219;?#26426;污染物,各类有机污染物及致病病原
体?#20219;?#29983;物污染物,具有腐蚀、有毒、有害等特性。据统计,化学类、药学类实验室涉及到的
试剂种类可达到6000~10000种;(2)废水排放无规律性,尤其是科研实验室,排放的种类和
数量都不具备规律性,不具备重?#20013;裕?#19988;可生化性?#30591;?3)废水新增排放种类明显,随着科研
活动的推进,往往会产生新的污水排放物;(4)废水排放量增大,随着国家对科研?#24230;?#30340;力
度加大,科研活动增多,废水排放水量逐年增大;


鉴于以上特点,实验室废水危害主要有以下几点:(1)腐蚀排放管网,如酸类废水
腐蚀铁质下水道,有机溶剂类废水腐蚀PVC管道;(2)废水中含有毒剧毒物质,重金属、难降
解物质,对城市污水处理厂运行造成冲击;(3)废水中的污染物质在?#21040;?#36807;程中可能造成二
次污染。


目前一般的城市污水处理厂不具备处理化学实验室特殊排放物的处理条件;高校
或科研实验室,在处理实验室废水时,通常采用的是中和沉淀、过滤的方法,处理效果并不
理想。处理后的废水中仍含有高浓度剧毒物质、难?#21040;?#29289;?#23454;齲?#36798;不到排放标准。因而寻求
一种能有效处理实验室废水的方法?#20219;?#37325;要。


鉴于此,特提出本发明。


发明内容


本发明的目的在于提供一种采用PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法。


为实现上述目的,本发明的技术方案如下:


本发明涉及一种采用PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法,所述方法包括以
下步骤:


(1)将实验室废水通入PACT曝气池,使废水在活性炭和微生物的共同作用下进行
曝气处理,得到第一产水;


(2)将所述第一产水通入MBR反应器,使有机物彻底?#21040;?#21518;,通过膜组件进行过滤,
得到第二产水。


优选地,步骤(1)中,所述曝气在曝气池中?#20013;?#36827;行,并向所述曝气池中间歇加入
活性炭粉末。


优选地,步骤(1)中,所述活性炭粉末以0.5g/(L·h)的量加入。


优选地,步骤(1)中,将所述第一产水进行沉淀分离,得到上清液和底部污泥,将所
述上清液作为第二产水排出,将所述底部污泥送入污泥过滤脱水装置。


优选地,步骤(2)中,MBR膜组件采用平板陶瓷膜。


优选地,所述平板陶瓷膜的材质为氧化铝、氧化锆、氧化?#36873;?#27687;化硅或碳化硅。


优选地,所述MBR反应器包括生物接触氧化池、鼓风曝气装置、污泥过滤脱水装置
和MBR膜生物反应装置。


优选地,步骤(2)中,将所述第一产水通入生物接触氧化池,利用微生物的作用继
续?#21040;釩OD,得到的产水进入MBR膜生物反应装置,利用好氧微生物将污染物最终分解成二
氧化碳和水,再经膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离,得到第二产水。


优选地,步骤(2)中,生物接触氧化池和MBR膜生物反应装置产生的污泥进入污泥
过滤脱水装置。


优选地,所述第二产水消毒后,可直接排放或进行中水回用。


本发明的有益效果:


本发明提供了一种采用PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法。该方法集生物
活性炭法和MBR的优点于一身,具有以下功效:


(1)提高了不可?#21040;釩OD或TOC的去除率,特别是能有效地去除色度和臭味,减少曝
气池的发泡现象,这主要得益于粉末活性炭的吸附作用;


(2)增加?#23435;?#26426;物的去除率,增加了对重金属冲击负荷的适应性。具体表现在活性
炭吸附与金属相络合的有机物,在含硫量?#32454;?#26102;在碳表面形成硫化沉淀析出,重金属随生
物絮体共沉析;


(3)改善?#23435;?#27877;沉淀性能,?#26723;土宋?#27877;体积指数(SVI),提高了固液分离能力;


(4)改善污泥絮体的形成,这是由于活性炭与絮体结合后,絮体密度增大再加上活
性炭的多孔性,絮体与之结合更充分;


(5)减少了对异养微生物或硝化微生物的?#31181;疲?#26377;脱氮作用;


(6)?#26723;?#20102;挥发性有机物(VOCs)向气相的转移,?#26723;?#20102;异味的产生;


(7)提高了处理设备的总去除效率,大大改善出水水质。


在优选的方案中,MBR反应器采用具有耐磨损、抗污染能力强的平板陶瓷膜,克服
了粉末活性炭对膜片的磨损及污染。


附图说明


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而?#20934;?#22320;,下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。


图1是采用PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法的流程图。


具体实施方式


为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行
详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提?#28388;?#24471;到的所有
其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。


本发明实施例涉及一种采用PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法。该方法的
流程图如图1所示,包括以下步骤:


(1)将实验室废水通入PACT曝气池,使废水在活性炭和微生物的共同作用下进行
曝气处理,得到第一产水。


其中,PACT生物活性碳法工艺(Powdered Activated Carbon Treatment
Process)是利用活性炭为载体,在处理废水过程中使活性炭炭表面生成生物膜,产生活性
炭吸附和微生物氧化分解有机物的协同作用的废水生物处理过程。生物活性炭是利用活性
炭具有巨大比表面积、发达孔隙结构以及优良的吸附性能等特点,以活性炭作为载体构建
生物膜,从而形成生物活性炭以对污染物质进行?#21040;狻?br>

在本发明的一个实施例中,曝气在曝气池中?#20013;?#36827;行,并向曝气池中间歇加入活
性炭粉末。曝气池底部一般为曝气供氧设备,废水进入后,通过微生物与活性炭的共同作
用,除去其中的污染物。本领域技术人员应该理解的是,微生物即为废水的活性污泥中产生
的微生物。本发明中,对于曝气池的水力停留时间无特殊要求,可以采用本领域常规的设
置,例如,曝气池的水力停留时间可以为2-50h,优选为8-30h。


在本发明的一个实施例中,前期需选择活性污泥作为待培养的菌种,并通过投加
营养盐和充分曝气让活性污泥生长。由肉眼观察、镜检等常规技术手段判断活性污泥的成
熟度。待活性污泥成熟后,开?#21450;?#29031;0.5g/(L·h)的量(1L污水每小时投加0.5g粉末活性炭)
投加粉末活性炭。维持好氧池内的营养盐浓度和溶解氧浓度不变(即与单独培养活性污泥
的营养盐浓度和溶解氧浓度相同),以粉末活性炭为中心,活性污泥中的微生物包裹粉末活
性炭形成絮体;絮体形成后开始进污水,随着污水的浓度增加,微生物得到驯化,通过测量
得到曝气池的出水水质稳定,驯化完成,活性炭-微生物菌?#21644;排?#20859;完成。


进一步地,得到第一产水后,先将第一产水进行沉淀分离,得到上清液和底部污
泥,然后将上清液作为第二产水排出,将底部污泥送入污泥过滤脱水装置。污泥过滤脱水装
置可以单独设置,也可以与MBR反应器合用。


(2)从PACT曝气池输出第一产水后,将第一产水通入MBR反应器,使有机物彻底降
解后,通过膜组件进行过滤,得到第二产水。


膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技
术。具体是以膜组件取代二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,以减少污水处理设
施占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比,MBR具有以下
主要特点:处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简
单。


在本发明的一个实施例中,MBR膜组件采用平板陶瓷膜。该陶瓷膜具有多孔结构,
由两层以上的膜层构成,?#26579;?#26377;良好的分离功能,又能够减少膜的渗透阻力,保证平板陶瓷
膜具有足够的机械强度和高的渗透通量,且耐磨损、抗污染能力强。进一步地,平板陶瓷膜
的材质为氧化铝、氧化锆、氧化?#36873;?#27687;化硅或碳化硅。


进一步地,本发明中MBR反应器包括生物接触氧化池、鼓风曝气装置、污泥过滤脱
水装置和MBR膜生物反应装置。


在本发明的一个实施例中,步骤(2)的具体过程包括:将第一产水通入生物接触氧
化池,利用微生物的作用继续?#21040;釩OD,在?#21496;?#22823;部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以
?#21040;狻?#24471;到的产水溢流进入MBR膜生物反应装置,利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧
化碳和水,再经膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离,从而达到去除污染物的目的,得
到第二产水。第二产水消毒后,可直接排放或进行中水回用。


上述过程中,生物接触氧化池和MBR膜生物反应装置产生的污泥进入污泥过滤脱
水装置,脱水后进行输出利用。


本发明提供了一种采用PACT-MBR耦合技术处理实验室废水的方法。该方法先利用
PACT技术对实验室废水进行处理,去除其中的重金属及难?#21040;?#30340;污染物,以减轻对MBR膜中
微生物的毒害作用,同时提高废水的可生化性。PACT处理结束后,本发明通过结合MBR技术
对废水进行生化处理,对废水中COD的?#21040;?#33021;力显著增强。处理后的废水可实现达标排放。


实施例1


以北京某高校化学实验室的废水作为样品,按照以下步骤进行处理:


(1)将实验室废水通入PACT曝气池,向曝气池中以0.5g/(L·h)的量加入活性炭粉
末,使废水在活性炭和微生物的共同作用下进行曝气处理,得到第一产水。


(2)将第一产水的上清?#21644;?#20837;MBR反应器,MBR反应器包括生物接触氧化池、鼓风曝
气装置、污泥过滤脱水装置和MBR膜生物反应装置,得到第二产水作为出水。


其中,MBR膜组件采用碳化硅材?#23454;?#24179;板陶瓷膜。


该废水的进水和出水指标如表1所示。


对比例1


废水样品同实施例1,区别在于将废水进行沉降后,直接送入MBR反应装置进行处
理。


该废水的进水和出水指标如表1所示。


表1












注:最高?#24066;?#20540;指《GB8978-1996综合污水排放标准》中的一级排放标准。


表1说明采用本发明提供的方法,能够除去实验室废水中大部分的COD和重金属,
达到环保排放标准。如在进行MBR处理之前未进行PACT处理,则无法达到排放标准。


以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何
熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,?#21152;?#28085;
盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应?#36816;?#36848;权利要求的保护范围为准。


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