實驗室重金屬廢水處理工藝

　　位于長沙的某高校二級學院某學院擁有礦業(yè)工程、礦物加工工程、無機非金屬材料工程、生物工程和生物技術四個專業(yè)，該學院擁有兩棟科研教學樓，A樓和B樓，其中A樓主要進行礦業(yè)工程、礦物加工工程、無機非金屬材料工程的科研與教學;B樓主要進行生物工程和生物技術(生物冶金等領域)的科研和教學。A樓和B樓均排放含有重金屬、酸堿等污染物的廢水，實驗室重金屬廢水需經過處理達到國家排放標準后才能排放。

　　1、項目概況

　　1.1 廢水來源及水量

　　廢水來源于A樓和B樓，A樓的實驗室廢水主要來源：清洗污水(包括洗手、清洗設備、清洗容器等)和實驗過程中產生的廢水。實驗過程的廢水主要來源包括：浮選、重選和磁選試驗;化學分析和濕法浸出試驗;貴金屬提取過程的含氰化物廢液等。廢水的pH值、重金屬離子、氰化物等成分含量不穩(wěn)定，直接外排對環(huán)境有影響。B樓的實驗室廢水主要來源：教學實驗和科研實驗產生的廢水，廢水水質同樣具有不確定性、多變性和復雜性的特點，主要包括高濃度和低濃度的廢水，其中，高濃度廢水主要為配制的失效或過剩藥劑溶液，低濃度廢水則主要是化學實驗器皿的洗滌水等。廢水處理設施的建設場地位于A樓東側的綠地。A樓和B樓兩棟實驗大樓的實驗室廢水排放總量范圍為10~35m3/d，A樓與B樓的廢水排放量的大致比例約為7?U3。

　　1.2 處理規(guī)模

　　廢水處理系統(tǒng)的設計規(guī)模為Q=35m3/d，廢水處理站每天工作時間8h，每小時廢水處理規(guī)模為4.5m3/h。

　　1.3 廢水進水質及出水標準

　　廢水進水水質詳見表1：

　　出水水質執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8979-1996)一級標準，詳見表2：

　　2、工程設計

　　2.1 工藝流程設計

　　廢水處理工藝流程詳見圖1。

　　因氰化物僅在A實驗樓222實驗室使用，氰化物廢水在A實驗樓222單獨收集采用堿性氯化法預處理后，再排入A實驗樓廢水收集管道，進入廢水調節(jié)池。本工程在B實驗樓南門綠化帶內設置了一座廢水調節(jié)池，在A實驗樓廣場設置了三座廢水調節(jié)池，在廢水處理站設置了一座總調節(jié)池。B實驗樓的實驗廢水由管道輸送至廢水調節(jié)池，再由泵輸送至廢水處理站的總調節(jié)池內;A實驗樓的實驗室廢水由廢水收集管道分別收集進入三座廢水調節(jié)池內，再由設置在調節(jié)池內的泵輸送至廢水處理站的總調節(jié)池內。A、B實驗樓的實驗廢水在廢水處理站總調節(jié)池內進行均質、均量混合?？傉{節(jié)池內的廢水經泵提升進入廢水處理生產用房內的重金屬廢水處理機進行處理，重金屬處理機包含三個反應區(qū)和一個沉淀區(qū)。第一反應區(qū)內通過添加硫酸將廢水調節(jié)至酸性，在酸性環(huán)境下通過添加亞硫酸氫鈉將六價鉻還原為三價鉻;第二反應區(qū)內通過添加氫氧化鈉將廢水pH調節(jié)至中性，將三價鉻、鋅等轉化為沉淀;第三反應區(qū)內添加硫化鈉，將廢水中的砷、銅、鉛、鋅、鎘、鎳、鋇、錳、鈷、汞等金屬離子轉化為不溶于水的金屬硫化物沉淀，添加CaCl2將廢水中的氟離子轉化為氟化鈣沉淀，添加PAM增強廢水的絮凝沉降性能，廢水在沉淀區(qū)進行固液分離，上清液進入氧化反應器進行氧化反應，去除廢水中殘余的硫化鈉，經氧化反應器處理的廢水再經砂濾和活性炭過濾后達標排放。重金屬廢水處理機產生的化學污泥排入污泥濃縮器濃縮后進入廂式壓濾機壓濾處理，干泥運輸至危險廢物處置中心處置，壓濾液返回總廢水調節(jié)池，重新進入廢水處理站處理。

　　廢水處理系統(tǒng)設置了從氧化反應器超越砂濾器、活性炭過濾器的超越管，當廢水中污染物濃度低，經重金屬廢水處理機和氧化反應器處理后出水水質符合排放標準時，可直接超越砂濾器與活性炭過濾器直接達標排放，節(jié)約運行成本。

　　2.2 主要工藝設備與參數

　　(1)總廢水調節(jié)池。

　　1座，有效容積20m3，用于對廢水進行水量、水質調節(jié)。采用成品玻璃鋼材質(耐酸腐蝕),設置于廢水處理站旁，配備304不銹鋼潛污泵2臺(1用1備)，規(guī)格：Q=6m3/h，H=10m，N=0.75kW。

　　(2)重金屬廢水處理機。

　　1套，該設備是廢水處理的核心設備。重金屬處理機包含三個反應區(qū)和一個沉淀區(qū)，設計處理能力Q=4.5m3/h，其功能為將廢水中的六價鉻、鋅、鉛、鎘、鎳、錳等金屬離子轉化為沉淀去除，外形尺寸L×B×H=5.3m×1.5m×4m，包含第一反應區(qū)(化學還原區(qū))、第二反應區(qū)(中和區(qū))、第三反應區(qū)(硫化物反應區(qū))、斜板沉淀區(qū)四個部分，各部分的尺寸與技術參數詳見表3。

　　(3)氧化反應器。

　　1臺，用于將重金屬廢水處理機出水中含有的微量硫化物氧化，使用漂白粉作為氧化劑，氧化反應器的有效容積為V=2m3，停留時間26min。

　　(4)砂濾器。

　　1臺，砂濾器直徑Φ=0.8m，濾速9m/h，用于去除廢水中的懸浮物。

　　(5)活性炭過濾器。

　　1臺，直徑Φ=0.8m，濾速9m/h，活性炭過濾器利用顆?；钚蕴窟M一步去除砂濾器出水中的殘存的余氯、有機物、懸浮物雜質。

　　(6)污泥處理系統(tǒng)。

　　1套，污泥處理系統(tǒng)由污泥濃縮器(1臺)、廂式壓濾機(1臺)、氣動隔膜泵(1臺)組成。重金屬廢水處理機排出的污泥經濃縮器重力濃縮后，由氣動隔膜泵輸送至板框壓濾機脫水，污泥濃縮器尺寸L×B×H=1.5m×1.5m×4.5m，HRT=10h，廂式壓濾機過濾面積4m2，配套的氣動隔膜泵泵參數：Q=2m3/h，H=50m。

　　2.3 系統(tǒng)控制

　　重金屬廢水處理機采用pH/ORP控制儀對酸度、氧化還原電位、加藥進行自動控制。在第一反應區(qū)(化學還原區(qū))設置pH控制儀控制pH值為2~3，設置ORP控制儀控制ORP數值控制在240~300mV之間。在第二反應區(qū)(中和區(qū))設置pH控制儀控制pH值為8~8.5，廢水處理系統(tǒng)中廢水提升泵通過液位控制器控制啟停，整個重金屬廢水處理機基本實現自動控制。

　　砂濾器、活性炭過濾器的運行由PLC控制，砂濾器的反洗采用定期反洗，周期為2天反洗一次?；钚蕴窟^濾器每運行7天反沖洗一次。污泥脫水系統(tǒng)采用人工手動控制。

　　2.4 運行效果

　　廢水處理站出水水質詳見表4，各項控制指標均優(yōu)于設計值。

　　4、結論

　　采用重金屬廢水處理機(包含化學還原、中和、硫化物反應三個反應區(qū)以及沉淀區(qū))+氧化反應器+砂濾+活性炭工藝處理實驗室重金屬廢水，出水水質可穩(wěn)定達標，系統(tǒng)運行維護簡單。(來源：湖南省有色地質勘查研究院)