实验室重金属废水处理工艺

　1.1 废水来源及水量

　　废水来源于A楼和B楼，A楼的实验室废水主要来源：清洗污水(包括洗手、清洗设备、清洗容器等)和实验过程中产生的废水。实验过程的废水主要来源包括：浮选、重选和磁选试验;化学分析和湿法浸出试验;贵金属提取过程的含氰化物废液等。废水的pH值、重金属离子、氰化物等成分含量不稳定，直接外排对环境有影响。B楼的实验室废水主要来源：教学实验和科研实验产生的废水，废水水质同样具有不确定性、多变性和复杂性的特点，主要包括高浓度和低浓度的废水，其中，高浓度废水主要为配制的失效或过剩药剂溶液，低浓度废水则主要是化学实验器皿的洗涤水等。废水处理设施的建设场地位于A楼东侧的绿地。A楼和B楼两栋实验大楼的实验室废水排放总量范围为10~35m3/d，A楼与B楼的废水排放量的大致比例约为7︰3。

　　1.2 处理规模

　　废水处理系统的设计规模为Q=35m3/d，废水处理站每天工作时间8h，每小时废水处理规模为4.5m3/h。

　　1.3 废水进水质及出水标准

　　废水进水水质详见表1：

　　出水水质执行《污水综合排放标准》(GB8979-1996)一级标准，详见表2：

　　2、工程设计

　　2.1 工艺流程设计

　　废水处理工艺流程详见图1。

　　因氰化物仅在A实验楼222实验室使用，氰化物废水在A实验楼222单独收集采用碱性氯化法预处理后，再排入A实验楼废水收集管道，进入废水调节池。本工程在B实验楼南门绿化带内设置了一座废水调节池，在A实验楼广场设置了三座废水调节池，在废水处理站设置了一座总调节池。B实验楼的实验废水由管道输送至废水调节池，再由泵输送至废水处理站的总调节池内;A实验楼的实验室废水由废水收集管道分别收集进入三座废水调节池内，再由设置在调节池内的泵输送至废水处理站的总调节池内。A、B实验楼的实验废水在废水处理站总调节池内进行均质、均量混合。总调节池内的废水经泵提升进入废水处理生产用房内的重金属废水处理机进行处理，重金属处理机包含三个反应区和一个沉淀区。第一反应区内通过添加硫酸将废水调节至酸性，在酸性环境下通过添加亚硫酸氢钠将六价铬还原为三价铬;第二反应区内通过添加氢氧化钠将废水pH调节至中性，将三价铬、锌等转化为沉淀;第三反应区内添加硫化钠，将废水中的砷、铜、铅、锌、镉、镍、钡、锰、钴、汞等金属离子转化为不溶于水的金属硫化物沉淀，添加CaCl2将废水中的氟离子转化为氟化钙沉淀，添加PAM增强废水的絮凝沉降性能，废水在沉淀区进行固液分离，上清液进入氧化反应器进行氧化反应，去除废水中残余的硫化钠，经氧化反应器处理的废水再经砂滤和活性炭过滤后达标排放。重金属废水处理机产生的化学污泥排入污泥浓缩器浓缩后进入厢式压滤机压滤处理，干泥运输至危险废物处置中心处置，压滤液返回总废水调节池，重新进入废水处理站处理。

　　废水处理系统设置了从氧化反应器超越砂滤器、活性炭过滤器的超越管，当废水中污染物浓度低，经重金属废水处理机和氧化反应器处理后出水水质符合排放标准时，可直接超越砂滤器与活性炭过滤器直接达标排放，节约运行成本。

　　2.2 主要工艺设备与参数

　　(1)总废水调节池。

　　1座，有效容积20m3，用于对废水进行水量、水质调节。采用成品玻璃钢材质(耐酸腐蚀),设置于废水处理站旁，配备304不锈钢潜污泵2台(1用1备)，规格：Q=6m3/h，H=10m，N=0.75kW。

　　(2)重金属废水处理机。

　　1套，该设备是废水处理的核心设备。重金属处理机包含三个反应区和一个沉淀区，设计处理能力Q=4.5m3/h，其功能为将废水中的六价铬、锌、铅、镉、镍、锰等金属离子转化为沉淀去除，外形尺寸L×B×H=5.3m×1.5m×4m，包含第一反应区(化学还原区)、第二反应区(中和区)、第三反应区(硫化物反应区)、斜板沉淀区四个部分，各部分的尺寸与技术参数详见表3。

　　(3)氧化反应器。

　　1台，用于将重金属废水处理机出水中含有的微量硫化物氧化，使用漂白粉作为氧化剂，氧化反应器的有效容积为V=2m3，停留时间26min。

　　(4)砂滤器。

　　1台，砂滤器直径Φ=0.8m，滤速9m/h，用于去除废水中的悬浮物。

　　(5)活性炭过滤器。

　　1台，直径Φ=0.8m，滤速9m/h，活性炭过滤器利用颗粒活性炭进一步去除砂滤器出水中的残存的余氯、有机物、悬浮物杂质。

　　(6)污泥处理系统。

　　1套，污泥处理系统由污泥浓缩器(1台)、厢式压滤机(1台)、气动隔膜泵(1台)组成。重金属废水处理机排出的污泥经浓缩器重力浓缩后，由气动隔膜泵输送至板框压滤机脱水，污泥浓缩器尺寸L×B×H=1.5m×1.5m×4.5m，HRT=10h，厢式压滤机过滤面积4m2，配套的气动隔膜泵泵参数：Q=2m3/h，H=50m。

　　2.3 系统控制

　　重金属废水处理机采用pH/ORP控制仪对酸度、氧化还原电位、加药进行自动控制。在第一反应区(化学还原区)设置pH控制仪控制pH值为2~3，设置ORP控制仪控制ORP数值控制在240~300mV之间。在第二反应区(中和区)设置pH控制仪控制pH值为8~8.5，废水处理系统中废水提升泵通过液位控制器控制启停，整个重金属废水处理机基本实现自动控制。

　　砂滤器、活性炭过滤器的运行由PLC控制，砂滤器的反洗采用定期反洗，周期为2天反洗一次。活性炭过滤器每运行7天反冲洗一次。污泥脱水系统采用人工手动控制。

　　2.4 运行效果

　　废水处理站出水水质详见表4，各项控制指标均优于设计值。