實驗室重金屬廢水處理工藝

　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(shè)備、清洗容器等)和實驗過程中產(chǎn)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(xué)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(xué)實驗和科研實驗產(chǎn)生的廢水，廢水水質(zhì)同樣具有不確定性、多變性和復(fù)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(xué)實驗器皿的洗滌水等。廢水處理設(shè)施的建設(shè)場地位于A樓東側(cè)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︰3。

　　1.2 處理規(guī)模

　　廢水處理系統(tǒng)的設(shè)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(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)

　　廢水進水水質(zhì)詳見表1：

　　出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8979-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)，詳見表2：

　　2、工程設(shè)計

　　2.1 工藝流程設(shè)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(yù)處理后，再排入A實驗樓廢水收集管道，進入廢水調(diào)節(jié)池。本工程在B實驗樓南門綠化帶內(nèi)設(shè)置了一座廢水調(diào)節(jié)池，在A實驗樓廣場設(shè)置了三座廢水調(diào)節(jié)池，在廢水處理站設(shè)置了一座總調(diào)節(jié)池。B實驗樓的實驗廢水由管道輸送至廢水調(diào)節(jié)池，再由泵輸送至廢水處理站的總調(diào)節(jié)池內(nèi);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(diào)節(jié)池內(nèi)，再由設(shè)置在調(diào)節(jié)池內(nèi)的泵輸送至廢水處理站的總調(diào)節(jié)池內(nèi)。A、B實驗樓的實驗廢水在廢水處理站總調(diào)節(jié)池內(nèi)進行均質(zhì)、均量混合?？傉{(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水經(jīng)泵提升進入廢水處理生產(chǎn)用房內(nèi)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(yīng)區(qū)和一個沉淀區(qū)。第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)通過添加硫酸將廢水調(diào)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(yīng)區(qū)內(nèi)通過添加氫氧化鈉將廢水pH調(diào)節(jié)至中性，將三價鉻、鋅等轉(zhuǎn)化為沉淀;第三反應(yīng)區(qū)內(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)器進行氧化反應(yīng)，去除廢水中殘余的硫化鈉，經(jīng)氧化反應(yīng)器處理的廢水再經(jīng)砂濾和活性炭過濾后達標(biāo)排放。重金屬廢水處理機產(chǎn)生的化學(xué)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(diào)節(jié)池，重新進入廢水處理站處理。

　　廢水處理系統(tǒng)設(shè)置了從氧化反應(yīng)器超越砂濾器、活性炭過濾器的超越管，當(dāng)廢水中污染物濃度低，經(jīng)重金屬廢水處理機和氧化反應(yīng)器處理后出水水質(zhì)符合排放標(biāo)準(zhǔn)時，可直接超越砂濾器與活性炭過濾器直接達標(biāo)排放，節(jié)約運行成本。

　　2.2 主要工藝設(shè)備與參數(shù)

　　(1)總廢水調(diào)節(jié)池。

　　1座，有效容積20m3，用于對廢水進行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)。采用成品玻璃鋼材質(zhì)(耐酸腐蝕),設(shè)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(shè)備是廢水處理的核心設(shè)備。重金屬處理機包含三個反應(yīng)區(qū)和一個沉淀區(qū)，設(shè)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(zhuǎn)化為沉淀去除，外形尺寸L×B×H=5.3m×1.5m×4m，包含第一反應(yīng)區(qū)(化學(xué)還原區(qū))、第二反應(yīng)區(qū)(中和區(qū))、第三反應(yīng)區(qū)(硫化物反應(yīng)區(qū))、斜板沉淀區(qū)四個部分，各部分的尺寸與技術(shù)參數(shù)詳見表3。

　　(3)氧化反應(yīng)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(yīng)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(zhì)。

　　(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(jīng)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(shù)：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(yīng)區(qū)(化學(xué)還原區(qū))設(shè)置pH控制儀控制pH值為2~3，設(shè)置ORP控制儀控制ORP數(shù)值控制在240~300mV之間。在第二反應(yīng)區(qū)(中和區(qū))設(shè)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(xiàn)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(zhì)詳見表4，各項控制指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計值。