環(huán)境監(jiān)測(cè)站實(shí)驗(yàn)室廢水處理工藝研究

摘要：本文采用兩級(jí)混凝反應(yīng)沉淀法—砂濾罐過濾法處理環(huán)境監(jiān)測(cè)站實(shí)驗(yàn)室廢水，研究了對(duì)總Cr、COD和SS等的處理效果。研究結(jié)果表明把實(shí)驗(yàn)室廢水的pH值調(diào)到8.0～9.0之間，投加聚合硫酸鐵在100mg/l時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘；二級(jí)混凝反應(yīng)中，在pH值調(diào)為7.5-8.5之間，投加聚合氯化鋁絮凝劑的濃度為50mg/L，反應(yīng)20分鐘，再投加PAM為5mg/L，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘；通過2級(jí)混凝反應(yīng)，其總Cr、COD和SS去除率分別為100%、95%和96%。進(jìn)一步通過砂濾罐過濾，出水可達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室廢水；混凝沉淀；砂濾

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2017）04-0104-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.049

Abstract： In this paper， two-stage coagulation reaction sedimentation method and sand filter were used to treat the laboratory wastewater of environmental monitoring station. The effects of total Cr， COD and SS were studied. The results showed that the pH value of the laboratory wastewater was adjusted to 8.0 ～ 9.0， and the reaction time was 30 minutes when the polymerization of ferric sulfate was added at 100mg / l. In the secondary coagulation reaction， the pH value was adjusted to 7.5-8.5 The total concentration of Cr， COD and the total reaction time was 10 minutes. The total Cr， COD and the total reaction time was 10 min. The total reaction temperature was 50 mg / L， SS removal rates were 100%， 95% and 96%， respectively. Further through the sand filter cans， the water can reach the standard discharge.

Key words： Laboratory wastewater； Coagulation sedimentation；Sand filter

實(shí)驗(yàn)室廢水主要有各類教育機(jī)構(gòu)、研究機(jī)構(gòu)、相關(guān)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)、質(zhì)量保證和控制、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的設(shè)立的各種實(shí)驗(yàn)室在科研、教學(xué)、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品研發(fā)等活動(dòng)中排放的廢水以及其研究過程中棄物水等。環(huán)保部門各級(jí)監(jiān)測(cè)站排放的廢水就是其中的一類實(shí)驗(yàn)室廢水[1]。實(shí)驗(yàn)室廢水排放的水質(zhì)水量均不穩(wěn)定，成分非常復(fù)雜，雖然排放量小，但由于其污染成分復(fù)雜，各污染組分的濃度較高特點(diǎn)，極易造成環(huán)境污染事故[2，3]。目前大部分環(huán)境監(jiān)測(cè)站實(shí)驗(yàn)室廢水一般未作處理直接市政管道，其中的難降解等特殊物質(zhì)和重金屬元素對(duì)市政污水收集和處理設(shè)施帶來一定的運(yùn)行管理風(fēng)險(xiǎn)。

為了避免對(duì)環(huán)境造成污染問題，根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)和相關(guān)的部門通知，有必要對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站的實(shí)驗(yàn)室廢水進(jìn)行必要的的處理，達(dá)到排入市政管道的要求。目前實(shí)驗(yàn)室廢水處理工藝主要有絮凝沉淀法[4-6]、硫化物沉淀法、氧化還原中和沉淀法[6]、活性炭吸附法[7，8]、生物膜法和活性污泥法以及它們的組合工藝。本文針對(duì)福州某區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站的實(shí)驗(yàn)室廢水處理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室物化處理工藝研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

本論文研究對(duì)象為福州市某區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，該監(jiān)測(cè)站為全區(qū)污染源的監(jiān)測(cè)服務(wù)，為全區(qū)環(huán)境管理提供有效數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室每天排水量為2-4m?/d，監(jiān)測(cè)站平時(shí)開展的水質(zhì)指標(biāo)以常規(guī)的COD、SS、TP、TN、NH4+-N、重金屬和生物性指標(biāo)為主，主要為實(shí)驗(yàn)室洗瓶稀廢水、泄露的高濃度污染廢液；因此實(shí)驗(yàn)室廢水處理指標(biāo)以重金屬總Cr、CODcr、SS和pH為主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，進(jìn)水水質(zhì)范圍見表1所示。監(jiān)測(cè)期間其進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示，監(jiān)測(cè)分析方法中總磷為鉬酸銨分光光度法，氨氮為納氏試劑比色法，COD為重鉻酸鹽法，SS采用重量法測(cè)定[9]。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合實(shí)際水質(zhì)情況，主要工藝研究包括pH值調(diào)節(jié)、一級(jí)混凝、二級(jí)混凝沉淀、砂濾罐過濾系統(tǒng)。廢水先進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到合適的pH值，然后進(jìn)行一級(jí)混凝沉淀，一級(jí)混沉淀投加聚合硫酸鐵（PFS），確定其去除率和pH值的影響；處理完的水進(jìn)行二級(jí)混凝沉淀，投加聚合氯化鋁（PAC），后投加聚丙烯酰胺（PAM），確定最佳工藝參數(shù)，后面再進(jìn)行砂濾罐進(jìn)行過濾，確定相應(yīng)參數(shù)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 pH對(duì)一級(jí)混凝沉淀處理效果的影響

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料可知，PFS使用的較佳pH值范圍為5.5～9.5之間，本環(huán)境監(jiān)測(cè)站的實(shí)驗(yàn)室廢水pH值為1.6～6.3之間，因此很有必要調(diào)節(jié)pH值，pH值也是影響混凝沉淀的主要因素之一。選取PFS的投加量為100mg/L，分別選取pH值為5.5、7、8.5、10、11.5時(shí)，測(cè)試pH值對(duì)一級(jí)混凝沉淀處理效果的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

從圖2可知，除了總Cr外，COD、BOD5和SS在pH值為8.5的時(shí)候去除率最高，分別為74%、56.8%和66.7%。而總Cr隨著pH上升，去除率一直上升，但是在pH在8.5以后，去除率上升不明顯，去除率趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定在88%-90%之間。從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果和考慮原水是偏酸性的，為了節(jié)省堿的投加量，實(shí)際工程較佳的pH值8.5較為合適。

2.2 一級(jí)混凝沉淀處理效果

調(diào)節(jié)好pH值后對(duì)污水進(jìn)行了投加不同量的PFS，一級(jí)混凝實(shí)驗(yàn)的結(jié)果見表2所示。根據(jù)表2可以得出PFS的投加量對(duì)各個(gè)污染物的指標(biāo)去除率。從表中可推知，當(dāng)pH值為8.5的時(shí)候， COD、BOD5、 總Cr和SS的去除率隨著投加混凝劑PFS的量的增加而增加。在PFS投加量為0的時(shí)候，除了總Cr沒有去除外，別的污染物均有少量去除，SS去除率最大，說明部分污染物會(huì)跟隨SS部分沉淀，但是沉淀量很少，說明大部分污染物呈現(xiàn)膠體或者溶解態(tài)，而Cr沒有去除率說明其是全溶解態(tài)的。在PFS投加到100mg/L后，去除率上升很慢，去除率曲線傾向于水平。從運(yùn)行成本角度考慮，實(shí)際工程可以考慮采用PFS的投加量為100mg/L最合適。這時(shí)候COD、BOD5、SS和總Cr去除率分別為74%、56.8%、66.7%和88.6%。

2.3 二級(jí)混凝沉淀處理效果與討論

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料可知，PAC使用的較佳pH值范圍為7～8之間，本環(huán)境監(jiān)測(cè)站的實(shí)驗(yàn)室廢水經(jīng)一級(jí)混凝反應(yīng)沉淀后pH值為8.5左右，而PAC本身溶液偏酸性，加入后會(huì)使得溶液pH值下降，因此不考慮調(diào)節(jié)pH值，加完藥劑后pH值測(cè)得結(jié)果在8上下。PAC對(duì)一級(jí)混凝出水污水進(jìn)行了投加不同量的PAC，為了加快沉降速度，還投加了PAM為5mg/L，二級(jí)混凝實(shí)驗(yàn)的結(jié)果見圖2所示。

從圖2可知，隨著PAC投加量的增加，去除率逐漸上升，投加到50mg/L的時(shí)候，去除率上升緩慢，趨向于平穩(wěn)。另外隨著PAC投加量的上升，pH值也逐漸下降到7.9。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)際工程中可以不考慮調(diào)節(jié)pH值，另外PAC的投加量控制在50mg/L即可，此時(shí)出水COD、BOD5、SS和總Cr分別為85 mg/L、47 mg/L、32 mg/L和0.006 mg/L。

2.4 過濾處理效果結(jié)果與討論

為了進(jìn)一步探討實(shí)驗(yàn)室廢水直接排放標(biāo)準(zhǔn)而不是排入市政管道標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)二級(jí)混凝沉淀后的廢水進(jìn)行砂濾過濾。在廢水進(jìn)入砂濾罐之前，投加了5mg/L的PAC，增加砂濾的去除效果，砂濾過濾速度為10m/h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明COD、BOD5和SS分別為45 mg/L、19 mg/L、9 mg/L，而總Cr未檢出，已經(jīng)達(dá)到污水的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。說明整個(gè)工藝是可行的。整個(gè)工藝去除率COD、BOD5、SS和總Cr分別為95%，94%、96%和100%。

3 結(jié)論

（1）一級(jí)混凝沉淀最佳pH值為8.5，最合適PFS的投加量為100mg/L，此時(shí)COD、BOD5、SS和總Cr去除率分別為74%、56.8%、66.7%和88.6%。

（2）二級(jí)混凝沉淀最佳PAC的投加量為50mg/L，PAM投加量為5mg/L，此時(shí)出水COD、BOD5、SS和總Cr分別為85 mg/L、47 mg/L、32 mg/L和0.006 mg/L。

（3）一級(jí)混凝+二級(jí)混凝沉淀+砂濾整個(gè)工藝去除率COD、BOD5、SS和總Cr分別為95%，94%、96%和100%。

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作者簡(jiǎn)介：黃訓(xùn)強(qiáng)（1978-），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)與環(huán)境監(jiān)測(cè)。