環境監測站實驗室廢水處理工藝研究

摘要：本文采用兩級混凝反應沉淀法—砂濾罐過濾法處理環境監測站實驗室廢水，研究了對總Cr、COD和SS等的處理效果。研究結果表明把實驗室廢水的pH值調到8.0～9.0之間，投加聚合硫酸鐵在100mg/l時，反應時間為30分鐘；二級混凝反應中，在pH值調為7.5-8.5之間，投加聚合氯化鋁絮凝劑的濃度為50mg/L，反應20分鐘，再投加PAM為5mg/L，反應時間為10分鐘；通過2級混凝反應，其總Cr、COD和SS去除率分別為100%、95%和96%。進一步通過砂濾罐過濾，出水可達標排放。

關鍵詞：實驗室廢水；混凝沉淀；砂濾

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：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

實驗室廢水主要有各類教育機構、研究機構、相關質檢機構、質量保證和控制、醫療衛生行業的設立的各種實驗室在科研、教學、工農業產品研發等活動中排放的廢水以及其研究過程中棄物水等。環保部門各級監測站排放的廢水就是其中的一類實驗室廢水[1]。實驗室廢水排放的水質水量均不穩定，成分非常復雜，雖然排放量小，但由于其污染成分復雜，各污染組分的濃度較高特點，極易造成環境污染事故[2，3]。目前大部分環境監測站實驗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和重金屬元素對市政污水收集和處理設施帶來一定的運行管理風險。

為了避免對環境造成污染問題，根據國家相關法律法規和相關的部門通知，有必要對環境監測站的實驗室廢水進行必要的的處理，達到排入市政管道的要求。目前實驗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。本文針對福州某區環境監測站的實驗室廢水處理進行實驗室物化處理工藝研究。

1 實驗部分

本論文研究對象為福州市某區環境監測站，該監測站為全區污染源的監測服務，為全區環境管理提供有效數據，監測實驗室每天排水量為2-4m?/d，監測站平時開展的水質指標以常規的COD、SS、TP、TN、NH4+-N、重金屬和生物性指標為主，主要為實驗室洗瓶稀廢水、泄露的高濃度污染廢液；因此實驗室廢水處理指標以重金屬總Cr、CODcr、SS和pH為主要監測指標，進水水質范圍見表1所示。監測期間其進水水質指標如表1所示，監測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采用重量法測定[9]。

根據相關文獻，結合實際水質情況，主要工藝研究包括pH值調節、一級混凝、二級混凝沉淀、砂濾罐過濾系統。廢水先進行pH值調節，調節到合適的pH值，然后進行一級混凝沉淀，一級混沉淀投加聚合硫酸鐵（PFS），確定其去除率和pH值的影響；處理完的水進行二級混凝沉淀，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，后面再進行砂濾罐進行過濾，確定相應參數。

2 實驗結果與討論

2.1 pH對一級混凝沉淀處理效果的影響

根據相關文獻資料可知，PFS使用的較佳pH值范圍為5.5～9.5之間，本環境監測站的實驗室廢水pH值為1.6～6.3之間，因此很有必要調節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，測試pH值對一級混凝沉淀處理效果的影響，其實驗結果如圖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，去除率趨于穩定，穩定在88%-90%之間。從以上實驗結果和考慮原水是偏酸性的，為了節省堿的投加量，實際工程較佳的pH值8.5較為合適。

2.2 一級混凝沉淀處理效果

調節好pH值后對污水進行了投加不同量的PFS，一級混凝實驗的結果見表2所示。根據表2可以得出PFS的投加量對各個污染物的指標去除率。從表中可推知，當pH值為8.5的時候， 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，說明部分污染物會跟隨SS部分沉淀，但是沉淀量很少，說明大部分污染物呈現膠體或者溶解態，而Cr沒有去除率說明其是全溶解態的。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。從運行成本角度考慮，實際工程可以考慮采用PFS的投加量為100mg/L最合適。這時候COD、BOD5、SS和總Cr去除率分別為74%、56.8%、66.7%和88.6%。

2.3 二級混凝沉淀處理效果與討論

根據相關文獻資料可知，PAC使用的較佳pH值范圍為7～8之間，本環境監測站的實驗室廢水經一級混凝反應沉淀后pH值為8.5左右，而PAC本身溶液偏酸性，加入后會使得溶液pH值下降，因此不考慮調節pH值，加完藥劑后pH值測得結果在8上下。PAC對一級混凝出水污水進行了投加不同量的PAC，為了加快沉降速度，還投加了PAM為5mg/L，二級混凝實驗的結果見圖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的時候，去除率上升緩慢，趨向于平穩。另外隨著PAC投加量的上升，pH值也逐漸下降到7.9。根據實驗結果表明在實際工程中可以不考慮調節pH值，另外PAC的投加量控制在50mg/L即可，此時出水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 過濾處理效果結果與討論

為了進一步探討實驗室廢水直接排放標準而不是排入市政管道標準，對二級混凝沉淀后的廢水進行砂濾過濾。在廢水進入砂濾罐之前，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，實驗結果表明COD、BOD5和SS分別為45 mg/L、19 mg/L、9 mg/L，而總Cr未檢出，已經達到污水的綜合排放標準一級標準。說明整個工藝是可行的。整個工藝去除率COD、BOD5、SS和總Cr分別為95%，94%、96%和100%。

3 結論

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

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

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

參考文獻

[1]姚運先，王藝娟.實驗室廢液的管理與處理方法[J].實驗與創新思維， 2002， 2：9-10.

[2]李鐵龍，金朝暉，宣曉梅等.實驗室廢水處理初探[J].環境衛生工程， 2004，12（2）：73-76.

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[6]W.S.Guo，S.Vigneswaran，H.H.Ngo.Effect of flocculation and/or adsorption as pretreatment on the critical flux of crossflow microfiltration [J]. Desalination， 2005， 172 （1）：53-62.

[7]李明川，李淑華.活性炭吸附法處理實驗室濃有機廢水[J].黎明化工，1991（3）：50-53.

[8]羅賽珍，金明，屈蕓.高校化學實驗室廢水處理[J].江西化工.2005（4）：32-34.

[9]國家環境保護總局. 水和廢水監測分析方法-第4版[M].北京：中國環境科學出版社， 2002.

作者簡介：黃訓強（1978-），男，本科，工程師，研究方向為環境保護與環境監測。