环境监测站实验室废水处理工艺研究
摘要：本文采用两级混凝反应沉淀法—砂滤罐过滤法处理环境监测站实验室废水，研究了对总Cr、COD和SS等的处理效果。研究结果表明把实验室废水的pH值调到8.0～9.0之间，投加聚合硫酸铁在100mg/l时，反应时间为30分钟；二级混凝反应中，在pH值调为7.5-8.5之间，投加聚合氯化铝絮凝剂的浓度为50mg/L，反应20分钟，再投加PAM为5mg/L，反应时间为10分钟；通过2级混凝反应，其总Cr、COD和SS去除率分别为100%、95%和96%。进一步通过砂滤罐过滤，出水可达标排放。
关键词：实验室废水；混凝沉淀；砂滤
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：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
實验室废水主要有各类教育机构、研究机构、相关质检机构、质量保证和控制、医疗卫生行业的设立的各种实验室在科研、教学、工农业产品研发等活动中排放的废水以及其研究过程中弃物水等。环保部门各级监测站排放的废水就是其中的一类实验室废水[1]。实验室废水排放的水质水量均不稳定，成分非常复杂，虽然排放量小，但由于其污染成分复杂，各污染组分的浓度较高特点，极易造成环境污染事故[2，3]。目前大部分环境监测站实验室废水一般未作处理直接市政管道，其中的难降解等特殊物质和重金属元素对市政污水收集和处理设施带来一定的运行管理风险。
为了避免对环境造成污染问题，根据国家相关法律法规和相关的部门通知，有必要对环境监测站的实验室废水进行必要的的处理，达到排入市政管道的要求。目前实验室废水处理工艺主要有絮凝沉淀法[4-6]、硫化物沉淀法、氧化还原中和沉淀法[6]、活性炭吸附法[7，8]、生物膜法和活性污泥法以及它们的组合工艺。本文针对福州某区环境监测站的实验室废水处理进行实验室物化处理工艺研究。
1 实验部分
本论文研究对象为福州市某区环境监测站，该监测站为全区污染源的监测服务，为全区环境管理提供有效数据，监测实验室每天排水量为2-4m?/d，监测站平时开展的水质指标以常规的COD、SS、TP、TN、NH4+-N、重金属和生物性指标为主，主要为实验室洗瓶稀废水、泄露的高浓度污染废液；因此实验室废水处理指标以重金属总Cr、CODcr、SS和pH为主要监测指标，进水水质范围见表1所示。监测期间其进水水质指标如表1所示，监测分析方法中总磷为钼酸铵分光光度法，氨氮为纳氏试剂比色法，COD为重铬酸盐法，SS采用重量法测定[9]。
根据相关文献，结合实际水质情况，主要工艺研究包括pH值调节、一级混凝、二级混凝沉淀、砂滤罐过滤系统。废水先进行pH值调节，调节到合适的pH值，然后进行一级混凝沉淀，一级混沉淀投加聚合硫酸铁（PFS），确定其去除率和pH值的影响；处理完的水进行二级混凝沉淀，投加聚合氯化铝（PAC），后投加聚丙烯酰胺（PAM），确定最佳工艺参数，后面再进行砂滤罐进行过滤，确定相应参数。
2 实验结果与讨论
2.1 pH对一级混凝沉淀处理效果的影响
根据相关文献资料可知，PFS使用的较佳pH值范围为5.5～9.5之间，本环境监测站的实验室废水pH值为1.6～6.3之间，因此很有必要调节pH值，pH值也是影响混凝沉淀的主要因素之一。选取PFS的投加量为100mg/L，分别选取pH值为5.5、7、8.5、10、11.5时，测试pH值对一级混凝沉淀处理效果的影响，其实验结果如图1所示。
从图2可知，除了总Cr外，COD、BOD5和SS在pH值为8.5的时候去除率最高，分别为74%、56.8%和66.7%。而总Cr随着pH上升，去除率一直上升，但是在pH在8.5以后，去除率上升不明显，去除率趋于稳定，稳定在88%-90%之间。从以上实验结果和考虑原水是偏酸性的，为了节省碱的投加量，实际工程较佳的pH值8.5较为合适。
2.2 一级混凝沉淀处理效果
調节好pH值后对污水进行了投加不同量的PFS，一级混凝实验的结果见表2所示。根据表2可以得出PFS的投加量对各个污染物的指标去除率。从表中可推知，当pH值为8.5的时候， COD、BOD5、 总Cr和SS的去除率随着投加混凝剂PFS的量的增加而增加。在PFS投加量为0的时候，除了总Cr没有去除外，别的污染物均有少量去除，SS去除率最大，说明部分污染物会跟随SS部分沉淀，但是沉淀量很少，说明大部分污染物呈现胶体或者溶解态，而Cr没有去除率说明其是全溶解态的。在PFS投加到100mg/L后，去除率上升很慢，去除率曲线倾向于水平。从运行成本角度考虑，实际工程可以考虑采用PFS的投加量为100mg/L最合适。这时候COD、BOD5、SS和总Cr去除率分别为74%、56.8%、66.7%和88.6%。
2.3 二级混凝沉淀处理效果与讨论
根据相关文献资料可知，PAC使用的较佳pH值范围为7～8之间，本环境监测站的实验室废水经一级混凝反应沉淀后pH值为8.5左右，而PAC本身溶液偏酸性，加入后会使得溶液pH值下降，因此不考虑调节pH值，加完药剂后pH值测得结果在8上下。PAC对一级混凝出水污水进行了投加不同量的PAC，为了加快沉降速度，还投加了PAM为5mg/L，二级混凝实验的结果见图2所示。
从图2可知，随着PAC投加量的增加，去除率逐渐上升，投加到50mg/L的时候，去除率上升缓慢，趋向于平稳。另外随着PAC投加量的上升，pH值也逐渐下降到7.9。根据实验结果表明在实际工程中可以不考虑调节pH值，另外PAC的投加量控制在50mg/L即可，此时出水COD、BOD5、SS和总Cr分别为85 mg/L、47 mg/L、32 mg/L和0.006 mg/L。
2.4 过滤处理效果结果与讨论
为了进一步探讨实验室废水直接排放标准而不是排入市政管道标准，对二级混凝沉淀后的废水进行砂滤过滤。在废水进入砂滤罐之前，投加了5mg/L的PAC，增加砂滤的去除效果，砂滤过滤速度为10m/h，实验结果表明COD、BOD5和SS分别为45 mg/L、19 mg/L、9 mg/L，而总Cr未检出，已经达到污水的综合排放标准一级标准。说明整个工艺是可行的。整个工艺去除率COD、BOD5、SS和总Cr分别为95%，94%、96%和100%。
3 结论
（1）一级混凝沉淀最佳pH值为8.5，最合适PFS的投加量为100mg/L，此时COD、BOD5、SS和总Cr去除率分别为74%、56.8%、66.7%和88.6%。
（2）二级混凝沉淀最佳PAC的投加量为50mg/L，PAM投加量为5mg/L，此时出水COD、BOD5、SS和总Cr分别为85 mg/L、47 mg/L、32 mg/L和0.006 mg/L。
（3）一级混凝+二级混凝沉淀+砂滤整个工艺去除率COD、BOD5、SS和总Cr分别为95%，94%、96%和100%。
参考文献
[1]姚运先，王艺娟.实验室废液的管理与处理方法[J].实验与创新思维， 2002， 2：9-10.
[2]李铁龙，金朝晖，宣晓梅等.实验室废水处理初探[J].环境卫生工程， 2004，12（2）：73-76.
[3]李永红.实验室有机废水的污染分析及思考[J].温州师范学院学报（自然科学版）， 2002， 23（6）：22-24.
[4]杨建设，刘琳.实验室废液的处理方法[J].农业技术师范学院学报， 1998， 12（1）：47-49.
[5]王家棋.关于化学实验室废液处理的探讨[J].化学教育， 1998，（2）：30-31.
[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，李淑华.活性炭吸附法处理实验室浓有机废水[J].黎明化工，1991（3）：50-53.
[8]罗赛珍，金明，屈芸.高校化学实验室废水处理[J].江西化工.2005（4）：32-34.
[9]国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法-第4版[M].北京：中国环境科学出版社， 2002.
作者简介：黄训强（1978-），男，本科，工程师，研究方向为环境保护与环境监测。
关键词：实验室废水；混凝沉淀；砂滤
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：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
實验室废水主要有各类教育机构、研究机构、相关质检机构、质量保证和控制、医疗卫生行业的设立的各种实验室在科研、教学、工农业产品研发等活动中排放的废水以及其研究过程中弃物水等。环保部门各级监测站排放的废水就是其中的一类实验室废水[1]。实验室废水排放的水质水量均不稳定，成分非常复杂，虽然排放量小，但由于其污染成分复杂，各污染组分的浓度较高特点，极易造成环境污染事故[2，3]。目前大部分环境监测站实验室废水一般未作处理直接市政管道，其中的难降解等特殊物质和重金属元素对市政污水收集和处理设施带来一定的运行管理风险。
为了避免对环境造成污染问题，根据国家相关法律法规和相关的部门通知，有必要对环境监测站的实验室废水进行必要的的处理，达到排入市政管道的要求。目前实验室废水处理工艺主要有絮凝沉淀法[4-6]、硫化物沉淀法、氧化还原中和沉淀法[6]、活性炭吸附法[7，8]、生物膜法和活性污泥法以及它们的组合工艺。本文针对福州某区环境监测站的实验室废水处理进行实验室物化处理工艺研究。
1 实验部分
本论文研究对象为福州市某区环境监测站，该监测站为全区污染源的监测服务，为全区环境管理提供有效数据，监测实验室每天排水量为2-4m?/d，监测站平时开展的水质指标以常规的COD、SS、TP、TN、NH4+-N、重金属和生物性指标为主，主要为实验室洗瓶稀废水、泄露的高浓度污染废液；因此实验室废水处理指标以重金属总Cr、CODcr、SS和pH为主要监测指标，进水水质范围见表1所示。监测期间其进水水质指标如表1所示，监测分析方法中总磷为钼酸铵分光光度法，氨氮为纳氏试剂比色法，COD为重铬酸盐法，SS采用重量法测定[9]。
根据相关文献，结合实际水质情况，主要工艺研究包括pH值调节、一级混凝、二级混凝沉淀、砂滤罐过滤系统。废水先进行pH值调节，调节到合适的pH值，然后进行一级混凝沉淀，一级混沉淀投加聚合硫酸铁（PFS），确定其去除率和pH值的影响；处理完的水进行二级混凝沉淀，投加聚合氯化铝（PAC），后投加聚丙烯酰胺（PAM），确定最佳工艺参数，后面再进行砂滤罐进行过滤，确定相应参数。
2 实验结果与讨论
2.1 pH对一级混凝沉淀处理效果的影响
根据相关文献资料可知，PFS使用的较佳pH值范围为5.5～9.5之间，本环境监测站的实验室废水pH值为1.6～6.3之间，因此很有必要调节pH值，pH值也是影响混凝沉淀的主要因素之一。选取PFS的投加量为100mg/L，分别选取pH值为5.5、7、8.5、10、11.5时，测试pH值对一级混凝沉淀处理效果的影响，其实验结果如图1所示。
从图2可知，除了总Cr外，COD、BOD5和SS在pH值为8.5的时候去除率最高，分别为74%、56.8%和66.7%。而总Cr随着pH上升，去除率一直上升，但是在pH在8.5以后，去除率上升不明显，去除率趋于稳定，稳定在88%-90%之间。从以上实验结果和考虑原水是偏酸性的，为了节省碱的投加量，实际工程较佳的pH值8.5较为合适。
2.2 一级混凝沉淀处理效果
調节好pH值后对污水进行了投加不同量的PFS，一级混凝实验的结果见表2所示。根据表2可以得出PFS的投加量对各个污染物的指标去除率。从表中可推知，当pH值为8.5的时候， COD、BOD5、 总Cr和SS的去除率随着投加混凝剂PFS的量的增加而增加。在PFS投加量为0的时候，除了总Cr没有去除外，别的污染物均有少量去除，SS去除率最大，说明部分污染物会跟随SS部分沉淀，但是沉淀量很少，说明大部分污染物呈现胶体或者溶解态，而Cr没有去除率说明其是全溶解态的。在PFS投加到100mg/L后，去除率上升很慢，去除率曲线倾向于水平。从运行成本角度考虑，实际工程可以考虑采用PFS的投加量为100mg/L最合适。这时候COD、BOD5、SS和总Cr去除率分别为74%、56.8%、66.7%和88.6%。
2.3 二级混凝沉淀处理效果与讨论
根据相关文献资料可知，PAC使用的较佳pH值范围为7～8之间，本环境监测站的实验室废水经一级混凝反应沉淀后pH值为8.5左右，而PAC本身溶液偏酸性，加入后会使得溶液pH值下降，因此不考虑调节pH值，加完药剂后pH值测得结果在8上下。PAC对一级混凝出水污水进行了投加不同量的PAC，为了加快沉降速度，还投加了PAM为5mg/L，二级混凝实验的结果见图2所示。
从图2可知，随着PAC投加量的增加，去除率逐渐上升，投加到50mg/L的时候，去除率上升缓慢，趋向于平稳。另外随着PAC投加量的上升，pH值也逐渐下降到7.9。根据实验结果表明在实际工程中可以不考虑调节pH值，另外PAC的投加量控制在50mg/L即可，此时出水COD、BOD5、SS和总Cr分别为85 mg/L、47 mg/L、32 mg/L和0.006 mg/L。
2.4 过滤处理效果结果与讨论
为了进一步探讨实验室废水直接排放标准而不是排入市政管道标准，对二级混凝沉淀后的废水进行砂滤过滤。在废水进入砂滤罐之前，投加了5mg/L的PAC，增加砂滤的去除效果，砂滤过滤速度为10m/h，实验结果表明COD、BOD5和SS分别为45 mg/L、19 mg/L、9 mg/L，而总Cr未检出，已经达到污水的综合排放标准一级标准。说明整个工艺是可行的。整个工艺去除率COD、BOD5、SS和总Cr分别为95%，94%、96%和100%。
3 结论
（1）一级混凝沉淀最佳pH值为8.5，最合适PFS的投加量为100mg/L，此时COD、BOD5、SS和总Cr去除率分别为74%、56.8%、66.7%和88.6%。
（2）二级混凝沉淀最佳PAC的投加量为50mg/L，PAM投加量为5mg/L，此时出水COD、BOD5、SS和总Cr分别为85 mg/L、47 mg/L、32 mg/L和0.006 mg/L。
（3）一级混凝+二级混凝沉淀+砂滤整个工艺去除率COD、BOD5、SS和总Cr分别为95%，94%、96%和100%。
参考文献
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[8]罗赛珍，金明，屈芸.高校化学实验室废水处理[J].江西化工.2005（4）：32-34.
[9]国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法-第4版[M].北京：中国环境科学出版社， 2002.
作者简介：黄训强（1978-），男，本科，工程师，研究方向为环境保护与环境监测。
