一种实验室COD测试废液处置装置及其处置方法与流程

本发明涉及废液处理系统，具体涉及一种实验室cod测试废液处置装置及其处置方法。

背景技术：

实验室cod测试废液主要来源为水质化学需氧量在线仪器的自动监测和人工取样后手动测试过程中产生的实验室废液，主要含有h2so4以及ag⁺、hg⁺、cr⁶⁺等金属离子，具有强酸性、强氧化性、高毒性等特性。需要经过多级处理后才能达标排放，处置工艺复杂，难度较大，目前针对此类废液暂无成熟的处置工艺和生产线装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种实验室cod测试废液处置装置及其处置方法，达到沉淀ag⁺、hg⁺、cr⁶⁺并无含汞废气产生，是一套达到处置实验室cod检测废液时操作环境安全的一种组合式处置装置及处置方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种实验室cod测试废液处置装置，包括反应装置、板框压滤机、固化填埋装置、废气处理装置；

所述板框压滤机的进料端连接有沉降池，沉降池的出料端连接板框压滤机，沉降池与板框压滤机之间设置抽泵；板框压滤机输出端的一端连接生化处置装置、另一端连接固化填埋装置；

所述反应装置包括依次布置的还原处置装置、碱化调节装置、沉淀除汞装置、絮凝反应装置；反应装置的上料端连接废液池，所述的废液池与还原处置装置之间设置抽泵，依次布置的还原处置装置、碱化调节装置、沉淀除汞装置、絮凝反应装置之间分别设置抽泵，絮凝反应装置的下料端与沉降池连接，且絮凝反应装置与沉降池之间设置抽泵；

所述废气处理装置的输出端依次并列连接所述反应装置，所述的废气处理装置包括自其输出端依次连接的真空装置、活性炭吸收装置、高锰酸钾吸收装置、气体冷凝装置；

所述的反应装置上设置冷却水循环装置。

进一步的，所述的真空装置为真空泵。

进一步的，所述的冷却水循环装置设置于还原处置装置、碱化调节装置的反应釜釜体外壁上。

再进一步的，所述的冷却水循环装置包括还原处置装置、碱化调节装置反应釜反应部位的冷却水置入腔，冷却水置入腔的中部或者上部设置冷却水出口，冷却水置入腔的底部设置冷却水进口。

进一步的，所述反应装置上均设置有第一加药装置。

进一步的，所述沉降池与板框压滤机之间设置的抽泵为渣浆泵。

进一步的，所述固化填埋装置上设有第二加药装置和搅拌装置。

再进一步的，所述废气处理装置的输出端位于反应装置的上位设置缓冲槽。

一种实验室cod测试废液处置方法，包括以下步骤：

1)还原处理：含重金属酸性废液由废液池进入反应装置的还原处置装置后，通过还原处置装置加入硫酸亚铁进行还原处理，将废液中六价铬还原成三价铬；

2)碱化处理：在经步骤1)处理后的混合液抽至反应装置的碱化调节装置，碱化调节装置加入消石灰和片碱，中和混合液中大量的氢离子，调节反应体系ph为9，水体出现氢氧化铁絮体沉淀物、氢氧化三铬沉淀物、氧化银沉淀物；

3)降温：步骤2)碱化中和处理过程中有大量热能放出，通过冷却水循环装置循环冷却，将反应体系温度控制在40℃以下；

4)沉淀处理：将经步骤3)处理后混合物，通过沉淀除汞装置加入硫化钠，体系出现硫化汞沉淀物；

5)絮凝处理：将经步骤4)处理后水，通过絮凝反应装置加入硫酸亚铁沉淀剂将未反应完硫离子形成硫化铁沉淀，再加入pam助凝剂对水体进行彻底絮凝；

废气处理：在上述反应开始时开启真空装置，将反应体系控制在微负压状态，反应过程产生的气体依次通过高锰酸钾吸收装置、活性炭吸收装置；

6)调节：将经步骤5)处理后的混合液泵入沉降池；

7)压滤：将经步骤6)处理后的泥水混合物泵入板框压滤机压滤；

8)固化填埋：将经步骤7)处理后的污泥通过固化填埋装置加入水泥进行固化处置。

进一步的，步骤1)与步骤2)之间，还原处置装置通过冷却水循环装置循环冷却，将反应体系温度控制在40℃以下。

本发明的技术效果：本发明的一种实验室cod测试废液处置装置及其处置方法，是一套达到处置实验室cod检测废液时操作环境安全的一种组合式处置装置及处置方法。

附图说明

图1为本发明的装置图；

具体实施方式

本发明的一种实验室cod检测废液处置装置，包括反应装置、板框压滤机11、固化填埋装置12、废气处理装置；

所述板框压滤机11的进料端连接有沉降池10，沉降池10的出料端连接板框压滤机11，沉降池10与板框压滤机11之间设置抽泵；板框压滤机11输出端的一端连接生化处置装置、另一端连接固化填埋装置12；

所述反应装置包括依次布置的还原处置装置2、碱化调节装置3、沉淀除汞装置4、絮凝反应装置5；反应装置的上料端连接废液池a，所述的废液池a与还原处置装置2之间设置抽泵，依次布置的还原处置装置2、碱化调节装置3、沉淀除汞装置4、絮凝反应装置5之间分别设置抽泵，絮凝反应装置5的下料端与沉降池10连接，且絮凝反应装置5与沉降池10之间设置抽泵；

所述废气处理装置的输出端依次并列连接所述反应装置，所述的气体处理装置包括自其输出端依次连接的真空装置9、活性炭吸收装置8、高锰酸钾(溶液)吸收装置7、气体冷凝装置6，所述的真空装置9为真空泵；

所述的反应装置上设置冷却水循环装置14。

进一步的，所述的冷却水循环装置14设置于还原处置装置2、碱化调节装置3的反应釜釜体外壁上。

再进一步的，所述的冷却水循环装置14包括还原处置装置2、碱化调节装置3反应釜反应部位的冷却水置入腔，冷却水置入腔的中部或者上部设置冷却水出口，冷却水置入腔的底部设置冷却水进口。

进一步地，所述反应装置上均设置有第一加药装置1a；

进一步地，所述沉降池10与板框压滤机11之间设置的抽泵为渣浆泵；

进一步地，所述固化填埋装置12上设有第二加药装置12a和搅拌装置；

进一步地，所述废气处理装置的输出端位于反应装置的上位设置缓冲槽。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的处置方法：

处置方法的原理：以cod检测废液(cod消解管废液，汞含量为50-100mg/l)为主要处置对象，研究方法为碱化沉淀法。将废液(酸度为10-18mol/l)稀释5倍，加入硫酸亚铁、具体为七水合硫酸亚铁将废液中六价铬还原成三价铬，通过消石灰和片碱调节废液的ph至9，将废液中银以氧化银固体形式除去，将三价铬以氢氧化铬沉淀形式除去，然后加入硫化钠，将废液中汞以硫化汞沉淀形式去除，再加入硫酸亚铁，将过量的硫离子以硫化铁沉淀形式除去，同时形成氢氧化铁胶体絮凝吸附溶液中微小颗粒沉淀物。最后将混合固液混合物a：消石灰＝1：2.5-3.5混合成混合物b，混合物b：水泥＝1：0.15-0.25固化后成混合物c，混合物c进行固化安全填埋。

处置方法机理：cro4^2-+8h⁺+fe²⁺＝cr³⁺+fe³⁺+4h2o

h⁺+oh^-＝h2o

ca²⁺+so4^2-＝caso4↓

ag⁺+oh^-＝agoh↓

2agoh＝ag2o↓+h2o

cr³⁺+3oh^-＝cr(oh)3↓

fe³⁺+3oh^-＝fe(oh)3↓

hg²⁺+s^2-＝hgs↓

fe²⁺+s^2-＝fes↓

具体的，一种实验室cod测试废液的处置方法包括如下步骤：

1)还原处理：含重金属酸性废液由废液池a进入反应装置的还原处置装置2后，通过还原处置装置2上的第一加药装置1a加入硫酸亚铁进行还原处理，将废液中六价铬还原成三价铬；

cro4^2-+8h⁺+fe²⁺＝cr³⁺+fe³⁺+4h2o

2)碱化处理：在经步骤1)处理后的混合液抽至反应装置的碱化调节装置3，碱化调节装置3加入消石灰和片碱，中和混合液中大量的氢离子，调节反应体系ph为9，水体出现氢氧化铁絮体沉淀物、氢氧化三铬沉淀物、氧化银沉淀物；

h⁺+oh^-＝h2o

ca²⁺+so4^2-＝caso4↓

ag⁺+oh^-＝agoh↓

2agoh＝ag2o↓+h2o

cr³⁺+3oh^-＝cr(oh)3↓

fe³⁺+3oh^-＝fe(oh)3↓

fe²⁺+3oh^-＝fe(oh)2↓

3)降温：步骤2)碱化中和处理过程中有大量热能放出，通过冷却水循环装置14循环冷却，将反应体系温度控制在40℃以下，保证反应的稳定性和安全性；这样以达到后续生化处置对温度的要求，(生化处置采用微生物细菌处理，需要环境温度40度以下，40度以下达到生物活性温度要求)；

优选的，同理，此步骤前，具体的，前述步骤1)与步骤2)之间，还原处置装置2通过冷却水循环装置14循环冷却，将反应体系温度控制在40℃以下，进一步，保证反应的稳定性和安全性；

4)沉淀处理：将经步骤3)处理后混合物，通过沉淀除汞装置4的第一加药装置1a加入硫化钠，体系出现硫化汞沉淀物；

hg²⁺+s^2-＝hgs↓

fe²⁺+s^2-＝fes↓

5)絮凝处理：将经步骤4)处理后水，通过絮凝反应装置5的第一加药装置1a加入硫酸亚铁沉淀剂将未反应完硫离子形成硫化铁沉淀，再加入pam助凝剂对水体进行彻底絮凝；

pam作为助凝剂和废水中的絮凝剂硫酸亚铁共同作用形成大的矾花，在形成过程中包裹硫化汞和硫化铁的微小颗粒。

废气处理：在上述反应开始时开启真空装置9，将反应体系控制在微负压状态，反应过程产生的废气依次通过高锰酸钾吸收装置7、活性炭吸收装置8，确保反应过程中产生气体没有汞蒸气逸出；

高锰酸钾氧化可能存在的有机汞蒸气成二价态汞形成溶液状，活性炭吸附残余的微量汞蒸气。

6)调节：将经步骤5)处理后的混合液泵入沉降池10；

7)压滤：将经步骤6)处理后的泥水混合物用渣浆泵泵入板框压滤机11压滤；

8)固化填埋：将经步骤7)处理后的污泥通过固化填埋装置12的第二加药装置12a加入水泥进行固化处置，保证处置后固态沉淀物符合填埋池的入场控制要求。

本发明的一种实验室cod测试废液处置装置及其处置方法，是一种能实现对含重金属强酸性检测废液的安全处理装置及工艺，用多级反应(氧化还原、体系酸碱度和絮凝剂等的组合)的工艺来实现ag⁺、hg²⁺、cr⁶⁺等重金属离子的分步骤沉淀，在反应全程对体系的三废进行有效的收集和处理，来达到处置实验室cod检测废液时操作环境安全的一种组合式处置装置及处理方法。

下面结合实施例对本发明的方案作进一步详述。

实施案例1：取10lcod测试废液(酸度为12.03mol/l，汞含量为52.82mg/l)稀释到50l，加入七水合硫酸亚铁8g，通过消石灰3.2kg和片碱0.8kg调节废液的ph到9，然后依次加入16g硫化钠，加入16g硫酸亚铁，最后将混合固液混合物a与162.1kg焚烧飞灰混合成混合物b，混合物b与43.2kg水泥固化后成混合物c，混合物c进行固化安全填埋。

对固化物进行溶出检测，浸出液：ph:9.23，重金属总铬：1.08mg/l,六价铬含量0.33mg/l，汞含量0.012mg/l。

实施案例2：取10lcod测试废液(酸度为15.11mol/l，汞含量为66.3mg/l)稀释到50l，加入七水合硫酸亚铁10g，通过消石灰4kg和片碱1kg调节废液的ph到9，然后依次加入20g硫化钠，加入20g硫酸亚铁，最后将混合固液混合物a与165.2kg焚烧飞灰混合成混合物b，混合物b与44kg水泥固化后成混合物c，混合物c进行固化安全填埋。

对固化物进行溶出检测，浸出液：ph:9.17，重金属总铬：0.78mg/l,六价铬含量0.35mg/l，汞含量0.014mg/l。

实施案例3：取10lcod测试废液(酸度为17.2mol/l，汞含量为75.58mg/l)稀释到50l，加入七水合硫酸亚铁11.4g，通过消石灰4.56kg和片碱1.14kg调节废液的ph到9，然后依次加入22.8g硫化钠，加入22.8g硫酸亚铁，最后将混合固液混合物a与167.3kg焚烧飞灰混合成混合物b，混合物b与44.6kg水泥固化后成混合物c，混合物c进行固化安全填埋。

对固化物进行溶出检测，浸出液：ph:9.56，重金属总铬：1.01mg/l,六价铬含量0.23mg/l，汞含量0.008mg/l。

以下为上述三个实施案例的处理结果统计表格：