为彻底解决以上问题，在保证净化站不停产的前提下，对现有处理设施各处理工序均进行了优化设计，改造后出水中CODcr、Mn、Tl含量远低于原系统，稳定达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996)中类污染物高允许排放浓度及当地的总量控制要求；且Na2S吨水消耗量减少了60%，降低了运行成本，彻底解决了对环境的二次污染。
1、水质资料与工艺流程确定
1.1 水质资料
净化站废水主要来自氧化锰厂经预处理后的浓水，以及少量实验大楼的实验废水（不超过10m3/d)。
通过对进水水质进行全分析，废水中含有多种重金属，其中主要重金属种类及指标见表1。
净化站处理后出水排人市政污水管网，结合长沙市环保局对净化站出水的要求，出水重金属指标参照《污水综合排放标准》（GB8978-1996)中类污染物高允许排放浓度，具体水质指标见表1。
1.2 工艺流程确定
本项目采用化学处理法去除废水中的重金属，通过选择合适的化学反应药剂，使废水中金属离子与其反应生成不溶性的盐或氧化物（包括氢氧化物）沉淀而去除。从表1可以看出，本项目废水中主要超标重金属为Mn、Tl，且进水含量均不高，特别是Tl含量极低。需要对微含量的重金属进一步降低，在工艺上对化学反应药剂的选择以及固液分离的效果要求就更加严格。本项目通过jingque计算各处理工序运行参数，确定佳工况后进行优化设计与改造，并增加了尾水过滤系统，改造后工艺流程如图1所示。
2、提质改造设计与实践
2.1 加药系统工艺改造
常年运行经验和实践证明，投加NaOH使废水pH值达到12左右，再投加絮凝剂进行沉淀，可以保证出水中包括Mn在内的多项重金属指标达标，但单纯投加碱对Tl的去除效果不理想。Tl含有剧毒，国家对外排水中Tl含量的要求特别严格。实践证明，针对废水中的Tl，硫化物沉淀效果明显优于氢氧化物沉淀，主要是由于氢氧化铊沉淀物粒径过于细小不易沉淀，通过絮凝后经斜管沉淀池沉淀1h都很难保证出水达标。但在保证碱性条件下，同时向废水中投加过量的Na2S，经絮凝沉淀后，上清液出水中Tl含量可以达到国家标准。但由于本项目出水排人市政污水管网，与生活污水混合，生活污水中的一些厌氧菌在管网中发酵产酸，出水中残留的Na2S在酸性条件下易形成H2S并从沿途的污水检查井中溢出，产生异味，给周边居民带来影响。
为彻底解决此环境影响，本次提质改造首先对投加的药剂进行改良。ME-2是由长沙矿冶研究院自主研发的一种专门针对含Tl废水的捕捉药剂，该药剂是以具有国际先进水平的高分子重金属离子捕集沉淀剂为核心技术的系列处理药剂，能在常温下与废水中的Tl迅速反应，生成不溶水的螯合盐，再加人少量有机或(和)无机絮凝剂，形成絮状沉淀。该法是一种新处理方法一螯合沉淀法。ME-2的特点如下：①不论废水中的Tl离子浓度高低，均能发挥去除效果；②多种重金属离子共存时，能同时去除；③对重金属离子以络合盐形式（EDTA、柠檬酸等）存在的情况，也能发挥良好的去除效果；④能去除胶质重金属；⑤不受共存盐类的影响。
另一方面通过对原人工加药系统进行自动化改造，jingque计量，增加在线监测仪表，严格控制药剂投加量。在溶液池，NaOH、Na2S及ME-2按比例20：4：1混合溶解后，配制成浓度为5%的碱混合液，通过加药栗jingque计量投加至废水进水栗的吸水管中，经水栗叶轮高速旋转混合后进人反应塔。加药栗原采用一台普通离心泵，离心泵出口liuliang会根据管道压力变化而变化，无法做到恒定liuliang投加，改造后选用1台变频软管栗，主要参数为：Q=0〜5m3/h，P=1.6MPa，N=4kW。软管泵具有很好的计量功能，与普通隔膜计量泵相比，具有liuliang大、吸程高、不易堵塞的特点，更适合于本项目使用工况。
加药量根据反应塔进水处新增的pH在线监测计进行反馈变频控制，并在软管泵投加管道上新增电磁liuliang计在线监测药剂投加量。根据调试运行经验，药剂投加量控制在450mg/L，反应塔进水pH值控制在12左右，处理效果佳。
2.2 反应塔工艺改造
净化站现有1座反应塔，直径4.5m，高7.2m，半地下式结构。1983年净化站建设时，作为原处理工艺的核心处理工序，与悬浮澄清池原理类似，是集混凝和泥水分离于一体的处理构筑物。在反应塔中加人絮凝剂，生成矾花形成稳定的泥渣层，原水经过泥渣层时水中的杂质与原有的泥渣进行接触絮凝，使细小的絮凝粒相互聚合，或被泥渣层所吸附，清水向上分离，原水得到净化，悬浮泥渣在吸附了水中悬浮颗粒后不断增加，多余的泥渣经排泥孔进人浓缩室，浓缩到一定浓度后，由排泥管排走。悬浮澄清式反应塔处理效率高，在20世纪70〜80年代得到了广泛应用，但其对原水的水量、水质、水温及混凝剂等因素的变化影响较明显，处理效果不够稳定。
随着前端生产工艺不断改进，净化站进水的水质和水量都有较大变化；而且随着国家对环保的要求越来越严格，单靠一座悬浮澄清式反应塔，出水已无法满足环保要求。为tigao反应塔的处理效果和抗负荷冲击能力，将原有的悬浮澄清式反应塔改造成空气搅拌式澄清反应塔，经常年运行经验和实践证明，该形式反应塔出水水质明显优于静态的悬浮澄清式反应塔。
在反应塔中增加了1个直径2m、高3m、与反应塔同心的圆锥形反应室，并在反应室内布置曝气和絮凝剂投加管道，原水与碱液混合后经栗tisheng至该反应室，然后与絮凝剂在反应室内通过空气搅拌作用充分混合反应，同时防止反应形成的矾花在反应室内沉淀。充分反应后的泥水混合液从反应室顶部向反应塔内外圈的泥水分离室溢出，在泥水分离室清水向上分离，被反应塔顶部的环形集水槽收集后自流至下一处理工序，絮凝后的悬浮物则下沉进人浓缩室，浓缩到一定浓度后，由排泥管排走。
絮凝剂选用阴离子型聚丙烯酰胺（PAM)，配药浓度为0.5%，投加量为30m^/L。采用三槽式干粉泡药机自动化定量投加，主要参数为：药液泡制量Q=1500L/h，N=4kW。采用隔膜计量栗进行投加，一用一备，主要参数为：Q=900L/h，P=0.35MPa，N=0.75kW。并在絮凝剂投加管道上新增电磁liuliang计在线监测药剂投加量。
2.3 沉淀系统工艺改造
为进一步确保泥水分离效果，将反应塔出水的清水池改造成沉淀池。原清水池容积较大，分成两级沉淀：一级沉淀采用斜管沉淀，表面负荷3m3/(m2.h)，有效容积为：LxBxH=6mX6mX4m；二级沉淀采用平流沉淀，表面负荷1.4m3/(m2•h)，有效容积为：LxBxH=12mX6mX3m。并在池底放坡，铺设排泥管道，帮助排泥。