生化实验室污水处理设备
化学实验室废水危害很大,国家对自主研发的投入加大，和各类研发机构的兴起。我国研发型实验室激增,科研的进行,化学实验室废水日益增多,很多实验室对废水不加任何处理就排入下水道,因实验废水的成分相当复杂,含有较多的酸、碱、物、六价铬、砷化物、酚、苯等有毒有害的物质,直接排放对人们的生活用水和居住环境势必造成污染,寻找一种经济、高效、节能、环保,适用的化学实验室废水处理工艺已经刻不容缓。
随着人们对生活环境的要求越来越高,人类保护环境的意识越来越强,国家环保总局发出通知,要求自2005年元月l日起,对科研、监测(检测)、试验等实验室、化验室、试验场按照污染源进行管理,纳入环境监管范围。作为化学工作者,我们有必要在保护环境的具体行动中,体现科研道德作风,做出具体表率。
1化学实验室废水的产生和状况
1.1化学实验室废水的产生
化学实验室废水的产生,主要来自高校化学实验和科研实验,实验废水量的不确定性、多变性、复杂性是其自身的特点,实验废水分为高浓度和低浓度的废水,高浓度废水主要是标签脱落后的不明潮解试剂,失效的液态试剂,科研和实验中的衍生物及副产品,剧药品实验后的洗涤水,高浓度废水对环境污染严重,应当引起人们的足够重视,低浓度废水主要是化学实验器皿的洗涤水,一般酸、碱、盐的化学反应产物,低毒的化学废试液和实验用水。
1.2化学实验室废水的状况
据化学实验室废水的主要成分,可分为无机废水、有机废水和综合废水。无机废水主要含有重金属的汞、铅、铬及化物、砷化物、氟化物等,有机废水主要含有酚、苯、硝基化合物、多环芳烃、多氯联苯等致癌物质,综合废水是指废水中既含有机污染物,又含无机污染物,并且两者含量都很大。大多数实验废水是综合废水,处理这些废水,要因水而宜。
2化学实验室废水处理
化学实验室使用的试剂和药品,少则近百种,多则上千种。目前我校开设有多门实验课,实验内容包括物质性质验证实验、定量分析实验、有机合成实验和有机物提取实验等,所用化学试剂包括常见酸、碱、重金属盐和酚及其它有机物等,其中大多数都能对环境产生严重污染,许多试剂及其反应废弃物如各种酸碱、重金属盐及有机物等对环境和人体健康是有害的。它们之中有些可以在环境中长期存在,很难降解;有些通过食物链富集进入人体而造成毒害作用;有些甚至在降解的过程中又造成了二次污染[1]。
2.1.酸、碱废液
酸、碱废液在化学实验室内zui常见。一般的清洗玻璃器皿的废液,因经大量水洗涮,浓度极小,故可直接排放。浓度较高的酸碱废液,平时分开贮存,定期混合再中处理,做到以废治废,使其ph值在6.5—8.5之间,达到排放标准。
2.2.汞及含汞废液[2]
如打碎温度计,或极谱分析操作失误等,必须及时清除散装的汞,用滴管、棉花或用在汞的酸性溶液中浸过的薄铜片、粗铜丝收集于烧杯中,用水覆盖。散落于地面难以收集的微小汞珠,应尽快撒上硫磺粉,使其化合成毒性较小的硫化汞后清除干净;或喷上20%三铁的水溶液,干后再清除干净。含汞溶液包括有机汞和无机汞,有机汞的废液中加入适当的氧化剂分解为无机汞,无机汞的废液调节ph为8-10,因硫化汞溶度积很小,为4×10-53。因此,常用h2 s、na2 s、nahs、(nh4)s作为药剂来沉淀汞,hg+、hg2+离子转化为难溶的hg2 s和hgs沉淀,由于汞,滤液用活性碳处理后再过滤排放。
2.3.含铬废液的处理[3]
含铬废液主要来源是氧化废水、电镀废水、铬酸洗液及制备有机化合物等,一般这种废液中含有铬(ⅲ)和铬(ⅵ)两种价态的重金属,毒性较大。可以向含铬废液中加入还原剂,如、亚硫酸氢钠、二氧化硫、水合肼或者废铁屑,在酸性条件下将cr(ⅵ)还原为cr(ⅲ),然后加碱如naoh、ca(oh)2、na2co3等,调节ph值,使cr(ⅲ)形成低毒的cr(oh)3沉淀,清液可排放,沉淀经脱水干燥后或综合利用,或用焙烧法处理,使其与煤渣或煤粉一起焙烧,处理后的铬渣可填埋。
2.4.含氰废液的处理[4]
含氰废液主要来自于电镀实验和冶金实验,低浓度的化物废液可以加入naoh调节ph值至10以上,再加入hclo(约3%),充分搅拌,使cn-被氧化分解,使有毒的cn-变成无毒的co2和n2。
nacn+naoh+hclo=nacno+nacl+h2o
2nacno+2hclo=2co2↑+n2↑+h2↑+2nacl含化物废液一定不能与酸混合,以免生成剧毒的hcn气体而造成中毒。
2.5.含银废液的处理
化学实验室的含银废液主要来自银量分析法和银镜反应和电镀等,主要以agno3和ag(nh3)2+等形式存在。回收银的方法很多,我们通过实验筛选出了操作简便、回收银纯度高的方法。在废液中通过hcl调节ph值,加nacl沉淀,得到的白色固体用洗涤后过滤回收。
2.6.含磷废液的处理
含磷废液主要来源于电镀、表面活性剂实验及清洗废液。污染严重、残留时间长,不易降解,对人体健康造成极大危害且难以处理。累托石[5]是一种由类云母层和类蒙皂石层形成规则间层的粘土矿物,遇水膨胀崩解、水中粒度一般为1-2μm,累托石具有较大的亲水表面,在水溶液中显示出良好的亲水性、分散性和膨胀性,含磷废液用累托石进行吸附,达到排放标准。同时累托石可冲洗后再生利用。
2.7.芳烃硝化废水的处理
芳烃硝化废水主要来源于芳基硝化实验,芳基硝化实验一般采用的是混酸硝化方法,过程中产生的污染物主要包括2-硝基酚、4-硝基酚、4.6-二硝基甲酚、2.4-二硝基酚、2.6-二硝基甲苯、2.6-二硝基甲酚和硝基苯等数十种污染物,毒性大,处理难。废水呈深酱色,气味难闻,含酚浓度高达0.004mg/l以上,cod达1100mg/l,属于高浓度有机废水,实验室处理包括活性炭、磺化煤等吸附法,络和萃取剂萃取法和化学氧化法等,特别是吸附法处理硝基废水具有工艺流程短,操作简单,处理效率高的特点,适合实验室操作。
2.8.含胺类有机废液的处理
含胺类有机废液主要来自于染(颜)料中间体,药物中间体等实验。用络合萃取法[6]对含胺类有机废液进行萃取,具有相当高的cod去除率,废水的各项指标均达到了实验室排放要求,并且工艺简单,设备投资少,运行成本低、操作方便。
2.9.高浓度有机废液的处理
高浓度有机废水主要来自对天然植物、动物的冲洗、粉碎、提取有效成分等工序,还有部分来自于失效的有机试剂,具有有机物浓度高,ss高,ph值低,水质变化大等特点。采用以水解酸化+接触氧化[7]为主体的生化处理工艺,不仅能有效去除水中有机物、悬浮物,而且运行可靠,处理费用低,处理效果好,出水水质满足要求。