生化實驗室污水處理設(shè)備
化學(xué)實驗室廢水危害很大,國家對自主研發(fā)的投入加大，和各類研發(fā)機構(gòu)的興起。我國研發(fā)型實驗室激增,科研的進行,化學(xué)實驗室廢水日益增多,很多實驗室對廢水不加任何處理就排入下水道,因?qū)嶒瀼U水的成分相當復(fù)雜,含有較多的酸、堿、物、六價鉻、砷化物、酚、苯等有毒有害的物質(zhì),直接排放對人們的生活用水和居住環(huán)境勢必造成污染,尋找一種經(jīng)濟、高效、節(jié)能、環(huán)保,適用的化學(xué)實驗室廢水處理工藝已經(jīng)刻不容緩。
隨著人們對生活環(huán)境的要求越來越高,人類保護環(huán)境的意識越來越強,國家環(huán)?？偩职l(fā)出通知,要求自2005年元月l日起,對科研、監(jiān)測(檢測)、試驗等實驗室、化驗室、試驗場按照污染源進行管理,納入環(huán)境監(jiān)管范圍。作為化學(xué)工作者,我們有必要在保護環(huán)境的具體行動中,體現(xiàn)科研道德作風(fēng),做出具體表率。
1化學(xué)實驗室廢水的產(chǎn)生和狀況
1.1化學(xué)實驗室廢水的產(chǎn)生
化學(xué)實驗室廢水的產(chǎn)生,主要來自高?；瘜W(xué)實驗和科研實驗,實驗廢水量的不確定性、多變性、復(fù)雜性是其自身的特點,實驗廢水分為高濃度和低濃度的廢水,高濃度廢水主要是標簽脫落后的不明潮解試劑,失效的液態(tài)試劑,科研和實驗中的衍生物及副產(chǎn)品,劇藥品實驗后的洗滌水,高濃度廢水對環(huán)境污染嚴重,應(yīng)當引起人們的足夠重視,低濃度廢水主要是化學(xué)實驗器皿的洗滌水,一般酸、堿、鹽的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物,低毒的化學(xué)廢試液和實驗用水。
1.2化學(xué)實驗室廢水的狀況
據(jù)化學(xué)實驗室廢水的主要成分,可分為無機廢水、有機廢水和綜合廢水。無機廢水主要含有重金屬的汞、鉛、鉻及化物、砷化物、氟化物等,有機廢水主要含有酚、苯、硝基化合物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等致癌物質(zhì),綜合廢水是指廢水中既含有機污染物,又含無機污染物,并且兩者含量都很大。大多數(shù)實驗廢水是綜合廢水,處理這些廢水,要因水而宜。
2化學(xué)實驗室廢水處理
化學(xué)實驗室使用的試劑和藥品,少則近百種,多則上千種。目前我校開設(shè)有多門實驗課,實驗內(nèi)容包括物質(zhì)性質(zhì)驗證實驗、定量分析實驗、有機合成實驗和有機物提取實驗等,所用化學(xué)試劑包括常見酸、堿、重金屬鹽和酚及其它有機物等,其中大多數(shù)都能對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染,許多試劑及其反應(yīng)廢棄物如各種酸堿、重金屬鹽及有機物等對環(huán)境和人體健康是有害的。它們之中有些可以在環(huán)境中長期存在,很難降解;有些通過食物鏈富集進入人體而造成毒害作用;有些甚至在降解的過程中又造成了二次污染[1]。
2.1.酸、堿廢液
酸、堿廢液在化學(xué)實驗室內(nèi)zui常見。一般的清洗玻璃器皿的廢液,因經(jīng)大量水洗涮,濃度極小,故可直接排放。濃度較高的酸堿廢液,平時分開貯存,定期混合再中處理,做到以廢治廢,使其ph值在6.5—8.5之間,達到排放標準。
2.2.汞及含汞廢液[2]
如打碎溫度計,或極譜分析操作失誤等,必須及時清除散裝的汞,用滴管、棉花或用在汞的酸性溶液中浸過的薄銅片、粗銅絲收集于燒杯中,用水覆蓋。散落于地面難以收集的微小汞珠,應(yīng)盡快撒上硫磺粉,使其化合成毒性較小的硫化汞后清除干凈;或噴上20%三鐵的水溶液,干后再清除干凈。含汞溶液包括有機汞和無機汞,有機汞的廢液中加入適當?shù)难趸瘎┓纸鉃闊o機汞,無機汞的廢液調(diào)節(jié)ph為8-10,因硫化汞溶度積很小,為4×10-53。因此,常用h2 s、na2 s、nahs、(nh4)s作為藥劑來沉淀汞,hg+、hg2+離子轉(zhuǎn)化為難溶的hg2 s和hgs沉淀,由于汞,濾液用活性碳處理后再過濾排放。
2.3.含鉻廢液的處理[3]
含鉻廢液主要來源是氧化廢水、電鍍廢水、鉻酸洗液及制備有機化合物等,一般這種廢液中含有鉻(ⅲ)和鉻(ⅵ)兩種價態(tài)的重金屬,毒性較大?？梢韵蚝t廢液中加入還原劑,如、亞硫酸氫鈉、二氧化硫、水合肼或者廢鐵屑,在酸性條件下將cr(ⅵ)還原為cr(ⅲ),然后加堿如naoh、ca(oh)2、na2co3等,調(diào)節(jié)ph值,使cr(ⅲ)形成低毒的cr(oh)3沉淀,清液可排放,沉淀經(jīng)脫水干燥后或綜合利用,或用焙燒法處理,使其與煤渣或煤粉一起焙燒,處理后的鉻渣可填埋。
2.4.含氰廢液的處理[4]
含氰廢液主要來自于電鍍實驗和冶金實驗,低濃度的化物廢液可以加入naoh調(diào)節(jié)ph值至10以上,再加入hclo(約3%),充分攪拌,使cn-被氧化分解,使有毒的cn-變成無毒的co2和n2。
nacn+naoh+hclo=nacno+nacl+h2o
2nacno+2hclo=2co2↑+n2↑+h2↑+2nacl含化物廢液一定不能與酸混合,以免生成劇毒的hcn氣體而造成中毒。
2.5.含銀廢液的處理
化學(xué)實驗室的含銀廢液主要來自銀量分析法和銀鏡反應(yīng)和電鍍等,主要以agno3和ag(nh3)2+等形式存在。回收銀的方法很多,我們通過實驗篩選出了操作簡便、回收銀純度高的方法。在廢液中通過hcl調(diào)節(jié)ph值,加nacl沉淀,得到的白色固體用洗滌后過濾回收。
2.6.含磷廢液的處理
含磷廢液主要來源于電鍍、表面活性劑實驗及清洗廢液。污染嚴重、殘留時間長,不易降解,對人體健康造成極大危害且難以處理。累托石[5]是一種由類云母層和類蒙皂石層形成規(guī)則間層的粘土礦物,遇水膨脹崩解、水中粒度一般為1-2μm,累托石具有較大的親水表面,在水溶液中顯示出良好的親水性、分散性和膨脹性,含磷廢液用累托石進行吸附,達到排放標準。同時累托石可沖洗后再生利用。
2.7.芳烴硝化廢水的處理
芳烴硝化廢水主要來源于芳基硝化實驗,芳基硝化實驗一般采用的是混酸硝化方法,過程中產(chǎn)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數(shù)十種污染物,毒性大,處理難。廢水呈深醬色,氣味難聞,含酚濃度高達0.004mg/l以上,cod達1100mg/l,屬于高濃度有機廢水,實驗室處理包括活性炭、磺化煤等吸附法,絡(luò)和萃取劑萃取法和化學(xué)氧化法等,特別是吸附法處理硝基廢水具有工藝流程短,操作簡單,處理效率高的特點,適合實驗室操作。
2.8.含胺類有機廢液的處理
含胺類有機廢液主要來自于染(顏)料中間體,藥物中間體等實驗。用絡(luò)合萃取法[6]對含胺類有機廢液進行萃取,具有相當高的cod去除率,廢水的各項指標均達到了實驗室排放要求,并且工藝簡單,設(shè)備投資少,運行成本低、操作方便。
2.9.高濃度有機廢液的處理
高濃度有機廢水主要來自對天然植物、動物的沖洗、粉碎、提取有效成分等工序,還有部分來自于失效的有機試劑,具有有機物濃度高,ss高,ph值低,水質(zhì)變化大等特點。采用以水解酸化+接觸氧化[7]為主體的生化處理工藝,不僅能有效去除水中有機物、懸浮物,而且運行可靠,處理費用低,處理效果好,出水水質(zhì)滿足要求。