实验室废水处理浅探

图 1实验室废水处理的 IPP理念
1. 1 加强管理 2004年 3 月 17 日国家环保总局正式下发了
《关于加强实验室类污染环境监管的通知 》,规定 从 2005年 1月 1日起 ,各类实验室将被纳入环境 保护部门的监管范围 ,并要求各级环境保护部门 要对实验室类污染环境监管工作提高认识 ,加强 领导 ,做到部署具体 、措施到位 、监管有效. 早在 1971年 Young I G. [ 1 ]等人就讨论了在各种条件下 废水治理的实验室管理. 这就要求以后实验室废 水的处理 要 像 工 业 企 业 一 样 规 定 特 定 的 排 污 方 案 ,建立专门的实验室废水处理的管理体系及排 放标准 ,实现环境 、社会和经济效益的最大化. 1. 2 思想教育
2 实验室废水处理的发展趋势
目前并没有严格处理实验室废水的工艺 ,现 有的处理方法只是处理其它废水的同时顺带处理 实验室废水 ,因此有可能导致现有工艺对实验室 废水的不适应性 ,出水水质达不到要求 ,而且其中 并没有对有毒有害物质进行特殊处理 ,这些物质 会随着排放进入到更大的流域内 ,造成环境的负 效应. 因此 ,采用设备简单 、占地面积小 、能耗少 、 无相变的膜法处理实验室废水的方法必然成为日 后研究的主要方向.
云南省玉溪四中的化学实验室里就贴着一张 表 ,上面为学生提供了实验室常见废液的处理方 法 ,如 ,对含重金属离子的废液 ,可以加入某种合 适的试剂 ,使金属离子转化为难溶的沉淀物 ,然后 进行过滤 ,将滤出的沉淀物妥善保存 ,检查滤液 , 确认其中不含有害物质后方可排放 [ 2 ]. 这就要从 思想上进行教育 ,要求学生养成把清 、污水分开排 入不同的收集系统的良好习惯 ,同时也要大力提 倡建立绿色化学实验室的思想 ,从根源上治理 、杜
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重庆工学院学报
1. 3. 4 综合处理. 化学实验室产生的废水最终都 要经过综合处理后再排放. 传统的消毒方法一般 是加氯和超强度光辐射 ,这 2 种方法都存在着一 定的缺陷. 加氯会产生致癌物 ( THM s) ,对人体有 害 ,并且具有一定的臭氧负荷 ;而紫外线杀菌对粪 便大肠杆菌的去除效果较差. 当排放的废水中含 有有机物质及致病菌时 ,可以先采用活性污泥法 去除其中的有机物 ,再采取臭氧消毒法去除其中 的有机物质及致病菌. 此外 ,现在人工湿地已经变 成处理重金属及有机物 、氨氮 、总磷等多种物质的 理想场所. Jam ieson T. S. 等通过对人工湿地除氮 的研究得出 ,湿地处理系统在通风的条件下 ,可以 达到 50%的除氮率. 如果在开始的系统处理单元 中继续通风 ,氮的去除率将达到 93% [ 11 ]. Traver, Robert G. 通过对人工湿地的研究指出 ,传统的滞 留盆地将被人工湿地所取代 ,他的计算模拟结果 为人工湿地进一步有效的研究指明了方向 [ 12 ]. 招 文锐等研究了用人工湿地处理含有高浓度有害金 属的废水的方法 [ 13 ] ,取得了一定的成果.
颜翠平 ,等 :实验室废水处理浅探
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证的单位处理 ;大部分学校实验室没有污染治理 设施 ,只是采取了简单的直排或稀释的方式 ,仅有 少数学校有中和池等治理设施 ; 废液没有集中收 集 、登记 、转移处理. 这些问题亟待解决.
1 实验室废水处理措施
现在的科研机构和高等院校实验室排放的废 水中可能还含有重金属和难降解的有机物 、病原 微生物等. 管理和思想教育是减少实验室废水排 放的源头处理措施. 同时采取回收利用和末端处 理设施避免污染物质排放到环境中也是必要的 , 这就要求对实验室的废水处理遵循 IPP理念 ,对 系统进行整体优化 ,实现实验室对环境影响达到 最小负外部性. 具体表述方式见图 1.
0 引言
科研单位和高等院校科研实验的范围越来越 广 ,从实验室中排放的废水的成分相对其它废水 更为复杂 ,排放水量及排放水质具有不确定性和 动态性以及重现性差等特点. 这种未经处理的实 验室废水排放后经过长期的生物蓄积作用最终可 能破坏植物的生长和危及人和动物的生命 ,形成 “蝴蝶效应 ”. 实验室排放污染物后虽然可以达到 实验室自身环境的有序性 ,但排放出的污染物质
很容易造成其他区域环境的无序性 ,形成环境系 统的熵增大 ,从而造成环境的破坏. 同时 ,实验废 水不经过处理或经过简单的处理就直接排放到下 水管道中 ,为后续生活废水处理和中水回用造成 很大的困难. 因此 ,实验室废水的专业处理已成为 必然趋势 ,也将像工业废水和生活废水一样需要 建立专业的处理设施.
第 20卷 第 2期 Vol. 20 No. 2
【生物工程 】
重 庆 工 学 院 学 报 Journal of Chongqing Institute of Technology
2006年 2月 Feb. 2006
实验室废水处理浅探 3
颜翠平 ,王成端 ,张明星
(西南科技大学 环境与资源学院 ,四川 绵阳 621010)
摘要 :为了实现实验室废水回收的经济性 ,避免其排入河流中造成环境污染 ,同时不会由于长距离
的运输导致管道腐蚀污染地下水 ,分析了实验药品的回收 、预处理 、综合处理 、发展方向等实验室
废水处理的相关问题 ,提出采用膜技术处理实验室污水是未来实验室废水处理的基本单元之一.
关 键 词 :实验室废水 ;废物回收 ;绿色实验室 ;源头处理
实验室的三废排放以废液为主 ,存在一些基 本的问题 [ 1 ] ,如 : 学校实验室基本没有资质认证 , 产生的废液基本没有交予具有危险废物经营许可
3 收稿日期 : 2005 - 08 - 16;修回日期 : 2005 - 11 - 09 作者简介 :颜翠平 (1981 - ) ,女 ,江苏连云港人 ,硕士研究生 ,主要从事水污染控制工程研究.
中图分类号 : X703 文献标识码 : A
文章编号 : 1671 - 0924 (2006) 02 - 0126 - 04
Study on Labora tory W a stewa ter Trea tm en t
YAN Cui2p ing, WAN G Cheng2duan, ZHAN G M ing2xing
( Institute of Environment and Resource, Southwest University of Science and Technology, M ianyang 621010, China)
Abstract: In order to realize the economy of the recycling of laboratory wastewater, it is necessary to a2 void draining it into rivers to make environment pollution and to avoid eroding the p ipes because of long distance running in the p ipes to m ake underground water polluted. This paper analyzes the related p roblem s such as the recycling of experim enting materials, p retreatment, integrated treatment, develop2 ment directions, etc. , and puts forward that the use of membrane technology to treat the laboratory wastewater is the trend of future laboratory wastewater treatm ent. Keywords: laboratory wastewater; waste recycle; green laboratory; source treatm ent
随着膜技术的发展 ,膜的制造成本逐渐下降 ,
新型膜组件不断出现 ,从而使膜技术成为应用越 来越广泛的污水处理技术. 其中的超滤膜能有效 截留污水中的细菌和病毒 ,同时能有效的去除难 降解有机物 [ 16 ] ,满足了现在社会的需求.
实验室废水可以采用现有的技术对药品进行 回收 ,没有回收废水只有经过蓄凝 、沉淀和过滤 , 再通过膜处理 ,即可达到现在国家标准所要求的 出水水质 ,甚至能达到将来更严格的出水要求. 基 于实验室废水排放量小 、排放水量及排放水质具 有不确定性 、动态性 、重现性差和成分复杂的特点 和膜处理技术的设备简单 、占地面积小 、能耗少 、 无相变等特性 ,膜处理技术必然成为实验室废水 分散处理的一种可行方法.
绝实验室所带来的环境污染 [ 3 - 4 ]. 比如 :精选实验 内容 ,严格控制反应条件 ; 选用先进仪器 ,用精密 实验代替常规实验 ;运用现代教育技术 ,减小化学 实验的环境危害 ;发挥专业优势 ,建设环境无害实 验室的探索等. 1. 3 采用合理的处理方法 1. 3. 1 减少药品的使用. 董素清 [ 5 ]等人通过调查 研究发现 ,生产 1 t产品的硫酸就排放酸洗废液 2 ～5 t,含硫酸的水洗废液 10～15 t. 这说明制造实验 所需药品的生产将造成大量的污染 ,在实验中减 少药品的使用也就减少了污染. 同时 ,应该寻求用 新的实验方式代替以前落后的实验方法 ,用新的 药品代替现有的药品 ,尽量用无毒害性的药品代 替旧的有害物质. 1. 3. 2 实验药品回收. 对实验室废弃物进行分类 处理及回收循环再利用 ,这样不仅可减小对环境 的污染 ,而且可减少化学药品的浪费. 郭子英 [ 6 ]等 提出了化学实验室废液的回收与利用方法. 由于 沉淀物的不溶性 ,可从产生沉淀的实验废弃物中 回收固体药品. 例如 ,从氯 、溴 、碘的性质实验中可 回收银化物 ;从硫酸的性质 、硫酸根离子的检验实 验中可回收含钡的物质 ; 对在硫酸的性质等实验 中产生的 HCl气体用碱液 (NaOH ) 进行回收等. O steen, Audrey B. 等人 [ 7 ] 研究了采用浓缩的方法 从实验室废水中提取 Hg. 徐衍忠 [ 8 ]根据废弃物的 一般处理原则 ,提出了含 Hg等 7类实验室常见废 弃物的处理办法 ,介绍了 6 种有机溶剂和 3 种贵 重金属的回收与提纯. 为实现实验室废物回收利 用和提纯提供了确实可行的操作. 1. 3. 3 预处理. 实验室排放的废水 ,根据具体的 情况分为有机废水和无机废水. 当确定了废水的 性质后 ,再根据各种离子沉降的特性 ,选择合适的 絮凝剂 (石灰 、铁盐 、铝盐等 )进行处理. 也可以采 取氧化还原中和沉淀法 、活性炭吸附法 、有机化学 药品的 提 纯 、蒸 馏 、离 子 交 换 等 方 法 [ 9 - 10 ]. 如 含 Pb, CLeabharlann Baidu的实验室废水可以通过加入石灰乳调节 pH 值至 6 ～8 之间 ,此时将生成 Pb (OH ) 2和 Cd (OH ) 2而产生沉淀. 含 C r6 + 废水可在酸性条件下 还原为 C r3 + ,在碱性条件下生成 C r (OH ) 3沉淀 ,采 用这种方法即可除去其中的有毒有害物质. 絮凝 沉淀已经成为现在处理许多工业污水中采用的处 理重金属的可行办法 ,也是实验室废水处理的一 个可行办法.
分散式处理已经成为目前污水处理的一种趋 势 ,而膜技术已经成为分散式处理污水的一种潮 流 ,其中的超滤膜由于其独特的性能 ,如 : 设备简 单 、占地面积小 、能耗少 、无相变等特点 ,已经在 20 世纪 60年代末大规模运用于处理和回收电泳漆. 在环境工程中 ,该方法可用于废水处理和从废水 中回收原料 ,如从造纸废水回收碱和木质素 ,从印 染废水中回收染料 ,从重金属废水中回收重金属 等 [ 14 ]. 同时从 1992年以来 ,膜处理的运行成本降 低了 75% (与 20世纪 70年代相比 ,费用更是只有 那时的 1% ) [ 15 ] .