关于高校实验室废水处理的研究 8页

　　关于高校实验室废水处理的研究本文对高校实验室废水的、种类及特性进行了分类，对不同性质的实验室废水的处理方法进行了综合概述。同时以我校生物技术及应用专业和食品检测与管理专业的实验室为例，论述了实验室废水从源头治理的办法，即尽量采用少量的药品，分类处理实验废水，力争建设绿色环保的高校实验室。关键词：实验室废水处理现状；废水分类；处理方法　　1、目前高校实验室废水处理现状　　近年来，我国高等学校招生比例大幅增加，随着在校生人数的不断增多以及科技创新能力的不断提高，高校实验室的教学、科研活动愈加频繁，随之而来的便是实验废水的急剧增加，其中包括很多危险、有毒的化学物质。目前，大部分高等院校实验室没有污染治理设施，只是采取了简单的直排或是稀释措施。一些学校即便有，也是各个实验室“各自为阵”n，没有从系统、科学、经济的角度考虑统一设计。绝大多数高校实验废水都是未经达标处理便直接排放，给后续处理工作带来诸多不便，甚至造成水体水质严重污染[1]。为规范和加强高校实验室排污管理工作，2005年7月，教育部、国家环境保护总局联合下发《关于加强高等学校实验室排污管理的通知》，将高校实验室纳入了环境监管范围。鉴于上述原因，必须尽快加强对高校实验室废水污染的防治及处理，力求做到使其能够零污染排放。本文就高校实验室废水的、种类及特性进行介绍和讨论，并对不同性质及目前我校所存在的实验室废水的处理及污染防治措施作如下论述。　　2、废水的及类型　　实验室废水主要来自学校的实验室和各科研院所。根据废水中所含主要污染物的性质和特点，可将其分为有机、无机以及生物实验废水三大类。　　2．1无机废水　　无机废水主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、氰化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等。　　2．2有机废水　　有机废水含有常用的有机溶剂,如有机酸、表面活性剂、醚类、多氯联苯类、有机磷化合物、染料类、酚类、石油类、油脂类物质等。　　2．3生物实验废水　　生物实验废水主要包含医疗的化验液和解剖台冲洗液及生物实验室含有病原微生物的培养液、实验器具冲刷水和动物笼具冲刷废水等。　　3、废水处理设计思路n　　高校实验室废水的特点是：化学成分复杂，废水浓度普遍较高，实验室废水排放时间和排放水量规律性不明显。针对这些特点，结合工作实践，从污水处理的效果、成本等方面考虑，选择采用“分类—集中处理”的设计思路[2]。　　所谓“分类”是指将不同类型的废水进行分类收集。当然，考虑到处理成本的因素，分类按照化学大类进行，不宜分得太细。收集在一起的废水，一种是类型相同（或相近）的废水，一种是混合后可以高度进行化学反应的废水类型，达到“以废治废”的效果。　　所谓“集中”是指废水采用集中、系统处理的方式。集中处理一般设置若干个处理点（一般不超过3个，根据废水分类而定），各实验室废水经分类后，收集在这些处理点，进行处理。　　4、废水处理方法　　实验室废水量少，间断性强，危害性高，而且废水的性质不同，污染物组成不同，以致处理的方法和过程也不相同。因此，处理这类废水有一定的难度。目前比较成熟的处理此类废水的方法主要有以下几种：　　4．1硫化物沉淀法n　　这种方法[3]主要是针对实验废水中含有比较多的汞、铅、锡等金属离子的情况，一般是用硫化钠或硫氢化钠作为沉淀剂把废水中的重金属离子转变为难溶的金属硫化物，然后利用Fe(OH)3共沉淀作用，而达到分离的效果。　　例如含铅废液的处理：　　含铅废液的浓度不得超过1.0×10-4%。可用氢氧化物共沉淀法处理。先用碱液调pH值为11，把Pb2+转变成难溶的Pb(OH)2沉淀，然后加铝盐凝聚剂Al2(SO4)3使生成Al(OH)3沉淀，此时pH值为7-8，即产生Al(OH)3和Pb(OH)2共沉淀。静置澄清后分离沉淀，排放废液。　　Pb2++2OH-=Pb(OH)2↓　　Al3++3OH-=Al(OH)3↓　　4．2絮凝沉淀法　　此类方法[4]适用于含重金属离子较多的无机实验室废水。确定了废水的性质并研究了各种离子沉降的特性后，选择合适的絮凝剂（铁盐、铝盐、石灰等），使其生成相对应的氢氧化物，比如Al(OH)3,Mn(OH)2和Fe(OH)2等絮胶状沉淀。此类沉淀具有很好的吸附作用和大的吸附容量，可以在去除重金属离子的同时去除一部分水中的其它污染物，从而降低废水的化学需氧量，提高废水的可生化性。　　4．3活性炭吸附法n　　活性炭吸附法多用于去除在用物理或化学方法不能去除的微量呈溶解状态的有机物。处理的具体方法为先将废水分为有机无机两相并将有机相分离出来，之后经过活性炭二级吸附，化学需氧量的去除率可达到93%，同时活性炭还可以吸附部分无机重金属离子。　　4．4金属还原法　　呈离子状态的无机金属离子可以利用一些还原剂将其转化为金属单质，然后通过过滤或其它固-液分离方法进行分离。常用的还原剂有SnCl4、N2H4、NaBH4、铁、锌等。　　4．5螯合剂与壳聚糖沉淀法　　当废水中含有多种沉降特性不同的重金属时，可以使用螯合剂或壳聚糖作为沉淀剂利用沉淀的方法来处理此类废水，能收到事半功倍的效果。选用一种螯合剂能够同时沉淀多种金属，但这种方法只适用处理量少、浓度大的废水。　　4．6高浓度有机废水处理方法n处理高浓度的有机废水除了可以利用上述的焚烧法和活性炭吸附法外，还可以利用溶剂萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化学处理法[5]等。例如厦门大学开发的高浓度有机废水水解-好氧循环一体生物处理技术，可实现高浓度有机废水的高效生物处理。例如有些可回收的有机溶剂，可先在分液漏斗中洗涤有机溶剂，根据有机溶剂中所含溶解物不同，采用不同洗涤剂进行洗涤后，再用水洗涤，然后干燥。再通过蒸馏进行精制、纯化。如四氯化碳，若含有双硫腙，则可用硫酸洗涤一次，再用水洗两次，经无水氯化钙干燥后，蒸馏收集76~78℃馏分。烃、酮、醛、醇、酯等有机物也可在燃烧炉中处理，温度为800~850℃时可完全燃烧或分解，产生的气体用碱液洗涤。又如随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化等工业的迅速发展，各种含酚废水也相应增多。酚的毒性较高，使用活性炭作吸附剂是一种可行的方法。对于其他有毒有害有机废水，也可用此方法。　　以上是目前实验室废水处理常用的方法，下面就我校实验室废水的产生及可行的处理方法进行初步的探讨。　　5、我校实验室废水的及处理的可行方法n　　目前，我校的生物技术及应用专业、食品专业开设的实验项目包括许多验证性、综合性、设计性实验，还有一些创新性实验。内容涵盖了《无机及分析化学》、《有机化学》、《仪器分析》、《生物化学》、《生物技术》、《生物制品测试》、《食品药品基本检测技术》、《食品微生物》等。该院系每个年级大约100~150人，三个年级为300~450人。如果按照每个学生每学期实验次数为10次来计算，实验平均人次有6000人次/年~9000人次/年。根据各个年级的实验种类及所需药品类型，除去只用固体或气体药品的实验，平均产生的废液量约为50ml/人次，所以我学院的实验室废水量大约在300~450kg/年。　　根据以上对实验室废水类型的划分可知我院的实验室废水主要成分是无机和有机的化合物及混合物。故可先对其进行氧化还原反应，把大部分有机物以及一些有毒的无机成分（包括重金属）氧化或者还原，转化成小分子有机物和毒性较小的物质。然后进行絮凝沉降，把重金属离子沉淀下来，同时吸附大部分污染物，使得废水能够达到排放标准的要求。　在采取以上的废水处理方法和减少废水排放的同时，也应看到在我校实验室中存在的其它问题，如没有统一的收集废水的容器，及合理的存放地点，使得实验废水收集不完全，不能分类处理及处理不彻底。针对这些情况建议学校可以购买一些密闭性好的专门的废水收集器，同时对废液进行较细的分类，尽可能地做到各种性质的废水都有专门的废水收集桶，这样在后续的废水处理时既省力又经济。n　　此外，一些学生的环保意识不强，对废水所造成的污染严重性了解不够，而直接将废水随意倒入水槽。这就需要平时加强对学生环保知识的宣传，并制定一些规章制度严厉禁止学生将废水直接倾倒在水槽内，这样在思想上和制度上制止学生随意倾倒废水，就能有效地减少废水对环境的污染。另外，可以购买一些简单有效的废水处理设备，从而减少对环境的污染，建设绿色实验室。