高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的處理技術(shù)研究進(jìn)展

劉德春 楊定明 鐘國清

摘 要:針對高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的產(chǎn)生情況,對目前高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的處理技術(shù)進(jìn)行了綜述,并分析了各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),提出將各種技術(shù)工藝進(jìn)行組合,才能對實(shí)驗(yàn)室廢液進(jìn)行有效的處理。

關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)室廢水廢水處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號:X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0102-01

Abstract:Chemical laboratory wastewater treatment technologies for university were reviewed and analyzed the advantages and disadvantages of various techniques,the proposed combination of the various technological processes are the development trend of laboratory waste liquids treatment technology.

Key Words:wastewater from laboratories;Wastewater treatment;Chemical laboratory

21世紀(jì)的化學(xué)已滲透到科技和社會的各領(lǐng)域[1],社會需求高校教育人才要具有創(chuàng)新和實(shí)踐能力,因此對學(xué)生開展的各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練在現(xiàn)代教育體系中顯得非常重要[2],由此產(chǎn)生大量的實(shí)驗(yàn)室廢水。未經(jīng)處理的實(shí)驗(yàn)室廢水排放會對環(huán)境產(chǎn)生污染和惡化環(huán)境,故應(yīng)加大對學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識教育、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和制訂合理的處理技術(shù)尤其重要[3]。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水成分復(fù)雜,按其結(jié)構(gòu)可分為有機(jī)物和無機(jī)物廢水及含病原微生物實(shí)驗(yàn)室廢水,因此針對的廢水處理技術(shù)就可以有多樣性,廢水的處理技術(shù)可分為沉淀法、光催化吸附法、膜分離法、電解法和其它方法等,現(xiàn)結(jié)合廢水處理的技術(shù)發(fā)展對實(shí)驗(yàn)室廢水的處理提供科學(xué)化的建議。

1化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的處理

1.1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的沉淀法處理

對于包含各種重金屬離子的廢水可采用沉淀法處理,主要有氧化還原中和沉淀法、硫化物沉淀法和絮凝沉淀法。氧化還原中和沉淀法適合六價(jià)鉻或具有還原性的有毒物質(zhì),經(jīng)氧化還原反應(yīng),把高毒性污染物轉(zhuǎn)化成低毒性物質(zhì),再混凝、沉淀去除污染物。絮凝沉淀法適用于含重金屬離子較多的無機(jī)實(shí)驗(yàn)室廢水的處理,根據(jù)廢水性質(zhì)、選擇合適的絮凝劑生成相應(yīng)的氫氧化物絮膠狀沉淀除去重金屬離子。常用無機(jī)高分子絮凝劑有聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合磷酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合磷酸鋁、聚合硅酸鹽等。國內(nèi)學(xué)者研究和開發(fā)了鋁(鐵)鹽-PDMDAAC無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑,它較單一無機(jī)或有機(jī)絮凝劑具有更好的除濁、除藻、脫色和除磷效果。

1.2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的納米材料光催化處理

采用納米光催化方法可解決有機(jī)物廢水處理后二次污染和吸附劑、混凝劑再生問題。在光催化降解領(lǐng)域采用最多的是納米TiO2和納米ZnO光催化劑,其具有活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。其光催化原理是受到光子激發(fā)的電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶產(chǎn)生了電子-空穴對,空穴與光催化劑表面的OH-反應(yīng)生成·OH自由基,使水中的有機(jī)污染物徹底氧化降解為無害的CO2和H2O。

賈曉磊進(jìn)行了懸浮態(tài)納米TiO2光催化電石渣漿廢水,在經(jīng)過光催化反應(yīng)3h后,CODcr的去除率達(dá)84%。劉德春等用化學(xué)沉淀法制備的納米ZnO/凹凸棒石粘土復(fù)合材料并用于甲基橙溶液的光降解,結(jié)果表明該復(fù)合材料具有優(yōu)良的光催化降解性能。

1.3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的膜分離法處理

膜過濾技術(shù)由于具有高分離效率、自動化控制程度高等優(yōu)點(diǎn),已成為國內(nèi)外處理廢水的研究熱點(diǎn)。國內(nèi)常采用有機(jī)膜處理含油廢水,但有機(jī)膜具有如化學(xué)穩(wěn)定性差、易老化、使用壽命短等缺點(diǎn),而無機(jī)陶瓷膜具有耐高溫、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、易再生等有機(jī)膜沒法比擬的性能,使得無機(jī)膜代替有機(jī)膜處理各種廢水成為必然的趨勢。比如以無機(jī)陶瓷膜組件和廢水生化處理裝置結(jié)合而形成的膜生物反應(yīng)器在含油廢水處理中呈現(xiàn)了良好的處理效果,成為含油廢水處理新的技術(shù)發(fā)展方向。

1.4 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的電化學(xué)法處理

實(shí)驗(yàn)室廢液可以采用電化學(xué)的方法進(jìn)行有效的處理。林佩鳳以電滲析法和電生成Fenion試劑法對多種無機(jī)廢水進(jìn)行了處理結(jié)果,發(fā)現(xiàn)能有效地去除水中氨氮和重金屬離子。趙婷婷用微電解法-Fenton試劑氧化法-絮凝沉淀法組合工藝處理后,使得某制藥廠醫(yī)藥中間體廢水去除率達(dá)81.4%。

1.5 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的微生物化學(xué)法處理

微生物絮凝劑能使液體中不易降解的固體懸浮顆粒凝聚、沉淀,該類絮凝劑在廢液處理方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。李政等用培養(yǎng)的復(fù)合菌產(chǎn)生的復(fù)合型微生物絮凝劑對石化廢水中濁度、石油類物質(zhì)和COD的去除率分別達(dá)93.45%、53.42%和20.98%。

1.6 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的吸附法處理

對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液可采用相應(yīng)的吸附劑進(jìn)行吸附處理。其中活性炭吸附法可用于微量呈溶解狀態(tài)的有機(jī)實(shí)驗(yàn)廢水,COD的去除率可達(dá)93%。為了降低成本,開發(fā)廉價(jià)、高效的水處理負(fù)載型吸附劑是一種趨勢。比如膨潤土資源豐富、價(jià)格低廉、無毒,同等實(shí)驗(yàn)條件下,陽離子改性的有機(jī)膨潤土對廢水的脫色率和COD去除率優(yōu)于活性炭。

1.7 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的其它處理方法

實(shí)驗(yàn)室廢液可以采用超臨界水氧化(SCWO)技術(shù)處理。在高于水的臨界溫度(374℃)、臨界壓力(22.1MPa)下,水中的有機(jī)物被氧化劑氧化成無毒的小分子,COD去除率可達(dá)99%,色度去除率達(dá)100%。目前SCWO技術(shù)已成功實(shí)現(xiàn)了酚、醇、鹵代脂肪和芳香族化合物、硝基苯、尿素和化學(xué)武器等廢液的處理。同時(shí),輻射技術(shù)也可處理常規(guī)方法難處理的廢液,該法采用γ射線或高能電子束。該技術(shù)既可以直接處理廢水,也可與其它方法聯(lián)合使用。它能有效殺死細(xì)菌和病原體,在廢液處理中具有重要應(yīng)用前景。

2結(jié)語

高校實(shí)驗(yàn)室廢水的處理,要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室廢液的管理,再采用各種技術(shù)將廢液中的污染物分離或轉(zhuǎn)化為無害物,達(dá)到國家下水道排放標(biāo)準(zhǔn)。但是實(shí)驗(yàn)室廢水成分復(fù)雜、量小、排放周期不定、濃度較高,只用一種方法不能將所有污染物去盡。結(jié)合各種廢液處理材料和技術(shù)工藝的發(fā)展,采用多種處理試劑和工藝技術(shù)綜合組合,才能使實(shí)驗(yàn)室廢液得到有效處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉淑芬,劉春萍,孫琳.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].高師理科學(xué)刊,2001.

[2] 雷煒.基礎(chǔ)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2003.

[3] 陳新苗,馮小軍,曹紅梅.實(shí)驗(yàn)室廢水處理淺析[J].中國校外教育,2009.