高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水污染防治研究

張金玉

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高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水污染防治研究

張金玉

（朔州師范高等專科學(xué)校，山西朔州 036000）

本文作者首先分析了高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水污染成因，進(jìn)而提出從源頭上遏制污染，以及多管齊下，嚴(yán)格防止污染的對策，又展望了未來的工作重點(diǎn)，提出了相關(guān)意見和建議，旨在為高校周邊環(huán)境保護(hù)工作略盡綿薄之力。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)；污染防治；控制污染源；工藝流程

1 高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水污染的成因

1.1 廢水污染源頭廣

根據(jù)國家教育部對高等院校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室試劑配備的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)室使用的試劑和藥品類繁多，實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑含有常見的酸、堿、重金屬鹽，和酚酞類有機(jī)化合物，其中大多數(shù)都能對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的污染。

1.2 降解周期長

許多實(shí)驗(yàn)用到的試劑經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，生成的副產(chǎn)物化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，幾乎無法通過簡單的再反應(yīng)來解除毒性。有些還可以通過食物鏈的循環(huán)作用進(jìn)入人體體內(nèi)，并長期積留，使人體慢性中毒，甚至在降解的過程中繼續(xù)釋放有害物質(zhì)，造成二次污染[1]。

1.3 污染源驟增

教學(xué)科研機(jī)構(gòu)增多，學(xué)生人數(shù)激增，污染源也隨之增多。一部分師生環(huán)保意識(shí)淡薄，對化學(xué)器皿和劇毒藥品使用后的洗滌水草率處理，違背了標(biāo)準(zhǔn)流程。

2 高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水污染的防治對策

通過多次親赴化學(xué)實(shí)驗(yàn)水源污染現(xiàn)場，采集不同的污染水源，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)記錄，最終總結(jié)出了一套完備的廢水污染防治流程，并使試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了國家最新頒布的《中華人民共和國污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

2.1 實(shí)驗(yàn)室廢水處理的總體思路

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室化學(xué)污染廢水排放的實(shí)際情況，筆者制定了一套兼顧適用性強(qiáng)與操作成本低的工藝流程。具體的操作思路遵循收集-----射流曝氣----酸堿中和-----沉淀-----固液分離的步驟。詳細(xì)流程可參加下列圖1：

圖1 廢水處理原理圖

2.2 工藝流程明細(xì)

本方案充分考慮到了無機(jī)化學(xué)廢水的共性和特性。同時(shí)，對有害金屬離子（如銅離子）的不穩(wěn)定性有所兼顧，較之于之前試驗(yàn)方案更為簡便。

通過考察，我們發(fā)現(xiàn)無機(jī)化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室排放污水經(jīng)過大量混合與后續(xù)反應(yīng)，pH值呈弱酸性，因此須加入強(qiáng)堿性藥劑，中和污水中游離的氫離子。我們采用Ca(OH)2（俗稱熟石灰）作中和劑。按比例配好試劑后，可在中和反應(yīng)過程中輔之以機(jī)械攪拌，使試劑充分反應(yīng)。經(jīng)過處理的廢水，要多次取樣，用平均法重新測定酸堿度，確保pH值穩(wěn)定在6-8之間。如果結(jié)果不符合，則要排查原因，返回上一層操作，直到pH值穩(wěn)定在規(guī)定范圍為止。

中和反應(yīng)完成之后，殘留的廢水被導(dǎo)入沉淀箱。這時(shí)不能任其自然沉淀，因?yàn)橛泻Φ慕饘匐x子難以自動(dòng)沉降分離。解決這一問題，可在沉淀過程中添加少量的亞鐵離子，使其廢水中的氫氧根結(jié)合，生成絮狀沉淀物。這種沉淀物有很強(qiáng)的吸附能力，既能加速金屬離子的沉降，又能通過吸附作用降低廢水中氟離子的濃度。誠如前文所言，亞鐵離子本身也是一種毒害物質(zhì)，可在呈弱酸性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢水中提取。經(jīng)沉降析離后的清水可循環(huán)利用，轉(zhuǎn)為沖洗器皿用水，即使直接排放，沉降物的生成量也是極低的，自然脫水干燥后，生成的固體廢棄物也可直接傾倒，不必考慮二次污染的問題。

2.3 實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置的構(gòu)成

高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置的組成既要保證廢水處理工藝的可靠運(yùn)行，還要確保占地面積小，噪音低不打擾師生和附近居民，整體處理系統(tǒng)和所用機(jī)電設(shè)施耐腐蝕。實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置的處理規(guī)模是按照實(shí)驗(yàn)廢水的日排放量來定的，處理過程中要適當(dāng)間斷，及時(shí)散熱。整個(gè)處理系統(tǒng)主要由三大部分組成，詳情請參看下圖2：

圖2 實(shí)驗(yàn)室廢水處理裝置示意圖

從上圖中可以看出，首先的步驟就是廢水收集。當(dāng)水箱內(nèi)預(yù)置的液位傳感器提示廢水已經(jīng)收集到一定量時(shí)，控制器便會(huì)開啟廢水收集箱與中和反應(yīng)箱之間的耐酸泵，完成廢水的輸送，同時(shí)還兼具射流曝氣的效用。

接下來就是中和反應(yīng)。在中和反應(yīng)箱內(nèi)，包括了射流曝氣，酸堿中和，機(jī)械攪拌等功能，其中酸堿中和功能包含了中和劑的調(diào)制，投放，以及酸堿度的全程監(jiān)測。一旦廢水中的pH值超過6，立即停止中和試劑的投放。中和反應(yīng)后的廢水進(jìn)入沉淀箱需預(yù)先靜置三至四個(gè)小時(shí)，然后仍然由控制器自動(dòng)打開排水閥門，放出清水。由于沉降物的生成量較小，可定期手動(dòng)開啟排污閥門。排出的沉淀物先經(jīng)過濾袋脫水，然后再風(fēng)干。

廢水處理裝置的運(yùn)行基本上是依靠嚴(yán)格的程序控制才操作，無需耗費(fèi)過多的人力資源。其中，程序控制器，pH自動(dòng)檢測儀和各部位的液位傳感器組成了全部工藝流程的控制系統(tǒng)，確保化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢水處理裝置可進(jìn)行全自動(dòng)化運(yùn)行。

3 總結(jié)與展望

在實(shí)驗(yàn)室廢水污染的防治上，我們還可以嘗試由高校系領(lǐng)導(dǎo)帶頭，組建實(shí)驗(yàn)室污染防治專家小組，帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人及全體教師參與，共同研討切實(shí)的污染防治措施，對其中有杰出貢獻(xiàn)者予以獎(jiǎng)勵(lì)和通報(bào)表揚(yáng)。

同時(shí)，在學(xué)校行政這方面，還應(yīng)當(dāng)提供足夠的經(jīng)費(fèi)支持和人員配備。缺少經(jīng)費(fèi)和相關(guān)人員的協(xié)助，污染治理和防治措施必將大打折扣。這就需要校內(nèi)各級領(lǐng)導(dǎo)從根本上提高環(huán)保意識(shí)，把校園及周邊環(huán)境治理放在工作中心位置，高度重視實(shí)驗(yàn)室污水治理問題，不要讓其成為高校科研管理工作中的一塊盲區(qū)。當(dāng)然，這與政府法規(guī)約束和大力宣傳也存在一定關(guān)系。在此，筆者呼吁有關(guān)部門加強(qiáng)相關(guān)法規(guī)政策的制定與出臺(tái)，從而引起高校高層領(lǐng)導(dǎo)的重視，從根本上扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)室污水治理工作未得到足夠重視的不利局面。同時(shí)，對高校實(shí)驗(yàn)室污水治理工作，政府有關(guān)部門應(yīng)不吝經(jīng)費(fèi)，大力支持，并將其作為專項(xiàng)工作重點(diǎn)落實(shí)，盡可能地簡化經(jīng)費(fèi)審批的流程。如此自上而下，上下一心地形成明確的分工，高校實(shí)驗(yàn)室廢水污染物的防治工作才能日益完善。

[1]張勃.高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污染防治探析[J].新西部(理論版),2015,04:120-121.

Study on the prevention and treatment of waste water from chemical laboratory in University

(Shuozhou normal college, Shuozhou Shanxi 036000)

In this paper, the author first analyzes the university chemical laboratory waste water pollution causes, and put forward to curb pollution from the source, and the multi pronged, strictly prevent pollution countermeasures, and looks forward to the focus of future work, puts forward some opinions and suggestions, to the surrounding environment protection work contribute.

Chemical experiment; Pollution control; Pollution control; Process flow

（責(zé)任編輯：吳湘銀）

S763.306.7

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.06.030

1672–7304(2016)06–0067–02

張金玉（1976-），女，山西介休人，研究方向：多相催化。