王宗舞 李孝坤
(黃河水利職業技術學院 河南開封 475004)
環境檢測類實驗室承擔著為環境管理部門、污染治理單位提供各種基礎數據和重要技術參數的重要任務。隨著我國環境管理工作的深入和細化,環境檢測類項目的種類和數量明顯呈現“雙增長”態勢。但在檢測分析工作過程中,會產生大量廢液,危害環境安全和人體健康。因此須對各類環境檢測類實驗室按照污染源進行管理,廢液須經無害化處理后排放[1]。
環境檢測類實驗室廢液的主要來源有待測水樣檢測分析后剩余水樣、分析過程中產生的溶液、剩余及過期的溶液等[2]。環境檢測工作中涉及到的測定指標多數是有毒有害物質,分析檢測過程也常常用到有毒有害試劑,因此環境檢測類實驗室廢液對環境危害性比較大。檢測對象不同,需要測定指標不同,相應分析技術和方法也不同,因此環境檢測類實驗室廢液的產生量、有毒有害物種類及濃度等存在諸多不確定性,導致治理技術選擇比較困難。
對環境檢測類實驗室廢液的處理原則為:首選專門收集—分類處理方案,處理效果要明顯,不產生二次污染,盡可能降低處理成本,最好能實現資源化回收。具體治理技術主要有:
2.1 化學方法
2.1.1 酸堿中和法
對于不含其它危害性比較大污染物,而僅僅是pH值偏高或偏低的環境檢測類實驗室廢液,可以投加不帶來二次污染的酸或堿,調節到pH近中性,即可排放至市政網管。
2.1.2 氧化還原法
對于含有大量有機物、或者價態處于有毒狀態無機物的廢液,氧化還原法是常用方法。有些在常規條件下就可以實現,例如:對于六價鉻,可先在酸性條件下利用還原劑將其還原為三價鉻,再加入消石灰生成沉淀;對于低濃度含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉使酚氧化為二氧化碳和水;對于在堿性介質中比較穩定的氰化物,可在此條件下加入次氯酸鈉分解。
對于難降解有機物,高級氧化技術是新興有效手段,如Fenton工藝,能產生氧化能力很強的羥基自由基,可有效處理酚類、芳胺類、芳烴類、農藥等難降解有機廢水。馬建華等采用Fenton法處理實驗室有機廢水,COD降低了74.5%[3]。許永、劉培等Fenton法處理過的實驗室有機廢水COD值也有明顯下降[4-5]。此外,臭氧氧化技術也可有效消除大量有毒物質;超聲波法也是一種有效高級氧化技術,它利用超聲在溶液中的空化作用降解其中的有機污染物[6],二者同時還可以起到消毒滅菌作用。
2.1.3 沉淀法
根據目標污染物的性定不同,可以選擇采用化學沉淀法,鰲合劑沉淀法等。如含鉻、鉛、銅及砷的廢液,可采用氫氧化物沉淀法進行處理;含汞廢液,可在廢液中加入適量硫化鈉溶液,充分攪拌生成硫化汞沉淀去除[7]。對于中含有多種沉降特性不相同的重金屬的實驗室廢液,可用螯合劑作為沉淀劑,且達到一種螯合劑同時沉淀多種金屬效果。
2.1.4 電化學方法
鐵炭微電解法屬于典型電化學處理技術。鐵炭微電解由鐵屑和惰性碳構成原電池,低電位的鐵與高電位的碳在廢水中形成電位差,選用適當電解質形成無數的原電池,產生電極反應,去除部分難降解物或改變部分有機物結構。高雪丹、葉恒朋等采用鐵炭微電解實驗室高濃度有機廢水,效果良好[8-9]。周波等用電化學法深度處理實驗室廢水,對于COD、NH3-N、TN和TP去除率均較高[10]。
此外,還有其它方法,如焚燒法、離子交換法[11]等。
2.2 物理方法
2.2.1 沉淀法
對于含重金屬離子的實驗室廢液,可在確定各種離子沉降的特性后,選擇合適絮凝劑(如鐵鹽、鋁鹽、石灰等),使其生成相對應的氫氧化物絮膠狀沉淀,同時可以吸附去除重金屬離子及難降解有機物。使用殼聚糖作為吸附劑,可去除多種金屬[12]。
2.2.2 吸附法
對于易于被吸附的某些金屬離子、難降解有機物及膠體顆粒等,可采用吸附法,去除污染物同時還能實現廢物資源化。屈軍艷等采用幾種生物質活性炭處理有機實驗室廢水,結果表明甘蔗渣活性炭對有機實驗室廢水具有較好處理效果[13]。周惜時等用改性粉煤灰處理實驗室廢液,對 COD、TN、TP、Cu2+、Pb2+、Zn2+的均有較高去除效率[14]。此外殼聚糖對實驗室廢液中Cu、Pb、Cr及Zn等金屬離子也有明顯吸附。
2.2.3 膜法
膜法具有高分離效率、易于實現、可資源化等優點,常采用有機膜處理含油廢水。但有機膜存在諸多不足,以無機陶瓷膜組件和廢水生化處理裝置結合而形成的膜生物反應器,將成為含油廢水處理新技術發展方向[15]。
2.2.4 其它方法
根據污染物的性質,還可選擇其它方法,如萃取法、蒸餾法等。對高濃度實驗室有機廢水,可以通過蒸餾、萃取等方法,將其中的有機溶劑如醇類、酯類、有機酸、酮及醚等回收循環利用。馬建華等取實驗廢水經普通蒸餾得到可觀量的有機溶劑,且COD值降低明顯[3]。高濃度的酚類物質可用乙酸丁脂萃取、重蒸餾后回收利用。
2.3 生物法
生物法對大部分有機污染物有較好降解效果。李政等用復合型微生物絮凝劑對石化廢水中濁度、石油類物質和COD均有明顯去除效果[15]。夏靈敏等研究了具有特殊結構的生物基接觸氧化法處理工藝,“基”上微生物種類繁多,有細菌、真菌、藻類、原生動物及后生動物等,食物鏈長且較為穩定,提高了難降解有機物的降解能力[16]。廈門大學開發的高濃度有機廢水水解-好氧循環一體生物處理技術,實現了高濃度有機廢水的高效生物處理[12]。
以上多種技術可單獨使用,也可聯合使用。在實際工作中,可根據環境檢測類實驗室廢液的具體情況選用。
3.1 建議相關標準方法制定單位在今后的檢測技術選擇時,盡量采用化學傳感器、色譜儀等現代儀器分析手段,減少檢測分析工作環節產生的廢液量,從根本上解決廢液問題。
3.2 以上各種方法各有特點,在兼顧處理效果和成本的前題下,可根據實際情況進行選擇相應處理技術對各類環境檢測類實驗室產生的廢液進行處理,實現達標排放。
[1]關于加強實驗室類污染環境監管的通知.環辦 [2004]15號[EB/OL].http://www.zhb.gov.cn/gkml/zj/bgt/200910/t20091022_173872.htm.
[2]石華東.環境監測實驗室廢液管理與處置問題的思考.北方環境[[J].2012(1):151-153.
[3]馬建華,董鐵有,郭昊.實驗室有機廢水處理方法探討.環境科學導刊[J].2008,27(4):57-58
[4]許永,邵立南,楊曉松.Fenton法處理實驗室有機廢水的試驗研究.礦冶[J].2010,19(2):88-90.
[5]劉培,張浩.Fenton法預處理實驗室廢水的實驗研究.廣東化工[J].2013,40(6):117-118.
[6]李春喜,王京剛,王子鎬等.超聲波技術在污水處理中的應用與研究進展.環境污染治理技術與設備[J],2001,2(2):64-69.
[7]陳梓云,彭夢俠.超聲波誘導催化氧化處理有機化學實驗室廢水的初步試驗[J].廣州環境科學.2008,23(1):5-7.
[8]高雪丹,李占臣等.鐵炭微電解吸附-Fenton氧化聯合處理高濃度有機實驗室廢水的研究.河北化工[J].2012,35(12):.61-64.
[9]葉恒朋,杜冬云.鐵炭微電解流化床處理化學實驗室綜合廢水.環境工程[J].2012,28增卷:12-14.
[10]周波,王昊,何緒文等.電化學法深度處理實驗室廢水的試驗研究.水處理技術[J],2010,36(8):121-123.
[11]楊秀培,晉玉秀,蔡鐸昌.大孔陽離子交換樹脂治理實驗室廢水中銅和鉛的研究.四川大學學報 (自然科學版)[J].2008,45(5):1199-1202.
[12]楊志毅,彭麗,李躍華等.高校實驗室廢水的調查及處理方法.大理學院學報[J].2010,9(10):.32-34.
[13]屈軍艷,胡成,殷明義.幾種生物質活性炭處理有機實驗室廢水的研究.實驗室科學[J],2010,36(8):121-123.
[14]周惜時.利用粉煤灰處理環境類實驗室綜合廢水的研究.湖南農業大學碩士學位論文,2010,12.
[15]劉德春,楊定明,鐘國清高校化學實驗室廢水的處理技術研究進展.科技咨詢.[J].2012,17:.101-102.
[16]夏靈敏.破絡合法結合生物基接觸氧化法處理化學實驗室廢水.科技創導報.[J].2010,6:.123-123.