實驗室廢水凈化一體機的研究

劉燕 龐元元 林星月 趙梓彤 李娜 李國德

摘 要：科研單位和高等院校進行的科研實驗越來越普遍、范圍也越來越廣，從實驗室中排放的實驗室廢水相對其他廢水成分復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計，我國大部分科研單位和高校的實驗室廢水沒有進行妥善處理而直接排放，對周邊河流水體造成較嚴(yán)重的污染。故研制針對高校和科研院所實驗室廢水排放凈化的一體機就顯得非常重要和迫切。本文針對研究設(shè)備簡單、占地面積小、能耗少的實驗廢水處理一體機做了綜合論述。

關(guān)鍵詞：實驗室廢水 處理方法 廢水凈化一體機

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（a）-0060-02

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、科技的進步和我國高等教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國大部分科研單位和高校實驗室排放的有機、無機以及微生物三大類污水沒有經(jīng)過妥善的處理、混入生活污水排入城市污水管道，不僅腐蝕管道，還將給周邊水流帶來污染，長時間下去會威脅著人們的健康。故實驗室廢水凈化一體機的研究使其能夠解決實驗室廢水間歇排放和成份復(fù)雜難處理的關(guān)鍵難題，從而減少實驗室廢水排放對人們健康的危害。

根據(jù)教育部和國家環(huán)境保護總局的要求，需加強對實驗室進行監(jiān)控，嚴(yán)禁直接排放廢水。但由于成本和技術(shù)等多方面原因?qū)е赂咝：涂蒲性核膶嶒炇覐U水凈化問題依然沒有得到切實解決。現(xiàn)在，實驗室廢水排放問題已經(jīng)成為社會廣泛關(guān)注的熱點和難點，實驗室廢水凈化是必然趨勢。還有由于實驗室是科學(xué)研究、人才培養(yǎng)和服務(wù)社會的重要平臺。目前，我國擁有各類實驗室遠遠超過10萬個，每年實驗室產(chǎn)生的廢液廢水總量非常巨大，并且由于實驗室廢水的高污染性，極易造成實驗室的環(huán)境污染，威脅進入人員的健康。故設(shè)計實驗室廢水凈化一體機主要是針對實驗室廢水的不同成分進行凈化處理，降低污染，實現(xiàn)實驗室廢水的再生利用，節(jié)約水資源。

1 實驗室廢水來源及種類

實驗室廢水成分復(fù)雜，除含有洗滌劑及常用溶劑等有機物外，還有較多的酸堿，有毒害作用的有機物以及重金屬離子。

根據(jù)廢水中所含有的主要污染物特點可以分為有機、無機以及病原微生物實驗室廢水三大類。無機廢水主要含有重金屬、酸堿、氰化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機離子等。有機廢水含有常見的有機溶劑、有機酸、酚類、油脂類物質(zhì)。病原微生物廢水主要是由生物實驗室廢水、生物培養(yǎng)液、培養(yǎng)基等產(chǎn)生的。

2 實驗室廢水處理方法概述

2.1 混凝沉淀法

混凝沉淀處理廢水技術(shù)是指向廢水中投放混凝劑，使其中的膠體和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)，并聚集為數(shù)百微米以至數(shù)毫米的礬花，進而通過重力沉降或其他固液分離手段處理廢水?；炷恋砜梢匀コ龔U水中的呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機和無機污染物，還可以有效去除能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的氮和磷等。

2.2 超濾吸附處理法

超濾是一種利用膜分離技術(shù)的篩分過程，膜表面上密布的許多微孔只允許水分子、有益礦物質(zhì)和微量元素透過，細(xì)菌、鐵銹、膠體、泥沙、懸浮物、大分子有機物等有害物質(zhì)則被截留在超濾膜進行沖洗時排出。超濾吸附處理技術(shù)在實驗室廢水處理中操作壓力低，能耗小，不存在二次污染且出水效果佳。使用超濾膜處理廢水能夠提高水質(zhì)。

2.3 臭氧氧化法

臭氧在水中分解產(chǎn)生原子氧和氧氣以及一系列的自由基。臭氧與水中有機物的反應(yīng)十分復(fù)雜，既有臭氧的直接氧化反應(yīng)，也有新生自由基的氧化反應(yīng)。臭氧氧化能力強，對脫色、除臭、殺菌、去除有機物和無機物有良好的效果、無二次污染。

3 實驗室廢水凈化一體機的研究概述

該實驗室廢水凈化一體機裝置共有7個腔室：廢水收集室、酸堿平衡處理室、混凝沉淀處理室、光催化氧化處理室、臭氧殺菌處理室、超濾吸附處理室以及再生水存儲室。各腔室內(nèi)均設(shè)置有透明的水槽，各腔室內(nèi)的水槽之間通過閥門連通，廢水收集室的上端設(shè)置有入水口，酸堿平衡室的上端設(shè)置有酸堿處理物質(zhì)投放口，混凝沉淀處理室的上端設(shè)置有混凝沉淀處理物質(zhì)投放口，光催化氧化室的頂端及其內(nèi)部水槽的四周均設(shè)置有紫外燈，臭氧降解殺菌處理室的頂端設(shè)置有臭氧發(fā)生器，超濾吸附處理室的水槽內(nèi)間隔設(shè)置有超濾膜，再生水存儲室的后端設(shè)置有出水口。

該實驗室廢水凈化一體機結(jié)構(gòu)簡單，針對高校實驗室廢水特點研制，該體機的機體分為7個腔室，分別用作不同的用途，通過上述7個腔室，可以實現(xiàn)廢水收集、酸堿平衡處理、混凝沉淀處理、光催化氧化處理、臭氧降解殺菌處理、超濾吸附處理和凈化水的收集，其中，酸堿平衡處理和混凝沉淀處理通過從其上端設(shè)置的投放口投放處理物質(zhì)實現(xiàn)，光催化氧化處理通過紫外燈實現(xiàn)，臭氧降解殺菌處理通過臭氧發(fā)生器實現(xiàn)，超濾吸附處理通過超濾膜實現(xiàn)。

該實驗室廢水凈化一體機重點考慮了廢水中所含有機、無機以及生物實驗廢水三大類的性質(zhì)和特點設(shè)計處理單元，充分考慮實驗室廢水排放量小、排放水質(zhì)成分復(fù)雜等特點。該裝置簡單、占地面積小、能耗少。

4 結(jié)語

根據(jù)高校和科研院所實驗廢水的特點，重點考慮廢水中所含有機、無機以及生物實驗廢水三大類的性質(zhì)和特點設(shè)計處理單元，充分考慮實驗室廢水復(fù)雜等特點設(shè)計出實驗廢水凈化處理一體機，減少實驗室廢水對自然以及實驗人員產(chǎn)生的危害。

參考文獻

[1] 張長水.化學(xué)實驗室常見廢液處理的探討[J].洛陽農(nóng)業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2001，21（3）：197-198.

[2] 李聞欣.皮革環(huán)保工程概論[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2015.