縮微膠片水洗廢水的處理方法研究

張紅霞

摘 要：為進(jìn)一步增強(qiáng)縮微技術(shù)的綠色發(fā)展程度，契合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保要求，文章緊緊圍繞縮微技術(shù)的工藝流程，以縮微膠片水洗廢水的處理為視角對膠片沖洗過程進(jìn)行分析，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選定膠片水洗廢水的主要污染成分和超標(biāo)程度，把廢水的pH酸堿度和銀離子含量作為兩個最重要的有害指標(biāo)，并根據(jù)主要污染物的特性，選取反滲透法、離子交換樹脂法和化學(xué)沉淀法等三種處理方法進(jìn)行優(yōu)缺點對比分析，并制訂了相應(yīng)的廢水處理試驗方案，以期為縮微膠片水洗廢水的環(huán)保處理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：縮微膠片沖洗；廢水處理；化學(xué)沉淀法

中圖分類號：G250?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1003-1588（2023）05-0075-03

1 背景

縮微技術(shù)被廣泛應(yīng)用于文獻(xiàn)保存和文獻(xiàn)開發(fā)保護(hù)等領(lǐng)域，已有180多年的歷史。縮微膠片有存儲壽命長、可保存原件面貌、具有法律效力等特性，可以在充分保護(hù)原件的同時提高文獻(xiàn)的利用率，在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，是檔案與文獻(xiàn)長期保存的一種有效手段。當(dāng)前，我國縮微領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)已較為完善，從生片的選擇到拍攝、沖洗、質(zhì)檢等，都有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為我國文獻(xiàn)縮微事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障的同時，推動了相關(guān)機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)搶救能力和技術(shù)自我革新能力的不斷提高。

近年來，隨著全球環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，社會對環(huán)保的要求也越來越高。就縮微工作而言，引起環(huán)保問題的最大因素是縮微膠片的沖洗，沖洗膠片所使用的顯影液和定影液都存在有害物質(zhì)，此外膠片涂層上的鹵化銀化合物也會溶于水，對環(huán)境造成危害。基于此，為了縮微行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對縮微膠片水洗廢水處理進(jìn)行研究具有十分重要的意義。我國對膠片沖洗廢水的分析和處理已出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以指導(dǎo)，近年來新的國際標(biāo)準(zhǔn)更是對膠片加工環(huán)境及安全生產(chǎn)做出了規(guī)范要求。2022年3月，全國文獻(xiàn)影像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會審查通過國家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件《文檔管理影響縮微膠片沖洗機(jī)的環(huán)境與工作場所安全規(guī)則》，對廢水預(yù)處理要求、排放標(biāo)準(zhǔn)、廢水特征、廢水采樣等均做出了明確規(guī)定，為本次膠片水洗廢水處理研究提供了標(biāo)準(zhǔn)。

2 縮微膠片沖洗過程概述

膠片沖洗是將曝光后膠片上形成的潛影轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷姆€(wěn)定影像的過程，是縮微膠片制作過程中的一道重要工序。拍攝曝光后的膠片，需要經(jīng)過沖洗環(huán)節(jié)，形成穩(wěn)定的、肉眼可觀的清晰影像，通過各項指標(biāo)檢測合格后，才能入庫保存和使用［1］。膠片的沖洗要在沖洗機(jī)中避光條件下進(jìn)行，包括顯影、定影、水洗、干燥等流程。

2.1 顯影

顯影是膠片在化學(xué)藥液的作用下，使曝光的鹵化銀發(fā)生氧化還原反應(yīng)變?yōu)榻饘巽y的過程，即將膠片上的潛影變?yōu)榭梢娪跋竦倪^程。顯影過程首先從曝光的鹵化銀晶體的顯影中心開始，逐漸向周圍擴(kuò)展，直至整個鹵化銀晶體被還原成銀。膠片顯影環(huán)節(jié)中需添加的藥劑有顯影劑、保護(hù)劑、促進(jìn)劑、抑制劑以及其他補充劑等。

2.2 定影

定影是在化學(xué)藥液的作用下，將膠片上未顯影的鹵化銀變?yōu)橐环N可溶于水的絡(luò)鹽物質(zhì)，以便將其從膠片上清除掉，使顯現(xiàn)在膠片上的影像穩(wěn)定下來。膠片定影環(huán)節(jié)中需添加的藥劑有定影劑、中和劑、保護(hù)劑、堅膜劑等。

2.3 水洗

水洗的目的是將膠片乳劑層內(nèi)殘存的定影液、可溶的硫代硫酸鹽以及其他氧化生成物等雜質(zhì)清除掉，以便縮微品能夠長期或永久保存。

2.4 干燥

干燥是將膠片上的水分蒸發(fā)掉。膠片進(jìn)入干燥箱前需將其表面的水珠吹掉，在干燥箱內(nèi)通過熱風(fēng)的吹拂使膠片上的殘余水分迅速蒸發(fā)，以達(dá)到干燥的目的。

3 廢水處理方法的對比分析

膠片沖洗藥劑的使用量和膠片沖洗盤數(shù)有直接關(guān)系，膠片沖洗盤數(shù)越多，對顯影液和定影液的消耗量就越大，而顯影液和定影液含有大量會對環(huán)境造成污染的物質(zhì)，需要具有相關(guān)資質(zhì)的有害物可回收機(jī)構(gòu)對其集中收集并進(jìn)行專業(yè)處理［2］。膠片沖洗過程中產(chǎn)生的廢水同樣含有一定量的有害物質(zhì)，因此，縮微膠片水洗廢水的排污檢測和環(huán)保處理應(yīng)引起圖書館的重視。

目前，我國針對工業(yè)污水處理的方案有很多，其中反滲透法、離子交換樹脂法和化學(xué)沉淀法等三種方法是膠片水洗廢水處理的主要方法［3-5］。三種廢水處理方法的優(yōu)缺點分析對比詳見表1。

在三種廢水處理方法中，反滲透法對進(jìn)水要求較高，運用反滲透技術(shù)對廢水進(jìn)行深度處理時往往需要結(jié)合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH調(diào)節(jié)等預(yù)處理工藝，同時反滲透膜技術(shù)對銀離子的處理率較低，不適用于圖書館縮微膠片水洗廢水的處理。相較而言，離子交換樹脂法和化學(xué)沉淀法在銀離子處理方面有一定優(yōu)勢，因此筆者選取離子交換樹脂法和化學(xué)沉淀法作為本次研究的試驗路徑。

4 廢水處理試驗過程與結(jié)果分析

4.1 有害物質(zhì)指標(biāo)確定

筆者依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)《ISO18159文檔管理——影響縮微膠片加工的環(huán)境和工作場所規(guī)范》中的“縮微膠片廢水的常規(guī)特性”和“常規(guī)工藝深槽縮微膠片沖印的特性”，并結(jié)合工作實際，把縮微膠片水洗廢水的pH酸堿度和銀離子含量作為兩個最重要的有害指標(biāo)。酸堿廢水進(jìn)入水體會破壞自然中和作用，使水體的pH酸堿度發(fā)生變化，影響水生生物的正常生長，使水體自凈功能下降；滲入土壤會破壞土壤的理化性質(zhì)，造成土壤酸化或堿化。

4.2 選取樣品

本次研究選取樣品時以沖洗的膠片卷數(shù)為測量間隔。在膠片沖洗過程中，通常沖洗20卷左右就需要補充藥液，一周需補液一次。本研究以16毫米膠片為試驗?zāi)z片，取沖洗的第1卷、第5卷、第10卷、第15卷、第20卷，以及補液后的第1卷、第5卷、第10卷、第15卷、第20卷，共10個檢測點的廢水進(jìn)行檢測，每個樣品取樣500毫升，樣品號編寫為A1、A2、A3、A4、A5；B1、B2、B3、B4、B5，為及時檢測，分兩次送樣，檢測結(jié)果見下頁表2。表2顯示，當(dāng)沖洗卷數(shù)達(dá)到20卷時，累計水洗廢水中銀離子的濃度最高，補液后第20卷完成時即為一個生產(chǎn)周期，故將濃度最高的2.28mg/l作為超標(biāo)參數(shù)進(jìn)行水處理。

4.3 水質(zhì)檢測

水質(zhì)檢測是以污水排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行的專業(yè)性檢測，不同污染源對應(yīng)不同的檢測標(biāo)準(zhǔn)。縮微膠片水洗廢水屬于工業(yè)污水的一種，和感光材料沖洗行業(yè)水污染的排放標(biāo)準(zhǔn)相同。目前，圖書館使用的縮微膠片主要是銀鹽膠片，污染物成分穩(wěn)定，本研究根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對表2中的目標(biāo)污染物進(jìn)行檢測，檢驗結(jié)果見表3。

4.4 處理結(jié)果對比

4.4.1 離子交換樹脂法實驗結(jié)果。離子交換樹脂法實驗結(jié)果見表4，對比離子交換樹脂法處理廢水前后數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)結(jié)果并不理想，處理后的廢水酸性明顯升高，銀離子濃度不降反升，對后續(xù)廢水處理造成一定困難。進(jìn)一步分析材料特性發(fā)現(xiàn)，用于此次試驗的強(qiáng)酸型離子交換樹脂會吸附較多廢液中的氨氮物質(zhì)，從而降低其他陽離子的吸附能力，且隨著廢液酸性的提高，容易受溶液中其他成分影響造成洗脫。若使用該種離子交換樹脂進(jìn)行廢水處理，可對廢水進(jìn)行預(yù)處理。

4.4.2 化學(xué)沉淀法實驗結(jié)果。化學(xué)沉淀法實驗結(jié)果見表5。表5中的檢測結(jié)果1為稀釋107HCl溶液中和后的結(jié)果，檢測結(jié)果2為稀釋106HCl溶液中和后的結(jié)果：當(dāng)鹽酸濃度低時pH值正常，但銀處理結(jié)果一般；當(dāng)鹽酸濃度高時pH值降低，銀處理效果較好，可見鹽酸的加入對銀離子的去除具有明顯作用。

5 結(jié)語

本研究以離子交換樹脂法和化學(xué)沉淀法兩種技術(shù)手段對縮微膠片水洗廢水進(jìn)行試驗，從有害物質(zhì)指標(biāo)確定、樣品選取、水質(zhì)監(jiān)測等方面設(shè)計實驗流程，依據(jù)現(xiàn)行主流環(huán)保處理標(biāo)準(zhǔn)，對試驗結(jié)果進(jìn)行分析比對。試驗結(jié)果顯示，離子交換樹脂法處理過的廢水pH值降低過多，形成酸性液體，對廢水造成二次處理困難，同時發(fā)現(xiàn)銀離子濃度不降反升。相比之下，化學(xué)沉淀法處理水洗廢水具有較好的效果。若要達(dá)到更好的廢水處理效果，單從實驗的角度考慮是不夠的，圖書館還需結(jié)合污水處理專業(yè)設(shè)計以及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展角度進(jìn)行綜合考慮。

參考文獻(xiàn)：

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［3］ 顧玉蓉.電子廢水反滲透法深度處理工藝優(yōu)化研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.

［4］ 李雅，徐雙，劉晨明.離子交換樹脂吸附Mo污染水體的研究［J］.工業(yè)用水與廢水，2020（1）：36-40.

［5］ 李姣.化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水的實驗研究［D］.長沙：湖南大學(xué)，2011.

（編校：徐黎娟）