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实验室废水处理

发布时间:
2020/03/25
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  废水处理(wastewater treatment methods)就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理,使废水净化,减少污染,以至达到废水回收、复用,充分利用水资源。

  一、废水处理方法

  实验室有机废水处理方法可以借鉴其它有机废水的处理。对于有机物浓度高、毒性强、水质水量不稳定的实验室废水,生物法处理效果不佳,而物化法对此类废水的处理表现出明显的优势。有机废水的处理方法主要有物理化学处理法和生物处理法。物化处理法是应用物理化学作用及其原理将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的方法。如光化学混凝法、氧化—吸附法、焚烧法、萃取法、湿式催化氧化法、电化学法和膜分离法等。单独利用物化法处理高浓度有机废水,不仅处理难度大、成本高,并且处理效果也不够好,一般很少单独使用。生物处理法是利用生物降解水中的污染物质作为自身的营养和能源,同时使废水得到净化的方法。在此介绍下关于实验室污水处理的一些方法和工艺技术。

  1、活性炭吸附法

  活性炭吸附法多用于去除用生物或物理、化学法不能去除的微量呈溶解状态的有机物。实验室浓有机废水含有大量试验残液和废溶剂,其主要成分为烷烃类、芳香族以及能使液面表面自由能降低很多的物质,且废水浓度高、量小、呈酸性,很适合用活性炭吸附处理。处理工艺流程为先经过简单分离把废水中的有机相分离出来,再经过活性炭二级吸附,cod的去除率可达到93%,同时活性炭还吸附部分无机重金属离子。

  臭氧类氧化法

  臭氧长期以来就被认为是一种有效的氧化剂和消毒剂,采用认氧化处理有机废水反应速度快、无二次污染。能够氧化单独作用时难以氧化降解的有机物。

  2、多相光催化氧化法

  该方法能够去除许多难降解或用其他方法难以去除的物质,如氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等也可以利用此方法去除,大多数有机污染物的去除率可达100%。具有能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染等突出优点。

  fenton试剂法

  用fenton试剂法处理有机废水的试验中,ph可不必调节,硫酸亚铁(feso4)和双氧水(h2o2)的最佳用量为115g、410ml,反应时间在30min时,可以达到较好的处理效果,cod去除率达到75%以上。在反应中能产生氧化能力很强的羟基自由基,使有机废水中的有机物能很快的降解。该工艺具有设备简单、反应条件温和、操作方便、高效等优点,在处理有毒有害难生物降解有机废水中极有应用潜力,但是该方法处理费用高,只适用于低浓度、少量废水的处理。

  二、废水处理级别

  按处理程度,废水处理(主要是城市生活污水和某些工业废水)一般可分为三级。

  一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体污染物。为此,多采用物理处理法。一般经过一级处理后,悬浮固体的去除率为70%~80%,而生化需氧量(BOD)的去除率只有25%~40%左右,废水的净化程度不高。

  二级处理的任务是大幅度地去除废水中的有机污染物 ,以 BOD 为例 ,一般通过 二级处 理后 ,废水中的 BOD可去除80%~90%,如城市污水处理后水中的 BOD含量可低于30毫克/升。需氧生物处理法的各种处理单元大多能够达到这种要求。

  三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物,其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。三级处理是高级处理的同义语,但两者又不完全一致。三级处理是经二级处理后,为了从废水中去除某种特定的污染物,如磷、氮等,而补充增加的一项或几项处理单元;高级处理则往往是以废水回收、复用为目的,在二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大,管理也较复杂,但能充分利用水资源。有少数国家建成了一些污水三级处理厂。

  三、实验室废水处理防范

  高校实验室废水量少,间断性强,危害性高,污染物的组成不同,从而导致处理的原理和方法不同,因此,处理这类污水有一定难度。目前处理此类实验室污水比较成熟的方法有以下几种。

  1、絮凝沉淀法

  此方法适用于含有重金属离子较多的无机实验废水。当确定了废水中的重金属离子后,选出合适的絮凝剂,比如石灰、铁盐、铝盐等,在弱碱性条件下可形成Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等絮凝状沉淀,同时这些絮状沉淀也具有吸附作用,可以在去除重金属离子的同时,去除部分水中的其他污染物,降低水中化学需氧量,提高废水的可生化性。

  2、硫化物沉淀法

  此方法主要针对含有镉、铅、汞等重金属较多的实验室污水,一般是用Na2S或NaHS把废水中的重金属转变为难溶于水的金属硫化物,再和Fe(OH)3共沉淀进行分离。具体做法:将废水的PH值调到8.0-10.0,向废水中加入过量的Na2S,使其生成硫化物沉淀,再加入FeSO4作为共沉淀剂,生成的FeS将水中悬浮的金属硫离子吸附而形成共沉淀,静置、分离并过滤。

  3、 氧化还原中和沉淀法

  此方法的原理是:成离子状态的无机金属离子可以利用一些还原剂将其转化为金属单质,再经过分离。常用的还原剂有Fe、Zn、NaBH4、等

  4、活性炭吸附法

  此方法多用于去除用化学或物理方法不能去除的微量溶解状态的有机物。具体处理方法:将废水分为有机和无机两相并分离,再用活性炭进行二次吸附,这种方法的化学需氧量去除率可达93%,同时活性炭还能吸附部分无机金属离子。

  5、焚烧法

  此方法适用于可形成乳浊液之类的污水。但要避免因使用此方法而造成二次污染。例如,只含有碳、氢、氧元素的有机废物在燃烧时一般不会造成二次污染,而含有卤素、氮,硫等元素的有机废物焚烧时将会产生NO、NO2、SO2等多种有毒气体,此时就应该考虑采用其它的方法。

  6、处理含重金属离子实验污水的其它方法

  在处理含重金属离子的废水方法中,除了以上的硫化物和絮凝沉淀法外,还有电解凝聚法、吸附法、磁分离法及还原离心法、离子交换法等。比如利用还原离心法去除重金属离子时,在6 000r/min条件下反应30min,汞离子的去除率达到100%,铅离子可达98.3%。

  7、高浓度有机污水处理方法

  处理高浓度的有机污水除了可以用上述的焚烧法和活性炭吸附法外,还可以利用溶剂萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化学处理法等。例如厦门大学开发的高浓度有机废水水解―好氧循环一体生物处理技术,可实现高浓度有机废水的高效生物处理。

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