王宗舞 李孝坤
(黄河水利职业技术学院 河南开封 475004)
环境检测类实验室承担着为环境管理部门、污染治理单位提供各种基础数据和重要技术参数的重要任务。随着我国环境管理工作的深入和细化,环境检测类项目的种类和数量明显呈现“双增长”态势。但在检测分析工作过程中,会产生大量废液,危害环境安全和人体健康。因此须对各类环境检测类实验室按照污染源进行管理,废液须经无害化处理后排放[1]。
环境检测类实验室废液的主要来源有待测水样检测分析后剩余水样、分析过程中产生的溶液、剩余及过期的溶液等[2]。环境检测工作中涉及到的测定指标多数是有毒有害物质,分析检测过程也常常用到有毒有害试剂,因此环境检测类实验室废液对环境危害性比较大。检测对象不同,需要测定指标不同,相应分析技术和方法也不同,因此环境检测类实验室废液的产生量、有毒有害物种类及浓度等存在诸多不确定性,导致治理技术选择比较困难。
对环境检测类实验室废液的处理原则为:首选专门收集—分类处理方案,处理效果要明显,不产生二次污染,尽可能降低处理成本,最好能实现资源化回收。具体治理技术主要有:
2.1 化学方法
2.1.1 酸碱中和法
对于不含其它危害性比较大污染物,而仅仅是pH值偏高或偏低的环境检测类实验室废液,可以投加不带来二次污染的酸或碱,调节到pH近中性,即可排放至市政网管。
2.1.2 氧化还原法
对于含有大量有机物、或者价态处于有毒状态无机物的废液,氧化还原法是常用方法。有些在常规条件下就可以实现,例如:对于六价铬,可先在酸性条件下利用还原剂将其还原为三价铬,再加入消石灰生成沉淀;对于低浓度含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉使酚氧化为二氧化碳和水;对于在碱性介质中比较稳定的氰化物,可在此条件下加入次氯酸钠分解。
对于难降解有机物,高级氧化技术是新兴有效手段,如Fenton工艺,能产生氧化能力很强的羟基自由基,可有效处理酚类、芳胺类、芳烃类、农药等难降解有机废水。马建华等采用Fenton法处理实验室有机废水,COD降低了74.5%[3]。许永、刘培等Fenton法处理过的实验室有机废水COD值也有明显下降[4-5]。此外,臭氧氧化技术也可有效消除大量有毒物质;超声波法也是一种有效高级氧化技术,它利用超声在溶液中的空化作用降解其中的有机污染物[6],二者同时还可以起到消毒灭菌作用。
2.1.3 沉淀法
根据目标污染物的性定不同,可以选择采用化学沉淀法,鳌合剂沉淀法等。如含铬、铅、铜及砷的废液,可采用氢氧化物沉淀法进行处理;含汞废液,可在废液中加入适量硫化钠溶液,充分搅拌生成硫化汞沉淀去除[7]。对于中含有多种沉降特性不相同的重金属的实验室废液,可用螯合剂作为沉淀剂,且达到一种螯合剂同时沉淀多种金属效果。
2.1.4 电化学方法
铁炭微电解法属于典型电化学处理技术。铁炭微电解由铁屑和惰性碳构成原电池,低电位的铁与高电位的碳在废水中形成电位差,选用适当电解质形成无数的原电池,产生电极反应,去除部分难降解物或改变部分有机物结构。高雪丹、叶恒朋等采用铁炭微电解实验室高浓度有机废水,效果良好[8-9]。周波等用电化学法深度处理实验室废水,对于COD、NH3-N、TN和TP去除率均较高[10]。
此外,还有其它方法,如焚烧法、离子交换法[11]等。
2.2 物理方法
2.2.1 沉淀法
对于含重金属离子的实验室废液,可在确定各种离子沉降的特性后,选择合适絮凝剂(如铁盐、铝盐、石灰等),使其生成相对应的氢氧化物絮胶状沉淀,同时可以吸附去除重金属离子及难降解有机物。使用壳聚糖作为吸附剂,可去除多种金属[12]。
2.2.2 吸附法
对于易于被吸附的某些金属离子、难降解有机物及胶体颗粒等,可采用吸附法,去除污染物同时还能实现废物资源化。屈军艳等采用几种生物质活性炭处理有机实验室废水,结果表明甘蔗渣活性炭对有机实验室废水具有较好处理效果[13]。周惜时等用改性粉煤灰处理实验室废液,对 COD、TN、TP、Cu2+、Pb2+、Zn2+的均有较高去除效率[14]。此外壳聚糖对实验室废液中Cu、Pb、Cr及Zn等金属离子也有明显吸附。
2.2.3 膜法
膜法具有高分离效率、易于实现、可资源化等优点,常采用有机膜处理含油废水。但有机膜存在诸多不足,以无机陶瓷膜组件和废水生化处理装置结合而形成的膜生物反应器,将成为含油废水处理新技术发展方向[15]。
2.2.4 其它方法
根据污染物的性质,还可选择其它方法,如萃取法、蒸馏法等。对高浓度实验室有机废水,可以通过蒸馏、萃取等方法,将其中的有机溶剂如醇类、酯类、有机酸、酮及醚等回收循环利用。马建华等取实验废水经普通蒸馏得到可观量的有机溶剂,且COD值降低明显[3]。高浓度的酚类物质可用乙酸丁脂萃取、重蒸馏后回收利用。
2.3 生物法
生物法对大部分有机污染物有较好降解效果。李政等用复合型微生物絮凝剂对石化废水中浊度、石油类物质和COD均有明显去除效果[15]。夏灵敏等研究了具有特殊结构的生物基接触氧化法处理工艺,“基”上微生物种类繁多,有细菌、真菌、藻类、原生动物及后生动物等,食物链长且较为稳定,提高了难降解有机物的降解能力[16]。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,实现了高浓度有机废水的高效生物处理[12]。
以上多种技术可单独使用,也可联合使用。在实际工作中,可根据环境检测类实验室废液的具体情况选用。
3.1 建议相关标准方法制定单位在今后的检测技术选择时,尽量采用化学传感器、色谱仪等现代仪器分析手段,减少检测分析工作环节产生的废液量,从根本上解决废液问题。
3.2 以上各种方法各有特点,在兼顾处理效果和成本的前题下,可根据实际情况进行选择相应处理技术对各类环境检测类实验室产生的废液进行处理,实现达标排放。
[1]关于加强实验室类污染环境监管的通知.环办 [2004]15号[EB/OL].http://www.zhb.gov.cn/gkml/zj/bgt/200910/t20091022_173872.htm.
[2]石华东.环境监测实验室废液管理与处置问题的思考.北方环境[[J].2012(1):151-153.
[3]马建华,董铁有,郭昊.实验室有机废水处理方法探讨.环境科学导刊[J].2008,27(4):57-58
[4]许永,邵立南,杨晓松.Fenton法处理实验室有机废水的试验研究.矿冶[J].2010,19(2):88-90.
[5]刘培,张浩.Fenton法预处理实验室废水的实验研究.广东化工[J].2013,40(6):117-118.
[6]李春喜,王京刚,王子镐等.超声波技术在污水处理中的应用与研究进展.环境污染治理技术与设备[J],2001,2(2):64-69.
[7]陈梓云,彭梦侠.超声波诱导催化氧化处理有机化学实验室废水的初步试验[J].广州环境科学.2008,23(1):5-7.
[8]高雪丹,李占臣等.铁炭微电解吸附-Fenton氧化联合处理高浓度有机实验室废水的研究.河北化工[J].2012,35(12):.61-64.
[9]叶恒朋,杜冬云.铁炭微电解流化床处理化学实验室综合废水.环境工程[J].2012,28增卷:12-14.
[10]周波,王昊,何绪文等.电化学法深度处理实验室废水的试验研究.水处理技术[J],2010,36(8):121-123.
[11]杨秀培,晋玉秀,蔡铎昌.大孔阳离子交换树脂治理实验室废水中铜和铅的研究.四川大学学报 (自然科学版)[J].2008,45(5):1199-1202.
[12]杨志毅,彭丽,李跃华等.高校实验室废水的调查及处理方法.大理学院学报[J].2010,9(10):.32-34.
[13]屈军艳,胡成,殷明义.几种生物质活性炭处理有机实验室废水的研究.实验室科学[J],2010,36(8):121-123.
[14]周惜时.利用粉煤灰处理环境类实验室综合废水的研究.湖南农业大学硕士学位论文,2010,12.
[15]刘德春,杨定明,钟国清高校化学实验室废水的处理技术研究进展.科技咨询.[J].2012,17:.101-102.
[16]夏灵敏.破络合法结合生物基接触氧化法处理化学实验室废水.科技创导报.[J].2010,6:.123-123.