化學(xué)化工實驗廢水排放分析

張 漪，王中慧，蔡婷婷

(呂梁學(xué)院 化學(xué)化工系,山西 離石 033001 )

·化學(xué)化工研究·

化學(xué)化工實驗廢水排放分析

張 漪，王中慧，蔡婷婷

(呂梁學(xué)院 化學(xué)化工系,山西 離石 033001 )

對化學(xué)化工實驗室廢水進行全面有效控制，積極采用切實有效的處理方式，是減少廢水污染環(huán)境的重要手段，其對于保護環(huán)境，促進綠色化學(xué)化工實驗室的建設(shè)，具有積極的意義和作用.從化學(xué)化工實驗室廢水的基本情況入手，對化學(xué)化工實驗廢水排放的危害進行分析和介紹，然后介紹化學(xué)化工實驗室中廢水的主要組成成分和監(jiān)測工作的相關(guān)情況，最后提出化學(xué)化工實驗室廢水排放的有效處理和控制方式.

化學(xué)；化工；廢水排放；分析

1 化學(xué)化工實驗室廢水基本情況分析和介紹

1.1 化學(xué)化工實驗室廢水的產(chǎn)生

化學(xué)化工實驗活動，是現(xiàn)代化學(xué)研究工作中的重要環(huán)節(jié)，對于社會生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展，具有積極的影響和意義，同時，在開展化學(xué)化工實驗活動的過程中，容易產(chǎn)生較多的化學(xué)化工廢水.化學(xué)化工實驗室所進行的化學(xué)研究項目并不是固定一成不變的，不同化學(xué)研究項目所產(chǎn)生的化學(xué)廢棄物質(zhì)是不同的.國內(nèi)現(xiàn)階段化學(xué)化工實驗室，主要存在于科研機構(gòu)和眾多高校中，化學(xué)研究活動項目種類較多，并且研究工作較為深入，這其中產(chǎn)生的大量廢水，成分十分復(fù)雜，通常情況下主要是包含有機物質(zhì)、重金屬和酸堿物質(zhì)等，這些物質(zhì)的存在，將會對社會環(huán)境和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生十分嚴(yán)重的負(fù)面影響，甚至有些時候還會直接威脅到周圍居住群眾的生命健康.

1.2 化學(xué)化工實驗室廢水處理的現(xiàn)實情況

化學(xué)化工實驗，是有效保障化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)良好進步和發(fā)展的重要動力，現(xiàn)階段，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷更新和進步，化學(xué)化工企業(yè)本身的實驗廢水處理工作已經(jīng)取得了良好的成果.但是同時，化學(xué)化工企業(yè)的發(fā)展，對于很多化學(xué)化工項目提出了較高的要求，眾多的化學(xué)化工實驗室開始了積極的科研工作.在高校日常教學(xué)工作中，化學(xué)化工廢水的產(chǎn)生情況也十分明顯，同時很多高校和科研機構(gòu)對于化學(xué)化工廢水的處理還存在較多問題，通常都是將化學(xué)化工廢水直接排放到下水管道中，容易造成周圍環(huán)境污染，給人們的正常生產(chǎn)生活造成不利影響.

1.3 化學(xué)化工實驗廢水排放的危害分析

1.3.1 化學(xué)化工實驗廢水排放中不同元素的危害

第一，化學(xué)化工實驗廢水之含有大量的有機物質(zhì).一般情況下，化學(xué)化工實驗過程中采用的化學(xué)物質(zhì)和原料較為特殊，不經(jīng)過一定手段，很難有效分解這些廢水中的有機物質(zhì)，因而，當(dāng)廢水排放到下水管道的時候，水體內(nèi)部的植物將會出現(xiàn)瘋長的情況，嚴(yán)重影響總體的水體質(zhì)量.

EIA庫存報告顯示，截至12月14日的1周，美國原油庫存為4.4146億桶，較11月中旬減少545.1萬桶，其中庫欣地區(qū)庫存為4049.2萬桶，較11月中旬增加514.5萬桶；汽油庫存為2.301億桶，較11月中旬增加478.8萬桶；餾分油庫存為1.199億桶，較11月中旬增加70.9萬桶。

第二，化學(xué)化工實驗廢水中，通常還會殘存一些有毒和有害物質(zhì).和有機物質(zhì)一樣，這些有毒有害的物質(zhì)，如果不經(jīng)過特殊有效手段加以處理的話，將會危害到水體中的大量動植物，很多動植物都會出現(xiàn)患病甚至死亡的情況.

第三，重金屬是化學(xué)化工實驗廢水中的主要元素.當(dāng)化學(xué)化工實驗廢水沒有經(jīng)過處理或者處理效果不夠徹底的時候，將會導(dǎo)致廢水中堆積大量的重金屬，同樣會有導(dǎo)致植物死亡的可能.

第四，一些化學(xué)化工實驗廢水中，還包含一定的揮發(fā)性物質(zhì).這些物質(zhì)本身具有危害性，未經(jīng)處理的化學(xué)化工實驗廢水，排放到下水道中，將會影響到生物的免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致很多生物出現(xiàn)內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂的情況，進而損害到生物的生殖系統(tǒng)，不利于生物的良好發(fā)育和成長.

1.3.2 化學(xué)化工實驗廢水危害的實際案例

化學(xué)化工實驗活動，很多都是在一些化學(xué)化工教學(xué)課程中進行的，比如說《化學(xué)綜合實驗》課程，該課程的重點教學(xué)課程內(nèi)容，包含了水、氣、聲三方面的主要污染內(nèi)容.通常情況下，環(huán)境科學(xué)系與環(huán)境工程系各個專業(yè)都需要積極開展化學(xué)需氧量的項目研究工作，即使用重鉻酸鉀法對化學(xué)需氧量進行檢測.對化學(xué)需氧量的具體實驗項目而言，需要制作7個以上的試樣，并且每個試樣中都需要包含30 mL的硫酸、10 mL的重鉻酸鉀和0.4 g的硫酸汞.當(dāng)該實驗項目完成后，會產(chǎn)生一定的廢水，廢水中的主要物質(zhì)為210 mL的硫酸溶液、70 mL的重鉻酸鉀和2.8 g的硫酸汞.僅僅是一個試樣中，就包含了如此多的有害物質(zhì)，聯(lián)系到較多化學(xué)和環(huán)境專業(yè)學(xué)生們的日常學(xué)習(xí)課程中，將會產(chǎn)生更多的廢水[1].針對上述化學(xué)需氧量的實驗項目廢水進行全面檢測，還能發(fā)現(xiàn)，其中總鉻濃度為5 mg/L，而環(huán)保部門針對一些化學(xué)化工企業(yè)車間或者生產(chǎn)設(shè)備中所能夠排放的廢水總鉻限制僅僅為1.0 mg/L，實驗項目中的總鉻濃度，嚴(yán)重超出了應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，將會對人們的身體健康造成嚴(yán)重影響.對鉻進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)，其雖然是人類生命存活過程中必需的微量元素，但是人類需要的只是三價鉻，同時大自然中的鉻是會不斷遷移的，如果人們身體內(nèi)部積累了大量的鉻，將會直接影響人們的內(nèi)部代謝能力，危害人體健康[2].

2 化學(xué)化工實驗室中廢水的主要組成成分分析

通常情況下，化學(xué)化工實驗室中產(chǎn)生的廢水，需要采用不同的處理方式進行應(yīng)對，這主要是因為廢水是由不同污染物構(gòu)成的，這就會產(chǎn)生不同的處理方法和處理程度.化學(xué)化工實驗室廢水和一般性的污水廢水存在很大的不同，顯示出較為明顯的特殊性，比如說總量較少，同時產(chǎn)量也是極其不穩(wěn)定的[3].但是有較多的有毒和有害物質(zhì)，這些有毒有害物質(zhì)的存在，將會直接影響周圍環(huán)境和人們的正常生活.大部分的化學(xué)化工實驗項目本身涉及較多的化學(xué)物質(zhì)和操作步驟，這就在很大程度上提升了實驗室廢水成分的復(fù)雜性，如果不積極開展良好的處理和控制工作，將會產(chǎn)生較大的危害[4].

針對化學(xué)化工實驗室廢水的主要組成成分進行全面細(xì)致的分析和研究，發(fā)現(xiàn)主要分為有機和無機兩個方面：第一，有機廢水.這種有機類型的廢水中，除了含有一般情況的較少一類污染物之外，還含有有機酸、有機溶劑和有機磷化合物等.第二，無機廢水.無機廢水中包含了大量的一類污染物，同時其中還有硫化物、絡(luò)合物和酸堿等.只有對從化學(xué)化工實驗室廢水中的各項成分進行充分而嚴(yán)格的分析，才能為后續(xù)開展良好的治理工作，選擇合適的處理方案，提供良好的前提條件[5].

3 化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測工作

對化學(xué)化工實驗室廢水本身的各項情況進行全面細(xì)致的監(jiān)測，將能全面了解廢水中的各項成分組成情況，從而采用切實合理的方式和手段加以控制和處理.

3.1 化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測方案的選擇

在化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測的過程中，需要積極采用一些切實有效的監(jiān)測方案，這樣才能夠保證監(jiān)測效果的真實性、準(zhǔn)確性和可靠性.通常情況下，在化學(xué)化工實驗室廢水中各類成分進行全面監(jiān)測的過程中，需要按照不同指標(biāo)情況，選擇不同的監(jiān)測方法和設(shè)備，才能有效保證實際的監(jiān)測質(zhì)量和效率[6].表1為兩種不同類型的分析項目與分析方法、監(jiān)測設(shè)備情況表.

表1 化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測內(nèi)容、方法與設(shè)備情況

3.2 化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析工作

對化學(xué)化工實驗室廢水中的各項情況進行全面監(jiān)測，能夠得出相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，其對化學(xué)化工實驗廢水中各項物質(zhì)成分本身的含量和危害，都能進行良好的控制和處理.以某化學(xué)化工實驗室為例，開展了連續(xù)6周的監(jiān)測工作，得到的廢水總量達到了30 m3/d≤Q≤70 m3/d，并且該化學(xué)化工實驗室，總體的用水量為30 m3/d≤Q≤90 m3/d，從這6周的實驗監(jiān)測工作能夠得出，該化學(xué)化工實驗室的給水量始終是小于排水量的.

在化學(xué)化工實驗室廢水中具體成分進行分析和比較工作的過程中，首先是針對COD值進行分析和比較，能夠發(fā)現(xiàn)，COD值本身將會受到化學(xué)化工實驗室排水量和給水量的影響，COD值和排水量、給水量之間，存在著負(fù)相關(guān)的關(guān)系，這樣就表明了COD值將會受到相應(yīng)排水情況的稀釋影響，從而不斷降低自身的數(shù)值.其次，對pH值進行分析和比較的時候，將發(fā)現(xiàn)pH值一般情況下，一直處在環(huán)境可排放的正常環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)內(nèi).

4 化學(xué)化工實驗室廢水排放的有效處理和控制方式

化學(xué)化工實驗室廢水排放情況，是當(dāng)前眾多高校和科研機構(gòu)中存在的重要問題，其影響周圍環(huán)境，同時還會對周圍居住人群造成一定的負(fù)面影響.對化學(xué)化工實驗室的廢水排放情況進行全面分析，積極采用切實有效的處理和控制方式，將廢水的污染情況控制在最小限度內(nèi)，將能夠達到保護環(huán)境，提升化學(xué)化工實驗室廢水處理的重要目的.科學(xué)合理的化學(xué)化工實驗室廢水處理方式，能夠保障環(huán)境的安全，同時積極推動生態(tài)環(huán)境朝著平衡和穩(wěn)定的方向發(fā)展[7].

4.1 建立健全的規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

在開展化學(xué)化工實驗室廢水排放處理的過程中，需要積極建立并健全完善合理且行之有效的規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為廢水排放工作的順利進行，提供良好的前提條件[8].在建立健全化學(xué)化工實驗室廢水排放規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的過程中，第一，全面有效地控制好化學(xué)化工實驗室廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)，將化學(xué)化工實驗室廢水排放過程中的各項情況進行全面細(xì)致的規(guī)定，制定好不同成分的具體排放指標(biāo)，同時，化學(xué)化工實驗室在具體排放廢水的時候，還需要全面按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進行[9].第二，充分發(fā)揮規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的實際作用，積極開展相應(yīng)的法律規(guī)范監(jiān)督制度，選派專業(yè)的環(huán)境監(jiān)測人員積極投入到定期廢水監(jiān)測工作中，針對廢水是否達到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)進行全面判斷和控制，針對一些不符合規(guī)章制度的情況，可以給予一定的處罰[10].第三，不斷提升化學(xué)化工實驗室中學(xué)生和教研人員的廢水處理認(rèn)知工作，讓所有實驗室中的人員都能夠充分認(rèn)識到廢水處理的重要性，這樣實驗室人員在排放廢水的時候，就能夠積極采用有效方式和手段，針對廢水進行化學(xué)處理，并自覺性地進行控制[11].

4.2 科學(xué)構(gòu)建化學(xué)化工實驗室廢水處理系統(tǒng)

科學(xué)構(gòu)建化學(xué)化工實驗室廢水處理系統(tǒng)，對于化學(xué)化工實驗室廢水處理工作的順利進行，具有積極的意義和作用.在構(gòu)建化學(xué)化工實驗室廢水處理系統(tǒng)的過程中，首先，需要對化學(xué)化工實驗室本身所處的地理地質(zhì)環(huán)境進行全面細(xì)致的分析和研究，同時還可以充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐芈袷絽捬跎餅V池的方式，對廢水進行處理，在減少廢水對周圍環(huán)境的污染的同時，還能夠提升廢水處理的工作效率[12].地埋式厭氧生物濾池，在實際應(yīng)用過程中，主要是充分應(yīng)用固體填料的生物膜，并對各類填料顆粒進行科學(xué)合理的應(yīng)用，同時積極使用一些具有活性效果的污泥，有效控制好重金屬和有機物等物質(zhì)，全面處理好廢水排放工作.當(dāng)充分處理好化學(xué)化工實驗室廢水后，這些廢水能夠用在多種工程項目設(shè)施中[13].其次，化學(xué)化工實驗室廢水處理系統(tǒng)的構(gòu)建，還能使用人工濕地的形式.使用人工濕地的形式，能全面過濾化學(xué)化工實驗室的廢水，將廢水對于環(huán)境的污染和負(fù)面影響進行有效控制.在積極構(gòu)建人工濕地的過程中，還能夠積極美化化學(xué)化工實驗室的周邊環(huán)境，有效改善化學(xué)化工實驗室廢水的污染情況，控制好大自然本身的負(fù)荷，積極推動化學(xué)化工實驗室朝著綠色和高效的方向發(fā)展[14].

4.3 使用過濾器等設(shè)施積極開展化學(xué)化工實驗室廢水排放處理工作

化學(xué)化工實驗室廢水本身具有較為明顯的特殊化特征，在對其進行處理的過程中，需要積極遵循一定的原則，即及時出現(xiàn)、及時處理、循環(huán)再利用、收集分類.積極使用過濾器等設(shè)施，對化學(xué)化工實驗室廢水排放工作進行有效處理和控制，是重要的工作內(nèi)容和方式[15].廢水處理技術(shù)人員可以將三氧化鐵和PAM等物質(zhì)，放置到化學(xué)化工實驗室廢水的生物柴油類廢水中，能起到良好的效果.首先，積極發(fā)揮反應(yīng)池本身的沉淀功能，在沉淀池的作用下，將化學(xué)化工實驗室廢水中的一些雜質(zhì)和粗粒物質(zhì)進行前期沉淀和過濾.想要不斷發(fā)揮過濾廢水的高效率作用，可以將過濾器本身的處理速度不斷提升.其次，在開展化學(xué)化工實驗室廢水處理工作的過程中，對廢水的處理情況進行檢查和分析，可以積極采用抽樣實驗的方式進行有效比較，這樣能夠起到良好的效果.在開展抽樣實驗工作的過程中，技術(shù)人員可以選取一些廢水樣品，將其放置到對應(yīng)的試管中，滴入過量的氫氧化鈉，對試管中的反應(yīng)進行仔細(xì)觀察，如果沒有產(chǎn)生一些白色沉淀物，那么可以將其進行直接性的排放，反之，如果試管中存在了白色沉淀物，就說明廢水處理工作不夠徹底，需要積極開展相應(yīng)的再處理工作[16].在應(yīng)用過濾器設(shè)施積極開展化學(xué)化工實驗室廢水排放處理工作的過程中，能夠有效提升廢水中雜質(zhì)去除的效率[17].

4.4 合理使用沉淀法配合調(diào)節(jié)池進行化學(xué)化工實驗室廢水處理工作

前面已經(jīng)介紹過，鉻元素過量，將會對人體造成極大的危害，因而在化學(xué)化工實驗室廢水處理的過程中，需要針對含有鉻元素的廢水，給予足夠的重視[18].首先，技術(shù)人員和廢水處理工作人員可以對不同生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的出水水質(zhì)進行全面細(xì)致的觀察和分析，對比其中的各項情況，積極采用化學(xué)中和法，對鉻元素進行有效處理.其次，工作人員需要將凝膠物質(zhì)，比如說氫氧化鈉、硫酸鈉和二氧化硫等進行提取，在燒杯等中進行混凝.然后，積極發(fā)揮調(diào)節(jié)池的作用，在氣浮原理的作用下，積極開展物理浮選工作，有效去除廢水中的各個固體懸浮物[19].再者，還能夠積極使用CA中間池沉降反應(yīng)的方式，將化學(xué)化工實驗室廢水中的混合物進行合理降解，降低廢水的污染性.針對化學(xué)化工實驗室廢水進行脫脂處理，需要在其中添加一定的吸附類物質(zhì)，比如PAM，將廢水中的酸性物質(zhì)進行良好漂洗，在此基礎(chǔ)上積極開展相應(yīng)的表調(diào)混合工作，并將適當(dāng)比例濃度的堿性物質(zhì)添加到其中，合理調(diào)節(jié)pH值.按照化學(xué)化工實驗室廢水處理標(biāo)準(zhǔn)，對pH值的控制，保持在7.20，是最為合適的情況.操作技術(shù)人員能積極使用砂濾罐等器具，對廢水中的pH值進行合理控制，使其保持在正常的范圍內(nèi)[20].

5 結(jié)束語

化學(xué)化工實驗廢水排放中不同元素的危害是不同的，需要針對其中各項指標(biāo)的具體情況，采用切實有效的方式和手段，進行全面控制和處理，積極提升化學(xué)化工實驗廢水排放的處理效果.積極開展化學(xué)化工實驗室中廢水的主要組成成分分析工作，是化學(xué)化工實驗廢水排放處理工作的重要前提和基礎(chǔ).化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測方案的選擇，化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析工作，是化學(xué)化工實驗室廢水監(jiān)測工作的重要內(nèi)容.化學(xué)化工實驗室廢水排放的有效處理和控制方式，主要包含了建立健全的規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，科學(xué)構(gòu)建起化學(xué)化工實驗室廢水處理系統(tǒng)，使用過濾器等設(shè)施積極開展化學(xué)化工實驗室廢水排放處理工作，以及合理使用沉淀法配合調(diào)節(jié)池進行化學(xué)化工實驗室廢水處理工作這幾個方面，能夠起到良好的效果.

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Wastewater discharge analysis in chemical and chemical engineering experiments

ZHANG Yi,WANG Zhong-hui,CAI Ting-ting

(Department of Chemistry and Chemical Engineering,Lüliang University,Lishi Shanxi 033001,China)

Controlling of wastewater discharge comprehensively and effectively in chemical and chemical engineering laboratoryand adopting effective treatment methods are effective ways to reduce wastewater to pollute the environment. It has positive significance and function for protecting environment and promoting the construction of green chemistry and chemical engineering laboratory. First of all, this paper starts with the wastewater basic situation in chemical and chemical laboratory, and analyzes and introduces the harm of wastewater discharge in chemical and chemicalengineering experiments. Then, the main components and monitoring work of wastewater in chemical and chemical engineering laboratory are introduced. Finally, the effective treatment and control methods of wastewater discharge in chemical and chemical laboratory are put forward.

chemical;chemical engineering;wastewater discharge；analysis

2017-02-08

呂梁學(xué)院科研基金項目(ZRXN201601)；呂梁學(xué)院青年基金項目(ZRQN201618).

張 漪(1980-)，女，山西孝義人，博士，講師，研究方向為碳納米功能材料.

TQ09

A

2095-185X(2017)02-0017-05