實(shí)驗(yàn)室廢水凈化一體機(jī)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(jìn)行的科研實(shí)驗(yàn)越來越普遍、范圍也越來越廣，從實(shí)驗(yàn)室中排放的實(shí)驗(yàn)室廢水相對其他廢水成分復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大部分科研單位和高校的實(shí)驗(yàn)室廢水沒有進(jìn)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(shí)驗(yàn)室廢水排放凈化的一體機(jī)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(shí)驗(yàn)廢水處理一體機(jī)做了綜合論述。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室廢水 處理方法 廢水凈化一體機(jī)

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

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)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(shí)驗(yàn)室排放的有機(jī)、無機(jī)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(shí)間下去會威脅著人們的健康。故實(shí)驗(yàn)室廢水凈化一體機(jī)的研究使其能夠解決實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(hù)總局的要求，需加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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?shí)驗(yàn)室廢水凈化問題依然沒有得到切實(shí)解決?，F(xiàn)在，實(shí)驗(yàn)室廢水排放問題已經(jīng)成為社會廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室廢水凈化是必然趨勢。還有由于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10萬個(gè)，每年實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液廢水總量非常巨大，并且由于實(shí)驗(yàn)室廢水的高污染性，極易造成實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境污染，威脅進(jìn)入人員的健康。故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室廢水凈化一體機(jī)主要是針對實(shí)驗(yàn)室廢水的不同成分進(jìn)行凈化處理，降低污染，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室廢水的再生利用，節(jié)約水資源。

1 實(shí)驗(yàn)室廢水來源及種類

實(shí)驗(yàn)室廢水成分復(fù)雜，除含有洗滌劑及常用溶劑等有機(jī)物外，還有較多的酸堿，有毒害作用的有機(jī)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(diǎn)可以分為有機(jī)、無機(jī)以及病原微生物實(shí)驗(yàn)室廢水三大類。無機(jī)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(jī)離子等。有機(jī)廢水含有常見的有機(jī)溶劑、有機(jī)酸、酚類、油脂類物質(zhì)。病原微生物廢水主要是由生物實(shí)驗(yàn)室廢水、生物培養(yǎng)液、培養(yǎng)基等產(chǎn)生的。

2 實(shí)驗(yàn)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(jìn)而通過重力沉降或其他固液分離手段處理廢水。混凝沉淀可以去除廢水中的呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機(jī)和無機(jī)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(jī)物等有害物質(zhì)則被截留在超濾膜進(jìn)行沖洗時(shí)排出。超濾吸附處理技術(shù)在實(shí)驗(yàn)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(jī)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(qiáng)，對脫色、除臭、殺菌、去除有機(jī)物和無機(jī)物有良好的效果、無二次污染。

3 實(shí)驗(yàn)室廢水凈化一體機(jī)的研究概述

該實(shí)驗(yàn)室廢水凈化一體機(jī)裝置共有7個(gè)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(shí)驗(yàn)室廢水凈化一體機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，針對高校實(shí)驗(yàn)室廢水特點(diǎn)研制，該體機(jī)的機(jī)體分為7個(gè)腔室，分別用作不同的用途，通過上述7個(gè)腔室，可以實(shí)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(shí)現(xiàn)，光催化氧化處理通過紫外燈實(shí)現(xiàn)，臭氧降解殺菌處理通過臭氧發(fā)生器實(shí)現(xiàn)，超濾吸附處理通過超濾膜實(shí)現(xiàn)。

該實(shí)驗(yàn)室廢水凈化一體機(jī)重點(diǎn)考慮了廢水中所含有機(jī)、無機(jī)以及生物實(shí)驗(yàn)廢水三大類的性質(zhì)和特點(diǎn)設(shè)計(jì)處理單元，充分考慮實(shí)驗(yàn)室廢水排放量小、排放水質(zhì)成分復(fù)雜等特點(diǎn)。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(shí)驗(yàn)廢水的特點(diǎn)，重點(diǎn)考慮廢水中所含有機(jī)、無機(jī)以及生物實(shí)驗(yàn)廢水三大類的性質(zhì)和特點(diǎn)設(shè)計(jì)處理單元，充分考慮實(shí)驗(yàn)室廢水復(fù)雜等特點(diǎn)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)廢水凈化處理一體機(jī)，減少實(shí)驗(yàn)室廢水對自然以及實(shí)驗(yàn)人員產(chǎn)生的危害。

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