環(huán)保工程

實驗過程中產(chǎn)生的廢氣,、廢液,、廢渣大多數(shù)是有害的，必須經(jīng)過處理才能排放,。為了降低實驗室對環(huán)境的污染,，實驗室環(huán)保系統(tǒng)工程室實驗室設計與建設中非常重要的一環(huán),。

一,、實驗室廢氣

實驗室在檢驗、鑒定,、測試的過程中,，由于實驗的需要會產(chǎn)生各種廢氣，廢氣成分相對復雜,，包括芳香族類：苯,、甲苯、二甲苯,、苯乙烯等;酮類：丙酮,、環(huán)已酮,、甲乙酮等;酯類：醋酸乙酯、醋酸丁酯,、異酸甲酯,、香蕉水等;醇類：甲醇、乙醇,、丁醇,、異丙醇等有機廢氣。也包括氮氧化物,、硫酸霧,、氯化氫、氟化氫,、硫化氫,、二氧化硫等無機廢氣;同時也有高溫的燃燒廢氣、粉塵等,。在實驗過程中產(chǎn)生的廢氣往往成分具有復雜性,、多樣性，針對該特點,，對人體健康的損害程度也各不相同,。

實驗室廢氣處理方法

目前對氣態(tài)污染物的處理方法一般可分為濕法和干法兩大類，具體需要根據(jù)化學實驗室廢氣的特點來選擇高效率,、低成本的方法,。

(1)濕法廢氣處理

濕法廢氣處理采用酸霧凈化塔進行廢氣處理，適于凈化,、氟化氫氣體(HF)氨氣(NH3),、硫酸霧(H2SO4)、鉻酸霧(CrO3),、氰化氫酸氣體(HCN),、硫化氫氣體(H2S)、低濃度的NOx廢氣等水溶性氣體,，具備凈化效果好,、結構緊湊、占地面積小,、耐腐蝕,、抗老化性能好、安裝,、運輸,、維修管理方便、設備結構較為簡單,、一次性投資少等特點,，因而廣泛應用于對奇臺污染物的處理,。

酸霧凈化塔適應于高層建筑屋面上安裝，工作原理是酸霧廢氣由風機壓入凈化塔,，經(jīng)過噴霧及填料層,，廢氣與氫氧化鈉吸收中和液進行氣液兩相充分接觸吸收中和反應，酸霧廢氣經(jīng)過凈化后,，在經(jīng)脫液層脫液處理,，然后排入大氣。凈化后的酸霧廢氣可低于國家排放標準,。

(2)干法廢氣處理

干法廢氣處理是指氣體混合物與多孔性固體接觸時,，利用固體表面存在的未平衡的分子引力或者化學鍵力，把混合物中某一組分或某些組分吸附在固體表面上的過程,。具有吸附作用的固體稱為吸附劑,，該方法的優(yōu)點是設備簡單，操作方便,，易于實現(xiàn)自動控制,。但是因吸附劑的物化性能不同，具有較強的針對性,，所以處理含不同有害物質的廢氣須配置不同理化性能的吸附劑,，才能起到良好的氣體凈化作用;如果廢氣通過吸附劑的時間較短，廢氣中有害物質的含量過高,，廢氣凈化的效果就會不理想;在廢氣通過吸附介質時,，由于氣流受固體介質的阻擋作用，須增加風機的功率才能保證通風系統(tǒng)的正常風速,。吸附劑需要定期更換或作再生處理才能保證吸收裝置的正常運行,。所以，該方法在實際應用中需要投入一定的費用和人力,，此種方法一般用于廢氣中有害物質的種類相對穩(wěn)定且含量較低的廢氣處理,，這樣便于采用一種有針對性的吸附劑。

干法廢氣處理一般采用有機氣體活性炭吸附裝置,，其原理時活性炭具有很多微孔及很大的表面積,，依靠分子引力和滿習慣作用，能使溶劑蒸汽和揮發(fā)性物質吸附于其表面,，又根據(jù)不同物質沸點,，用蒸汽將吸附物質析出。當采用蒸汽為解除吸介質時,，析出的有機溶劑蒸汽與水蒸氣儀器通過冷凝器凝結，進入分離桶經(jīng)分離后回收有機溶劑,。

活性炭的吸附

a.物理吸附

主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質的過程中,?；钚蕴康亩嗫捉Y構提供了大量的表面積，從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的,。就像磁力一樣,，所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此,，活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強大的引力,，從而達到將介質中的雜質吸引到孔徑中的目的。

必須指出的是,，這些被吸附的雜質的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑,，這樣才可可能保證雜質被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創(chuàng)造具有不同的孔徑結構的活性炭,，從而適用于各種雜質吸收的應用,。

b.化學吸附

除了物理吸附之外，化學反應也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的表面,。

活性炭不僅含碳,，而且在其表面含有少量的化學結合、功能團形式的氧和氫,，例如羧基,、羥基、酚類,、內脂類,、醌類、醚類等,。這些表面上含有地氧化物或絡合物可以與被吸附的物質發(fā)生化學反應,，從而與被吸附物質結合聚集到活性炭的表面。

活性炭的吸附正是上述二種吸附綜合作用的結果,。

當活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時,即單位時間內活性炭吸附的數(shù)量等于解吸的數(shù)量時,此時被吸附物質在溶液中的濃度和在活性炭表面的濃度均不再變化,而達到了平衡,則此時的動平衡稱為活性炭吸附平衡,此時被吸附物質在溶液中的濃度稱為平衡濃度,。

二、實驗室廢水

1.廢水的組成與危害

實驗室產(chǎn)生的廢水包括多余的樣品,、標準曲線及樣品分析殘液,、失效的貯藏液和洗滌水等。幾乎所有的常規(guī)分析項目都不同程度的存在著廢水污染問題,。這些廢水中成分包羅萬象,，包括常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對少見的,、細菌,、毒素、各種農藥殘留,、藥物殘留等,。

據(jù)化學實驗室廢水的主要成分,可分為無機廢水,、有機廢水和綜合廢水。無機廢水主要含有重金屬的汞,、鉛,、鉻、砷化物,、氟化物等,有機廢水主要含有酚,、苯、硝基化合物,、多環(huán)芳烴,、多氯聯(lián)苯等致癌物質,綜合廢水是指廢水中既含有機污染物,又含無機污染物,并且兩者含量都很大。大多數(shù)實驗廢水是綜合廢水,處理這些廢水,要因水而宜,。

含有超標的重金屬的廢水一旦排到干凈的下流,，就會污染大片水源。由于這種受重金屬污染的水在顏色,、氣味等方面與正常水沒有差別,，一旦用這種水來灌溉、必然會讓土壤及農作物成為重金屬的污染對象,。人食用重金屬污染的土壤上種出來的農作物,，很容易受到重金屬的毒害。

2.廢水的處理方法

一般有化學法,、物理法,、生物法。

物理法主要利用物理作用以分離廢水中的懸浮物;

化學法主要是利用化學反應來處理廢水中的溶性物質或膠體物質;

生物法是去除廢水中的膠體物質和溶解中的有機物質,。

上述三種基本處理方法各有其特點和適用條件,。在廢水排入地面水中要按排放要求來確定處理程度，同時應結合水體的自凈能力,，通常根據(jù)有害物質和溶解氧的指標來確定水體的容許負荷,，即排入水體的容許濃度.

按處理程度，廢水處理(主要是城市生活污水和某些工業(yè)廢水)一般可分為三級：

一級處理的任務是從廢水中去除呈懸浮狀態(tài)的固體污染物,。為此,，多采用物理處理法。一般經(jīng)過一級處理后,，懸浮固體的去除率為70%～80%,，而生化需氧量(BOD)的去除率只有25%～40%左右，廢水的凈化程度不高,。

二級處理的任務是大幅度地去除廢水中的有機污染物 ,，以 BOD 為例 ，一般通過 二級處 理后 ，廢水中的 BOD可去除80%～90%,，如城市污水處理后水中的 BOD含量可低于30毫克/升,。需氧生物處理法的各種處理單元大多能夠達到這種要求,。

三級處理的任務是進一步去除二級處理未能去除的污染物,，其中包括微生物未能降解的有機物、磷,、氮和可溶性無機物,。三級處理是高級處理的同義語，但兩者又不*一致,。三級處理是經(jīng)二級處理后,，為了從廢水中去除某種特定的污染物，如磷,、氮等,，而補充增加的一項或幾項處理單元;高級處理則往往是以廢水回收、復用為目的,，在二級處理后所增設的處理單元或系統(tǒng),。三級處理耗資較大，管理也較復雜,，但能充分利用水資源,。有少數(shù)國家建成了一些污水三級處理廠。

三,、實驗室固體廢物

實驗室產(chǎn)生的固體廢物包括多余樣品,、分析產(chǎn)物、消耗或破損的實驗室用品,、殘留或失效的化學試劑等,。這些固體廢物成分復雜，涵蓋各類化學,、生物污染物,，尤其是不少過期失效的化學試劑，處理稍有不慎,，很容易導致嚴重的污染事故,。

實驗室廢棄物處理原則

根據(jù)實驗室廢棄物的特點，應做到分類收集,、存放,，集中處理。處理方法應簡單易操作,，處理效率高,，不需要很多投資。

少量的有毒氣可通過通風設備排出室外，通風管道應有一定高度,，使排出的氣體 空氣稀釋,。產(chǎn)生的毒氣量大時必須經(jīng)過吸收處理,然后才能排出，如氮,、硫,、磷等酸性氧化物氣體，可用導管通入堿液中,，使其被吸收后排出,。

對于某些數(shù)量較少，濃度較高的有毒有機物可于燃燒爐中供給充分的氧氣使其*燃燒,生成二氧化碳和水,。對高濃度廢酸,、廢堿液要經(jīng)中和至近中性時排放。對于含有少量被測物和其它試劑的高濃度有機溶劑廢液應回收再用,。

用于回收的廢液應分別用潔凈的容器盛裝,同類廢液中濃度高的應集中貯存,，以便于回收某些組分，濃度低的經(jīng)適當處理達標即可排出,。

根據(jù)廢棄物的性質選擇合適的容器和存放點,。廢液應用密閉容器貯存，禁止混合貯存,，以免發(fā)生劇烈化學反應而造成事故,。容器應防滲漏，防止揮發(fā)性氣體逸出而污染實驗室環(huán)境,。

劇毒,、易燃、易爆藥品的廢液,，其貯存應按相應規(guī)定執(zhí)行,。廢液應避光，遠離熱源,，以免加速廢液的化學反應,。貯存容器必須貼上標簽，標明種類,，貯存時間等,，貯存時間不宜太長。

實驗室廢棄物處理方法

實驗室廢棄試劑瓶如乙醇,、 乙酸,、等無毒無害試劑瓶可用自來水沖洗干凈后廢棄，由酸餐部垃圾處理人員統(tǒng)一處理,。

其他試劑瓶用自來水沖洗干凈后廢棄,，由酸餐部垃圾處理人員統(tǒng)一處理產(chǎn)生的廢液同3。3處理。

其他玻璃廢棄物如吸管,，三角瓶,，試管等若殘留化學試劑也須沖洗干凈后丟棄。

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