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医疗废水消毒方法与优缺点 电镀废水采集与监测方法

所属分类: 新闻中心 发布时间:2019-10-24

医疗废水消毒方法与优缺点

  一、消毒方法介绍

  1.1臭氧法

  臭氧是一种高效消毒剂,能够脱色除味,也能氧化降解有机物。由3个氧原子构成的臭氧分子,由于其不稳定的性状特征,在溶于水之后将分解产生性质十分活泼、具有强氧化性的新生态原子氧,能够迅速分解水中微生物和有机物,单原子氧与水结合生成羟基自由基,具有强氧化性和催化性,能充分降解水中有机物,其反应如下:

  O3→O2+[O]

  [O]+H2O→2[OH]

  因为臭氧拥有很高的还原电位,能够破坏分解细菌的细胞壁、细胞膜、组织结构的蛋白质、核糖核酸等,最终杀死细胞。此外,臭氧还能有效除藻杀菌,经过研究表明,传统的氯化消毒对水中有些致病菌如隐孢子虫和贾地鞭毛虫等的灭活效果较差,而臭氧的灭活效果较好。臭氧消毒接触时间短、效率高,受pH值、氨氮、温度等因素影响小。但是其工艺确定也很明显,臭氧的半衰期较短,无法维持管网中的消毒效果;消毒后的水中的生物可同化有机碳(AOC)上升,细菌可能再度繁殖;臭氧不易储存,通常现场制取使用,设备投资及运行成本高;能够与水中溴化物和碘化物反应,产生对人体有害的消毒副产物溴酸和碘酸盐。

  1.2紫外线法

  研究表明紫外光在UVC(280~200nm)的波段具有良好的杀菌效果,260nm附近具有最高的杀菌效率。其原理是通过紫外线光子的能量破坏水体中各种细菌、病毒以及其他致病微生物的遗传物质DNA、RNA,光子的能量可以使得DNA中各种结构键断裂或发生化学聚合反应,从而达到使其失去活性丧失继续复制转录的能力,达到消毒的目的。因此紫外线消毒法是一种物理消毒法,无需任何化学药剂,也避免了化学残留和副产物的二次污染问题。

  紫外线消毒法优点如下:快速高效,占地面积小,安全性高,易于管理维护,使用中无需添加任何药剂,无消毒副产物残留;广谱杀毒,对病毒、细菌等病原体微生物均有效果;与化学法相比,受到环境影响小,性能稳定;投资小,运行费用低,维护简便。但其缺点也很明显,不具有持续的消毒能力,当水体离开紫外照射区域后,残存细菌可能再度繁殖污染水体;当水中悬浮物过多,要吸收紫外线能量,是消毒效果难以保障;抗水力负荷能力弱,水两边打,辐射能力难以调节,接触时间变短,消毒效果差。

  1.3二氧化氯法

  二氧化氯作为被世界卫生组织(WHO)列为A1级安全高效消毒剂,是含氯消毒剂中的唯一高效消毒剂。其消毒机理是利用水中分子态的二氧化氯,其中性的特点可轻易穿透微生物的细胞壁,能够氧化微生物中的蛋白质,使酶丧失活性,破坏蛋白质合成,最终杀死细菌。

  研究表明二氧化氯与其他试剂相比,其氧化还原电位较高,仅次于臭氧,相较于传统的液氯消毒,虽然投资更多,运行费用高,但是产生三卤甲烷等消毒副产物较少,且二氧化氯的有效氯含量为263%,其氧化性是液氯的2.6倍,杀菌效果明显高于液氯。此外,二氧化氯除对一般细菌有杀灭作用外,对芽孢、病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌均有很好的杀灭作用。二氧化氯消毒对处理水环境的适应性较强,受到的pH值影响较小,在含氨废水的消毒是不会同水中氨发生反应,消毒效果不受影响。

  并且,由于其副作用较少,同时可以持久地存在于水体中,更适合作为长效的消毒手段。

  但是其制备需要用到盐酸和氯酸钠,接触盐酸蒸气或烟雾,可引起急性中毒,出现眼结膜炎,鼻及口腔粘膜有烧灼感,鼻衄、齿龈出血,气管炎等。误服可引起消化道灼伤、溃疡形成,有可能引起胃穿孔、腹膜炎等。眼和皮肤接触可致灼伤。慢性影响:长期接触,引起慢性鼻炎、慢性支气管炎、牙齿酸蚀症及皮肤损害。 环境危害: 对环境有危害,对水体和土壤可造成污染。 燃爆危险: 本品不燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。

  盐酸属于第三类易制毒化学品,需要到当地公安机关进行备案,然后申请办理易制毒备案证明,持证明才可以和有资质的厂家进行购买。购买后需要专门的仓库进行存放,存放处需专人管理并安装监控,要有详细的进出库和使用记录,需要专门车辆进行运输。

  氯酸钠属危险化学物品,根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。

  二氧化氯虽然原材料费用不高,但是需要加热和动力水,间接运行费用高。

  1.4三氯异氰尿酸法

  白色结晶性粉末或粒状固体,具有强烈的氯气味,含有效氯在90%以上,三氯异氰尿酸属于氯代异氰尿酸类化合物,是较重要的漂白剂、氯化剂和消毒剂。它与传统氯化剂( 如液氯、漂白粉、漂粉精) 相比,具有有效氯含量高,贮运稳定,成型和使用方便,杀菌和漂白力高,在水中释放有效氯时间长,安全无毒等特点,广泛用于食品加工、饮用水消毒,养蚕业和水稻种子的消毒,几乎对所有的真菌、细菌、病毒芽孢都有杀灭作用,对杀灭甲肝、乙肝病毒具有特效,对性病毒和艾滋病毒也具有良好的消毒效果,使用安全方便。现己在工业片水、游泳池水、清洗剂、医院、餐具等用作消菌剂:在养蚕及其他养殖中用作灭菌剂。

  三氯异氰尿酸投加方便,无需动力水和加热,可直接溶于水后投加,具有可靠的消毒效果指示。

  综上所诉,三氯异氰尿酸做为消毒剂具有运输存储方便、无毒、投加简单、运行稳定等优点,所以我们选择作为使用的消毒剂。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

  1.5次氯酸钠法

  次氯酸钠是一种强氧化剂,它能进入生物体内,破坏蛋白酶,有很强的灭菌和漂白作用,因此常常用于医疗含菌污水的消毒处理。其原理是利用次氯酸根与水反应生成弱电解质的HOCl,其消毒机理与液氯消毒相同。通常次氯酸钠的获取方法有两种,一种是直接购买次氯酸钠消毒剂,另一种是利用次氯酸钠发生器通过电解氯化钠溶液现场制备次氯酸钠。通常设计者会根据废水量决定采用哪种工艺,大型医院通常采用次氯酸钠发生器来制备次氯酸钠。发生器的工作原理较为简单,制备一定浓度的稀盐水泵入电解槽进行循环电解,其电解反应式如下:

  阳极 2Cl―-2e=Cl2

  阴极 2H++2e=H2

  二次反应:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O

  利用次氯酸钠发生器制备次氯酸钠,可确保消毒液的浓度和杀菌能力,同时解决了消毒剂容易变质不易保存的问题,减少了运输和存储成本。

  1.6 单过硫酸氢钾法

  过硫酸氢钾复合盐是一种非氯氧化消毒剂,其水溶液接近中性,溶解于水后产生各种高能量,高活性的小分子的自由基、活性氧衍生物等过氧化氢的衍生物,干扰病原体DNA、RNA合成,使病原体蛋白质变性凝固,从而杀灭病原体。过硫酸氢复合盐成分复杂,主要包括过硫酸氢钾、硫酸氢二钾和硫酸钾等形式复合物,属于以硫酸根自由基为基础的强氧化火星杀菌成分。过硫酸氢钾复合盐易溶于水,一旦溶于水中即产生丰富的活性氧,羟基自由基等高能量、高活性的小分子物质,能对各种微生物进行破坏甚至杀灭。过硫酸氢钾复合盐作为水处理消毒剂具有很强的氧化能力,可以杀灭水中微生物,去除污水中的有机物。

  医疗废水消毒作为医疗废水处理中的一个重要环节越来越受到人们的重视,选取适当的消毒方式直接影响到消毒效果和运行成本的控制。(来源:北极星水处理网)

电镀废水采集与监测方法

  电镀废水多数情况下只经过气浮、离子交换、萃取等物理方法进行净化处理,很少会设置后续的生化处理工段,虽然处理后废水中重金属及有机物的含量会大幅降低,但随着药剂的加入,废水的性质也在发生变化。

  由于电镀废水的产生工段不同,处理过程和方式不同,在样品采集和监测分析过程中经常会出现一些问题,给监测人员带来困扰。

  01 化学需氧量的监测分析

  1.重金属对化学需氧量测定的影响

  在日常化学需氧量(COD)的测定过程中,经常出现COD前低后高的现象,导致无法计算污染物的去除效率和减排量。

  首先,未处理的电镀废水中含有大量高价态重金属(如含铬废水中的六价铬),在分析COD时要向废水中加浓硫酸,在加热条件下高价重金属的氧化性会增强,间接增大了氧化剂的含量并对废水中的有机物进行氧化,从而使COD显著提高,偏离真实值,偏移量与重金属离子的含量呈正相关。

  因此,在分析COD时,首先应分析重金属对测量结果产生的影响。在不影响测试结果的前提下,先对重金属进行还原,让重金属由高价转化为低价,从而降低其氧化性,使其对测量结果产生的影响降至最低。

  其次,COD测定在一定程度上受废水色度的影响,而重金属的存在往往会使废水呈一定的颜色,并且废水颜色随重金属离子浓度增大而加深。如含铜离子的废水呈蓝色,含六价铬或三价铁离子的废水呈黄色。在采用重铬酸钾法测COD时,重金属离子与反应终点溶液的红褐色叠加会使滴定终点提前出现,即硫酸亚铁铵的用量减少,根据式(1)可知,测量结果偏高。

  式中,为空白试验时消耗的硫酸亚铁铵标准溶液体积,mL;为水样测定时消耗的硫酸亚铁铵标准溶液体积,mL;V为水样的体积,mL;8为氧的摩尔质量,g/mol。

  因此在测COD时,可通过絮凝沉淀、离心的方式减少重金属离子含量或转变重金属离子价态,以消除或降低重金属离子的影响。

  2.配位剂对COD测定结果的影响

  电镀废水一般含有大量配位剂和还原性物质,还原性物质会与配位剂形成较大的环状大分子螯合物而被包裹在其中,从而导致COD测定结果偏低。因此,在配合物存在的条件下,要选择合适的化学破络剂,使大分子螯合物分解,再测定COD。

  02 氨氮的监测分析

  电镀废水中的氨氮主要来源于酸洗液中含氨或苯胺类的缓蚀剂(如硫脲、乌洛托品、联苯胺)、电镀液中的铵盐、镀后漂洗液中的整平剂和光亮剂(如对甲苯磺酰胺、苄叉丙酮)以及退镀液(乌洛托品)。

  水样中氨氮含量是指以游离氨(NH3)和铵离子(NH:)形式存在的无机氮,而电镀废水中的氮主要来自有机胺类物质,在气浮过程中一般会与絮凝剂形成大颗粒而被去除,对氨氮测量结果的影响较小。

  为达到高效絮凝,气浮过程常采用聚丙烯酰胺(PAM)作絮凝剂,但PAM在絮凝过程中会释放出部分无机铵盐,从而导致废水的氨氮经常出现前、后数值“倒挂”的现象,即絮凝处理后废水中的氨氮反而升高。

  改用聚合氯化铝(PAC)作絮凝剂,测得的氨氮浓度可以较好地反映出样品中氨氮的真实浓度。

  03 重金属的监测分析

  电镀废水是非连续性产生废水,并且各个工段废水的性质有较大差别:清洗工段、镀层漂洗工段和电镀废液中的重金属含量较高,但镀后处理过程所产废水的重金属含量较低。

  电镀废水处理过程一般是将各工段的废水预先混合,再进行下一步处理。由于各工段的排水量和排放时段不同,混合后的废水不具有代表性,造成监测数据不能真实地反映重金属排放情况,特别是对于用量较少的金属,经常会出现处理后废水中的一些重金属排放浓度大于处理前废水的原重金属浓度。

  另外,电镀污泥中含有一定量的重金属,部分企业设置的后续生化过程会使部分污泥中的重金属得到释放,从而造成生化处理后废水中的重金属含量偏高。

  因此,要根据生产周期进行采样,使用“流量比例混合”采样法,不同工段的废水要按照产生量比例进行采样并混合后再测定。

  对设置有生化处理设施的废水,按照“流量比例混合”法采集未处理废水样品、重金属单元处理后废水样品和生化处理后废水样品,既可以反映出重金属的排放情况,也可以测定出重金属的去除率和生化单元电镀污泥中重金属的释放情况。

  采用上述方式采集样品,可使监测结果更好地体现出真实的重金属产生和去除情况,正确评价重金属的去除率和排放浓度。

  04 六价铬的在线监测

  目前,电镀废水的在线监测技术有了较快发展,特别是对含六价铬废水排放的连续监测。

  我国六价铬在线监测仪器主要是基于传统的“二苯碳酰二肼分光光度法”。废水中的六价铬在酸性条件下与二苯碳酰二肼反应生成紫红色配合物,利用分光光度法进行测定,含量与色度成正比,在监测过程中受废水水质和实验环境的影响较大,测量结果易出现偏差。

  实验室分析过程中,应以蒸馏水或者去离子水进行全程序空白试验,在计算时予以扣除。六价铬在线监测时,内部标准曲线按照一定浓度进行绘制,实验溶液和参比溶液均使用去离子水或蒸馏水,两者均不会出现色度的影响。

  仪器进行分析是按照内部预设的流程进行样品量取和分析,无法识别水质情况,水样的色度会对测量结果产生较大影响,特别是黄色和蓝色,使六价铬的测量值往往是真实结果的数倍甚至数十倍,测定结果严重偏离真实值,准确性大大降低。

  为消除色度的影响,可用含有色度的生产废水对零点进行定期校正,或采用相同颜色和色度倍数的、不含六价铬的溶液进行全过程标准溶液配制,并在计算中进行归零处理六价铬测定过程中的显色时间和温度也对实验结果有重要影响。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

  南方室内温度较高,如未采取降温措施,二苯碳酰二肼溶液的颜色会发生改变。另外,光照会使生成的配合物部分分解,导致测定结果偏低。

  05 结语

  电镀废水成分复杂,在分析过程中易出现文中提到的问题,如何避免其发生,需要相关监测人员充分了解采集废水的特性(包括各工段污染物的种类、废水的产生量),正确采集样品。同时,要加大研发投入,开发新的技术方法和设备,正确地开展对电镀废水的监测。(来源:环球电镀网 作者:李永亮,李健等)

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