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实验室化学危废液无害化处理技术

作者:杨昆 发表时间:2022-05-23 11:38:58 来源:北京北控工业 北京津工

       我国对实验室废液排放加强管理,2021年出台了化学实验室废水处理装置技术规范(化学实验室废水处理装置技术规范-GB/T 40378-2021),按照新规范的要求:各级实验室的化学危废液必须处置无害化,才能进入污水系统。

  一.什是实验室化学废液:

  调查表明:工业实验室都出台了实验室化学安全管理办法,对废弃危险化学品处置有着极为严格的管理办法,例如对废弃的危险化学品收集纳入管理,统一运送至由第三方指定地点进行焚烧和填埋。

  实验室化学废液的类型:

  1.实验室废水来源:药品、试剂、试液、仪器清洗所产生的废水:

  2.实验综合废水成分:无机物类、有机物类、生物类废水,:

  1)无机物类废水:重金属离子、酸碱pH液体、金属离子等:

  2)有机物类废水:有机试剂、氨氮,甲苯,苯酚,有机磷农药等

  3)生物类废水:病毒、衣原体、支原体、螺旋体、真菌、布鲁氏、杆菌、炭疽杆菌。

  通过抽样检测试剂典型特征离子:Mn、Hg、Ca、Cr+6、Cr+3、Ag等元素的各种离子形态液体,TDS≤40000 mg/L,500L/hr,有机物污染表征为COD:≤1000 mg/L。

  二.无害化技术介绍:

  在市政(工业)污水厂的化学检测室的常规检测中,废弃的化学试剂以及各种试剂的混合废液。例如:重铬酸钾、高锰酸钾、硫酸砷、硫酸汞、HCL、NaOH、NCL、KCL、EDTA等以离子态存在的无机酸、无机碱和盐形式的成分为主,以上化学试剂特点是列入国家危险化学品中目录GB13690-1992”常用危险化学品分离及标志”,本技术对纳入该目录的所有化学品都具有无害化处置的能力,并达到国家污水排放GB3838-2002标准。

  无害化处置思路:采用离子膜为核心的集成技术,完全脱除水体所有离子和有机分子,使之实现无害化(例如18兆欧电子级纯水),残余的(5-8%)微量浓缩液可定期送至第三方处置。现代膜材料和工艺在技术上是完全可以做到的。我们需要解决的是装置的小型化和集成合理性,确保在任何时候、任何条件下技术过程的稳定性和可操作性。

  安全性:应用场景要求特殊性

  我国环保部管辖流域监测站主要是解决流域实时监测职能,其分析仪器检测过程排放危险废液的就地处置问题,例如化学试验室的危险化学品(重铬酸钾、高锰酸钾等),提出研发“危险废弃物(液)处置技术及设备系统的解决方案”课题项目。经过反复论证,已经完成设备研发和工厂测试,组织现场中试和第三方实地在线验证,验证结果表明该系统达到了工程设计参数和运行稳定性等风险规范要求。该装置可操作性强,实现危废无害化的解决方案和仪器化产品,为工业、民用危险化学品的处置找的解决路线和手段。本系统可彻底解决检测站化学废液排放的环境问题。

  工业危废的点源处置,例如湿法冶金工艺的废液、化工合成废液等。

  先进性:国际上对危化液有较深的研究和实践,但是对检测站(污水厂)化学药剂面临的小型危化品处置一体化装置,未见报道和专利申报,是具有实践意义的创新技术。

  危废处置减量?资源化?

  危险化学品废液需要对其中的离子态物质进行纯化分离,提浓并结晶,即所谓实现危废物无害化或者资源化提取的组合技术解决方案。技术难点:1.在此浓缩过程中对高浓缩盐水相,由于杂盐离子水结晶物必然析出,如何防止结垢是需要克服最大问题,因此对离子膜技术的核心优势选择性要求很高,采用特殊选择性离子膜核心反应器。2.能耗极低,离子迁徙浓缩与其他技术路线比较,能耗降低2/3,具有巨大比较优势。3.由于化学品离子膜浓缩工艺,解决数万家污水厂日常危险化学品处置的难题,具有开创性应用价值和社会意义。

  三.核心技术

  3.1离子膜浓缩技术

  采用高效电驱离子材料实现超级倍数的浓缩是其核心,EDM浓缩工艺能够产生接近饱和溶度积废液;该装置设计要求实现50倍以上甚至更高的浓缩倍数,因此离子交换膜必须具有低溶剂(水)扩散渗透系数、低膜面电阻、高离子渗透迁移性的特点。本装置运行表明该进口材料在电阻、厚度、水渗透量、溶胀性能等方面均非常优异。未来离子膜浓缩是工业高盐水减量领域发展主要方向。

  电驱离子膜为核心的高盐工业废水浓缩处理回用工艺及工程化项目,并列入国家水专项2021国家重点研发课题产业化项目,作为“新兴”的电驱离子膜技术由相对较低的反渗透浓水向相对较高的蒸发进水之间的“提浓”“衔接”技术具有极为广阔的应用前景,从而形成多种技术的耦合的浓缩工艺,实际应用案例也证明其经济性与可行性。已经建成多套大型工业化装置取得了巨大的社会效益和经济效益,“零排放”工艺的实现对于推动我国煤化工产业可持续发展做出很大的贡献。

  3.2基本工艺

  

  本装置采用离子膜多级多段式强制循环脱除耦合工艺,简称为:“EDM工艺”。该技术实现化学废水(浓度1-5%),浓缩达到20%的高浓缩废液,同时生产出的电子级纯水(10M),符合检测站用水水质,实现了无害化处置的目的。

  本系统对无机盐体系化学废液、有机离子体系化学废液(二代)、放射性离子及生物基因一类污染源类生物废液,都可以实现完全无害化处置,其中85%转化为电子级高纯水,剩余固含物为离子态浓缩物质,其中部分诱导转化为固体形态的危废,部分形成高度浓缩的离子态液体,总体积比不超过原液的8-15%。

  3.3执行环境领域最严格排放标准

  执行国家标准认证品质,处理效果,出水达标,环评过关。满足多个执行标准:

  条件1中华人民共和国自然环境接纳国家标准(附件1《地表水环境质量标准》GB3838-2002);

  条件2中华人民共和国分析实验室GBT6682-2008“分析实验室用水规格和试验方法”)实验室二级或者三级纯水水质标准。

  四.定型和推广

  4.1产品优点:

  1.实用性广,可适应各类试验室的废水液处置:

  2.多项专利技术,出水达标,环评过关:

  3.自动化程度商,搡作简单,全自动运行,无须专人职守:

  4.安全性高,漏水漏电、布低压、无废水保护、液位保护功能:

  5.定时淸洗功能,使用寿命长:采用智能数据管理和实时动态化运行,数字化显示水质指标:

  6.体化设计,外形美观、占地面积小、安装移动方便。

  

      4.2应用案例:

  国家地表水监测网成都三邑大桥监测站的化学仪器排放废液处置,通过现场中试和第三方实地在线验证,达到验证工程设计参数和确认技术风险规范要求。该系统电控系统设计为一键式启动、连续工作的仪器级装置,采用国际先进离子膜技术,本系统可彻底解决检测站化学废液排放的环境问题。

  应用现场照片:

       4.3验收结论:危废化学液经过处理,排放总量≥85%以上转化为实验室仪器级高纯水(18兆欧);第三方检测:条件1满足中华人民共和国自然环境接纳国家标准(附件1《地表水环境质量标准》GB3838-2002),条件2满足回用于国标指定的检测站试剂用水的技术要求(附件2国标GBT6682-2008“分析实验室用水规格和试验方法”),实验室二级或者三级纯水水质标准.最大处理水量:800 L/hr

       五、危废点源处置相关政策:

  2020年4月29日,十三届全国人大常委会第十七次会议审议通过的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》即“新固废法”《危险废物经营许可证管理办法(修订草案)(征求意见稿)》中第三十九条明确了实施细则:①产生危险废物的单位在其厂区(场所)内,自行或者委托第三方专业机构对本单位产生的危险废物进行利用或者处置。②在同一省级行政区内,同一母公司或集团公司所属的子公司之间使用共享设施,对各子公司产生的危险废物进行利用或者处置。③仅将位于同一工业园区内的特定企业产生的特定种类的危险废物作为生产原料进行定向利用。④以技术研发、验证为目的对危险废物进行利用或者处置。因此对危废化学废液的点源现场无害化处置是流域监测、采矿、市政污水厂、大学科研单位实验室等企业的迫切需求。


实验室化学危废液无害化处理技术
我国对实验室废液排放加强管理,2021年出台了化学实验室废水处理装置技术规范(化学实验室废水处理装置技术规范-GB/T 40378-2021),按照新规范的要求:各级实验室的化学危废液必须处置无害化,才能进入污水系统。
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