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实验室环境控制系统

一、实验室废气处理

实验室在检验、鉴定、测试的过程中,由于实验的需要会产生各种废气,废气成分相对复杂,包括芳香族类:苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等;酮类:丙酮、环已酮、甲乙酮等;酯类:醋酸乙酯、醋酸丁酯、异酸甲酯、香蕉水等;醇类:甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇等有机废气。也包括氮氧化物、硫酸雾、氯化氢、氟化氢、硫化氢、二氧化硫等无机废气;同时也有高温的燃烧废气、粉尘等。在实验过程中产生的废气往往成分具有复杂性、多样性,针对该特点,对人体健康的损害程度也各不相同,为了能更好的解决有机溶剂和有机废气给人类带来的影响。

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1、喷淋洗涤塔结构与工作原理
喷淋洗涤塔主要由主筒体、上部喷淋盘、中部填料、下部喷淋盘、清理孔、视镜孔等组成,其工作原理是:在引风机的负压作用下,废气气流被吸入进风管道并送入塔体。塔的主体是一个圆形筒体,洗涤液(氢氧化钠溶液)从洗涤塔上部喷淋盘射入筒内,使整个筒体的填料与水混合形成雾状洗涤液水膜从上而下流动(填料在气流的作用下不停翻滚,使废气与洗涤液充分混合)。在负压的作用下废气在筒体内旋转上升,并始终与筒体内的洗涤液水膜发生摩擦,这样酸性气体被洗涤液水膜充分湿润、中和。在筒体底部设有清理孔便于进行筒体底部清理,而洗涤液则通过储液箱(水箱)在水泵的作用下不断循环,从而达到消除废气的效果。

2、活性炭的吸附
活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。

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2.1 物理吸附

主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。

必须指出的是,这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径,这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭,从而适用于各种杂质吸收的应用。

2.2 化学吸附
除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。
活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。
活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化,而达到了平衡,则此时的动平衡称为活性炭吸附平衡,此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。

二、实验室废水处理

实验室废水主要来自各科研单位实验研究室和高等院校的科研和教学实验室。实验室废水有其自身的特殊性质, 量少, 间断性强, 高危害, 成分复杂多变。根据废水中所含主要污染物性质, 可以分为实验室有机和无机废水两大类。

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无机废水主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、氰化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等。
有机废水含有常用的有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类物质。相比而言, 有机废水比无机废水污染的范围更广, 带来的危害更严重。

不同的废水, 污染物组成不同, 处理方法和程度也不相同。实验室废水的处理本着分类收集, 就地、及时地原位处理, 简易操作, 以废治废和降低成本的原则。实验室废水的治理不能等同于工业废水处理,而是采用多单元处理流程系统或是有针对性地进行分类处理, 尽可能地降低处理难度, 使处理费用较低, 操作比较简单。实验室有机废水处理方法可以借鉴其它有机废水的处理。一般来说有机废水处理技术主要包括生物法和物化法。对有机物浓度高、毒性强、水质水量不稳定的实验室废水, 生物法处理效果不佳, 而物化法对此类废水的处理表现出明显的优势。实验药品回收、对实验室废弃物进行分类处理及回收循环再利用, 不仅能减小对环境的污染, 而且能减少化学药品的浪费。对高浓度实验室有机废水, 将其中的有机溶剂如醇类、酯类、有机酸、酮及醚等回收循环使用后, 再用化学方法处理; 对浓度高、毒性大且无法回收的有机废水, 需要进行集中焚烧处理。

实验室有机废水处理方法可以借鉴其它有机废水的处理。一般来说有机废水处理技术主要包括生物法和物化法。对有机物浓度高、毒性强、水质水量不稳定的实验室废水, 生物法处理效果不佳, 而物化法对此类废水的处理表现出明显的优势。实验药品回收、对实验室废弃物进行分类处理及回收循环再利用, 不仅能减小对环境的污染, 而且能减少化学药品的浪费。对高浓度实验室有机废水, 将其中的有机溶剂如醇类、酯类、有机酸、酮及醚等回收循环使用后, 再用化学方法处理; 对浓度高、毒性大且无法回收的有机废水, 需要进行集中焚烧处理。

三、实验室废液处理

实验室废液,包括含有酸、碱、氧化剂、还原剂、无机盐类及重金属(铅、砷、镉、六价铬、汞)等废液。根据资质实验室要求,规范实验室废液处理,减少或避免废液对环境的污染,在保护环境同时,加强工作人员环保意识。

废液处理原则:对高浓度废酸、废碱液要经中和至中性时排放。对于含少量被测物和其他试剂的高浓度有机溶剂应回收再用。用于回收的高浓度废液应集中储存,以便回收;低浓度的经处理后排放,应根据废液性质确定储存容器和储存条件,不同废液一般不允许混合,避光、远离热源、以免发生不良化学反应。废液储存容器必须贴上标签、写明种类。

根据资质实验室要求,规范实验室废液处理,减少或避免废液对环境的污染,在保护环境同时,加强工作人员环保意识。

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