① 空间站尿处理方法有哪些
在空间站所处的微重力环境下,必须采用不同于地面上常规废水的方法处理尿液。目前, 空间站尿处理方法主要有蒸馏法 、高级氧化法和生物法。
俄罗斯主要采用渗透膜蒸发技术进行航天员尿液再生处理,其尿液再生系统已于1990 年1 月 15 日在“和平”号空间站上的 Kvant-2 舱段上启用,该装置的处理能力为5 kg 的H2O/day,尿液中的水回收率为80%左右。到1999 年,该装置已从尿液中回收了6 000 kg 的再生水,回收后的再生水水质可达饮用水标准。
美国则采用的是蒸气压缩蒸馏技术(VCD),2009年已经应用到国际空间站中的美国舱段中。与其它水处理系统相比,蒸汽压缩蒸馏过程是一个热自发过程,易于控制;尿液在略高于环境的温度下蒸发, 出水水质好;循环尿液的质量分数( w u) 可达 50 ,水回收率较高,而且其装置具有重量轻、体积小、功耗低的优点。
中国攻克蒸气压缩蒸馏技术:
中国空间站采用的也是这种最先进的蒸气压缩蒸馏技术,这项技术难度非常大,2012年,航天科工二院206所开始承担研制尿处理子系统研制任务,十年来,团队历经产品的工程样机、初样与正样研制过程,先后突破低压旋转蒸馏、气液两相流输送与分离、无润滑旋转动密封、尿液钙结晶与沉淀、蒸馏废气处理等十余项关键技术,实现了从“尿”中取“水”,填补多项国内技术空白。
天和核心舱处理子系统将预处理后的尿液进行旋转蒸馏,收集到的水蒸气冷凝后形成蒸馏水,然后将蒸馏水输出给水处理子系统进行深度净化处理,从而把尿液中的水分重新提取利用,在真正实现空间站水资源循环利用的同时减轻了货运飞船的载荷负担,大大降低了空间站运营成本。
② 畜禽养殖会产生很多废水,那么废水处理办法有哪些呢
我认为,在耕地和播种之前,可以将粪便、尿液、废水冲入田地作为基肥。发酵后的粪便和尿液的废水也可以作为基肥,但必须与灌溉农作物的水混合。这不仅解决了土地的干旱和缺水问题,也解决了农作物的表层处理。大型农场可以有一个污水处理厂,几个沼气池,以及一个粪尿脱水分离器,将粪便和污水分离。干粪可以作为肥料出售,经过处理的污水可以用来冲洗农场。
目前,我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备,主要设备类型有筛分式、卧式离心机、压滤机和水力旋流器、回转圆锥筛和离心圆盘分离机。专门以生产可再生能源为主要目的,依托专门的畜禽粪便处理企业,聚集各地粪便和污水养殖场,进行大型沼气工程投资建设,进行高浓度厌氧发酵,净化沼气在线发电或生物燃气,有机更新生产农田利用,沼气泥浆农田利用或深加工标准。
③ 求生物试验室废水处理方法
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。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。
目前, 国内外还未见报道有成熟的工艺和方法能将实验室废水综合处理到达标排放的标准。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。
相关技术
废液中有害物质的处理方法主要是通过物理过程和化学反应等,将有害物回收或分解、转化生成其它无毒或低毒的化合物。下面是一些有害废弃物的处理方法。
1. 含砷废液的处理
三氧化二砷是剧毒物资,其致死剂量为0.1g。在溶液中的浓度不得超过5×10-5%。处理时可利用硫酸铁在碱性条件下形成氢氧化铁沉淀与砷的化合物共沉淀和吸附作用, 将废水中的砷除去。注意,Fe3+和As3+的摩尔比约为10∶1,pH 值在9左右效果最好,充分搅拌后静置过夜,分离沉淀,排放废液。
Fe3++ 3OH-= Fe(0H)3 ↓
As3++ 3OH-= As(0H)3 ↓
可用钼蓝法或二乙基二硫代氨基甲酸银法测定砷的含量。
2.含铬废液的处理
Cr(Ⅵ)有剧毒,在溶液中的浓度不得超过5×10-5%。可在酸性(调pH值为2~3)含铬废液中,加入约10 %的硫酸亚铁溶液, Fe2+能把Cr(Ⅵ) 还原为Cr3+。然后用熟石灰或碱液调溶液的pH 为6~8 (防止pH大于10时Cr(OH)3转变成Cr(OH)4-) ,加热到80℃左右,静置过夜,分离沉淀,排放废液。
Fe2++ 2OH-= Fe(0H)2 ↓
Fe3++ 3OH-= Fe(OH)3 ↓
Cr3++ 3OH-= Cr(OH)3 ↓
3.含氰化物废液的处理
氰化物有剧毒,在溶液中的浓度不得超过1.0×10-4%。我们利用CN-离子的强配位性采用络合法即普鲁士蓝法处理含氰化物的废液。先在废液中加入碱液调pH为7.5~10.5,然后加入约10 %的硫酸亚铁溶液,充分搅拌,静置后分离沉淀,排放废液。
Fe2++ 6CN-= [Fe(CN)6]4-
2Fe2++ [Fe(CN)6]4-= Fe2[Fe(CN)6] ↓
4.含汞废液的处理
含汞废液的毒性极大,其最低浓度不得超过5.0×10-7% , 若废液经微生物等的作用后会变成毒性更大的有机汞。可用Na2S 把Hg2+转变成HgS ,然后使其与FeS 共沉淀而分离除去。
Hg2+ + S2-= HgS ↓
Fe2++ S2-= FeS ↓
注意: 要防止Na2S 过量生成[ HgS2]2-络离子。可先在含汞废液中加入与Hg2+浓度等摩尔的NaS•9H2O ,经充分搅拌使Hg2+生成难溶的HgS ,再加入1.0×10-3%FeSO4 ,使Fe2+与过量的Na2S生成FeS沉淀,将悬浮的HgS共沉淀。静置后分离沉淀,排放废液。
5.含铅废液的处理
含铅废液的浓度不得超过1.0×10-4%。可用氢氧化物共沉淀法处理。先用碱液调pH值为11,把Pb2+转变成难溶的Pb(OH)2 沉淀,然后加铝盐凝聚剂Al2(SO4)3使生成Al(OH)3沉淀,此时pH值为7-8,即产生Al(OH)3和Pb(OH)2共沉淀。静置澄清后分离沉淀,排放废液。
Pb2++ 2OH-= Pb(OH)2 ↓
Al3++ 3OH-= Al(OH)3 ↓
6.六价铬
六价铬废水一般存在于皮革揉制、电镀、铬黄染料废水及冷却水(阻蚀剂)中,是一种致癌物质,化验室的含六价铬废水水量小、铬浓度低(<20mg/I),在这种情况下,可先将六价铬还原为,三价铬后再用碱(氢氧化钠)进行沉淀,如选用硫酸亚铁作还原剂,废水PH控制在8__9范围,选用亚硫酸钠作还原剂,废水pH控制在2—3范围,其他还原剂还有二氧化硫、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠等,化验员可根据情况选用。
7.镉
90%镉的应用于电镀、颜料、合金及电池等,对环境监测站化验室含镉废水实用的方法有沉淀法,吸附法。使用沉淀法,沉淀剂有氢氧化物、硫化物、聚合硫酸铁,使用氢氧化物,pH控制在lO以上,可达满意效果;使用硫化物PH控制在9以上;使用聚合硫酸铁pH控制在8.5~9.5范围。吸附法,可使用活性炭、风化煤、磺化煤作吸附剂。
8.酚
随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化等工业的迅速发展,各种含酚废水也相应增多,酚的毒性较高,使用活性炭作吸附剂是一种可行的方法。对于其他有毒有害有机废水,化验员也可用此方法。
9.有机回收与利用
实验用过的有机溶剂有些可回收,可先在分液漏斗中洗涤有机溶剂,根据有机溶剂中所含溶解物不同,采用不同洗涤剂进行洗涤后,再用水洗涤,然后干燥。再通过蒸馏进行精制,纯化。如四氯化碳,若含有双硫腙,则可用H2SO4 洗涤一次,再用水洗两次,经无水氯化钙干燥后,蒸馏收集76~78℃馏分。烃、酮、醛、醇、酯等有机物也可在燃烧炉中处理,温度为800~850℃时可完全燃烧或分解,产生的气体用碱液洗涤。
④ 废水处理方法
废水处理有物理处理法、化学处理法、生物处理法。
三、生物处理法。
1、通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质的废水处理法。
2、根据作用微生物的不同,生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。
3、废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法,按传统,需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。
4、活性污泥法本身就是一种处理单元,它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及生物流化床等。