实验室为何会爆炸,垃圾渗滤液处理真的很危险吗?
发布时间:2019-01-09 11:38:58 点击次数:824

12月26日上午,北京交通大学东校区正在进行垃圾渗滤液污水处理科研试验的实验室发生爆炸,三名学生死亡。


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看到这则新闻,在为三名死者惋惜的同时,可能很多人会有这样的疑问,为什么污水处理研究也会引发爆炸?爆炸的可能原因是怎样的?在等待事故调查结果出来之前,我们也可以先从专业的角度,做一些分析。

 

我们联系到了科学网博主、华南理工大学专门做水污染控制和垃圾渗滤液处理研究的汪晓军教授,请他为大家介绍下相关的知识。

 

网易新闻:从您的专业角度分析,这次北交大实验室发生爆炸的可能原因有哪些?

 

汪晓军:这也只是我的一些推测。应是镁与水产生氢气,氢气碰到明火(静电火花也有可能),发生燃烧或爆炸,引起镁的燃烧与爆炸。当然,也有可能是垃圾渗滤液厌氧产生甲烷,由甲烷引起燃烧与爆炸,再引燃镁粉。但前者的可能更大一些。

 

网易新闻:垃圾渗滤液究竟是什么?它本身很容易燃烧或爆炸吗?

 

汪晓军:垃圾渗滤液有垃圾焚烧厂的渗滤液,以及垃圾填埋场的渗滤液,它是垃圾在存放过程中,或垃圾埋在地下产生的一些污染大的废水。它本身不会燃烧,也不会爆炸。

 

网易新闻:垃圾渗滤液一般会有哪些处理方式?处理中哪些环节可能会有安全风险?

 

汪晓军:垃圾渗滤液的处理,差不多可以算是最难处理的废水,因为它存在二大处理难点:一个是氨氮浓度特别高,另一个是存在许多不可生物降解的物质,COD(化学需氧量)很高。

 

渗滤液处理的方式多种多样,个个都觉得自己的方法好。简单来讲垃圾渗滤液的处理主要分二个过程,前段生物预处理,后段深度处理,一般来说安全风险不大。

 

网易新闻:警情通报里提到,实验室爆炸导致镁粉桶起火,镁是易燃金属,它在本次事故中扮演着怎样的角色?

 

汪晓军:这应是这次重大燃烧爆炸事故的主因。只有镁被引燃并爆炸,才能产生那样大的威力,若只是甲烷或氢气的气体爆炸,因为是做实验,产生气体量不多,其威力很小。

 

我估计出事的实验室是采用镁粉脱除垃圾渗滤液中的高氨氮。目前脱除垃圾渗滤液中的高氨氮主要有三种方法,吹脱法、生化法和鸟粪石沉淀法。

 

第一种吹脱法,是一种物理处理方法。这种方法要加碱,加热,且有将污染物氨氮从水中向空气中转移的风险,目前已基本没有应用。

 

第二种是生化法,生化法又分三种:完全硝化反硝化、短程硝化反硝化和厌氧氨氧化法。这三种生物脱氮法,厌氧氨氧化是最节能,低碳的处理工艺,也是目前理论研究多,而工程应用少的工艺,俗称脱氮红菌。我们课题组一直选用生化法脱除氮垃圾渗滤液中的氨氮,厌氧氨氧化的工程化应用是我们目前整个课题组研究及应用的重点。

 

还有一种高氨氮的脱除方法是鸟粪石沉淀法,该法采用镁粉或镁盐,再投加磷酸或磷酸根,与垃圾渗滤液中的氨氮,形成微溶的磷酸铵镁——鸟粪石,从而脱除垃圾渗滤液中比较麻烦的氨氮。

 

鸟粪石沉淀法必须使用镁或镁盐,这也是我推测实验室中的镁粉是用于脱除渗滤液中的氨氮的关键原因。

 

由于高氨氮会带来高生物毒性,所以用一般的生化工艺往往难以稳定运行,有可能北京交通大学的研究课程组决定采用鸟粪石法来脱除大部分的氨氮,且氨氮浓度越高,鸟粪石的脱除效率越高,若副产品鸟粪石也能销售,这也许是一条变废为宝的方法。镁粉作为易燃,易爆的危险品,申请、采购、贮存等都有不少手续要做,有可能为了减少这些手续的麻烦,一次性采购了许多。

 

网易新闻:在垃圾渗滤液处理中,使用到的像镁粉这样的易燃易爆材料多么?

 

汪晓军:用镁来脱废水中的氨,同时脱除废水中的磷,有这样的研究报导,但工程实际应用不多。

 

网易新闻:这些易燃易爆材料在实验室里的存放量有没有安全方面的规范或标准?这些材料有没有更安全可靠的替代品?

 

汪晓军:对于易燃易爆材料的存放,一定有统一的规范与标准。若只是为了脱氨,用氧化镁,氯化镁,它的安全性要比镁粉高许多,还比较便宜。另外,若电解,用镁块或镁条做电极,也比用镁粉安全。

 

网易新闻:正常情况下,实验室最多可以存放多少镁粉?最新的报道里提到,事发前一天有学生举报存放有30桶镁粉,如果情况属实,这个量超出标准多少?


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(网传遇难者家属提供的实验室堆放多桶镁粉图片)

 

汪晓军:新闻里提到的实验室堆放多桶镁粉的照片,目前真实性存疑。单纯从镁粉的存放量来说,这个不一定有很明确的规定,一般应该是一瓶,500克吧。

 

(照片里的)那个木桶,我估计是25公斤桶,这已不是实验,而是小规模生产了。

 

网易新闻:国内外在做垃圾渗滤液处理或者环境工程相关研究时发生安全事故的情况多么?

 

汪晓军:有,也不算很多,垃圾渗滤液处理的事故不多,但垃圾填埋场、垃圾焚烧发电厂的垃圾库发生气体爆炸的事还是时有报导,都是甲烷气体爆炸。危险到处都存在,关键是防范。

 

网易新闻:很多人在质疑,这次爆炸发生时没有老师在场,在进行这样的试验时,每次都需要有老师在现场进行指导吗?

 

汪晓军:老师应与同学们一起认真做一个实验工作安全分析,了解每个实验步骤可能存在的各种安全风险,最大事故将会是什么结果,如何防止这些事故的发生,并要定期回顾,不断改进安全工作方法。

 

所有的安全规程,都是受害者的血和泪写成的。