化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理及管控初探

羅偉宏

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理及管控初探

羅偉宏

（肇慶醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校， 廣東 肇慶 526020）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水具有很大的危害性，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成一定的危害，但很長(zhǎng)時(shí)間以來，人們化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的處理不是十分重視。很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)于廢水的處理方法十分簡(jiǎn)單，有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室甚至不做任何的處理就將廢水直接排入了下水道，產(chǎn)生了更加嚴(yán)重的污染。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢水進(jìn)行調(diào)研，并對(duì)實(shí)驗(yàn)廢水的特性進(jìn)行總結(jié)，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的處理方法與技術(shù)進(jìn)行綜述，分析了各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，提出了十分簡(jiǎn)單而且容易操作的處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢水的辦法。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水； 環(huán)境污染；廢水處理

在當(dāng)前社會(huì)，科技成為了第一生產(chǎn)力，而化學(xué)滲透到了科技與社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，因此，社會(huì)對(duì)高校培育出來的人才要求具有更強(qiáng)的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力[1]?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的增多也使得產(chǎn)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢水增加，很多實(shí)驗(yàn)室將沒有處理過的廢水直接排入了下水道。而化學(xué)廢水中含有十分復(fù)雜的成分，含有一些有害成分的廢水會(huì)造成環(huán)境污染，同時(shí)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，這勢(shì)必會(huì)影響到我們的生產(chǎn)生活和身體健康。因此，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理，追尋一種完善的解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水并可以合理的控制排放量的方法已經(jīng)十分急迫。

1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的產(chǎn)生來源

目前，我國(guó)的實(shí)驗(yàn)室大多數(shù)隸屬于各個(gè)高校、研究機(jī)構(gòu)和一些企業(yè)單位。在這些機(jī)構(gòu)中，實(shí)驗(yàn)室的類型也是彼此不同的，其中一種實(shí)驗(yàn)室是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要分為三種:一是機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，二是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，三是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生很多的實(shí)驗(yàn)廢水，這些廢水成分十分的復(fù)雜。概括來說，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢水分為以下三種：有機(jī)廢水、無機(jī)廢水和綜合廢水。有機(jī)廢水主要成分是致癌物質(zhì)；無機(jī)廢水的主要成分是重金屬物質(zhì)；綜合廢水是指含有有機(jī)廢水和無機(jī)廢水，同時(shí)二者含量都很大的實(shí)驗(yàn)室廢水。

2 處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢水的方法

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里經(jīng)常消耗使用的藥品與試劑種類復(fù)雜繁多，大多數(shù)的藥品和試劑中都含有對(duì)環(huán)境造成污染的成分，許多試劑及其反應(yīng)廢棄物對(duì)于環(huán)境和人體有極大的危害。這些實(shí)驗(yàn)廢水中有些會(huì)長(zhǎng)期存在于環(huán)境中，很難產(chǎn)生降解；有一些甚至?xí)ㄟ^食物鏈的方式最后進(jìn)入到人體，對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用；有些則會(huì)在二次分解的過程中又對(duì)環(huán)境造成了二次污染?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水種類很多，不同的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水，污染物的組成不同，因此所選擇的處理方法也不相同，要采用科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒▽?duì)廢水進(jìn)行分析和鑒定，可以采用物流分析和實(shí)際測(cè)定兩種方法。只有在對(duì)廢水進(jìn)行嚴(yán)格的分析之后，才能對(duì)廢水進(jìn)行分類處理[2]。

2.1 沉淀法處理

沉淀法處理經(jīng)常運(yùn)用到含有各種重金屬離子的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水中，沉淀法處理主要分為三種方法：一是氧化還原中和沉淀法，二是硫化物沉淀法，三是絮凝沉淀法。

2.1.1 氧化還原中和沉淀法

一些具有還原性的且含有有毒害的物質(zhì)可以通過氧化還原中和沉淀法的方法進(jìn)行處理。氧化還原反應(yīng)可以將含毒量高的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成含毒量較低的物質(zhì)，最后通過沉淀和混凝來消除污染物質(zhì)。

2.1.2 絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是處理含有重金屬離子比較多的廢水經(jīng)常使用的一種處理方法。針對(duì)廢水中不同的重金屬離子選擇相適應(yīng)的絮凝劑，最后生成絮膠狀的沉淀物，達(dá)到去除廢水中重金屬離子的目的。

2.2 納米材料光催化處理

納米材料光催化處理方法主要針對(duì)的是二次污染和解決吸附劑和混凝劑發(fā)生的問題。光催化劑的特點(diǎn)是具有較高穩(wěn)定性和活躍性，這也是其可以得到較為廣泛的運(yùn)用和推廣的原因。光催化劑可以發(fā)揮作用的原理是：光催化劑受到光子激發(fā)的作用產(chǎn)生的電子，在電子到達(dá)異常帶時(shí)，會(huì)產(chǎn)生了一個(gè)空穴對(duì)，而空穴會(huì)與光催化劑發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，最后使得有機(jī)污染物被徹底的氧化和分解，正常情況下，這種處理方法產(chǎn)生的物質(zhì)一般都是無毒的水和二氧化碳[3]。

2.3 膜分離法處理

與上文中所提的兩種方法進(jìn)行比較，膜分離法處理具有前兩者所沒有的優(yōu)點(diǎn)，例如高效率和可以合理的控制等。膜過濾技術(shù)是我國(guó)處理水污染物體的一個(gè)十分重要的方法。目前來說，有機(jī)膜處理含油的廢水是我國(guó)經(jīng)常使用的一種處理方法。但是這種處理方法也有很多的缺點(diǎn)，例如化學(xué)穩(wěn)定性差、易發(fā)生老化、使用時(shí)間短等。所以最佳的過濾膜材料并不是有機(jī)膜，最理想的材料應(yīng)該是無機(jī)陶瓷膜，與有機(jī)膜相比其具有易再生、耐高溫和耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿等優(yōu)勢(shì)[4]。

2.4 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的電化學(xué)處理

除了上述的三種方法被經(jīng)常使用以外，有的時(shí)候還會(huì)選擇電化學(xué)處理這種方法對(duì)廢水進(jìn)行處理。這種方法主要的適用范圍是處理含有重金屬離子或者氨氮元素的廢水。

2.5 微生物化學(xué)法處理

這種處理方法目前來說使用并不是十分的廣泛，這種方法所使用的是微生物絮凝劑，可以讓液體中的固體懸浮顆粒進(jìn)行凝聚并沉淀，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理中，這類絮凝劑具有廣泛的運(yùn)用價(jià)值。

2.6 吸附法處理

在處理含有微量呈溶解狀態(tài)的廢水時(shí)，選擇活性炭吸附法會(huì)更加有效，COD的去除率可以達(dá)到93%[5]。但是活性炭的成本很高，在進(jìn)行大量的處理沒有價(jià)值的廢水時(shí)會(huì)提高成本，因此開發(fā)出相對(duì)活性炭更加廉價(jià)和高效的吸附劑已經(jīng)迫在眉睫。在我國(guó)膨潤(rùn)土資源十分豐富，因此價(jià)格也十分的低廉，并且膨潤(rùn)土是一種無毒的材料，在同等條件下，經(jīng)過處理可以作為吸附劑的膨潤(rùn)土對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的脫色率和COD去除率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于活性炭，所以膨潤(rùn)土作為替代活性炭成為新型的負(fù)載型吸附劑已經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)。

2.7 其它處理方法

除了上述的方法是被經(jīng)常使用的以外，也可以采用超臨界水氧化技術(shù)來處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水。在高于水的臨界溫度和臨界壓力的情況下，廢水中的有機(jī)物會(huì)被氧化劑氧化成無毒的分子狀態(tài)，這種處理方法可以使得COD去除率達(dá)到99%，色度去除率則可以達(dá)到100%。與此同時(shí)，對(duì)于常規(guī)的處理方法很難進(jìn)行處理的廢水廢液，可以選擇使用輻射技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。γ射線或者高能電子束是這種方法的最常使用的技術(shù)，這種方法還可以與其他的方法一起使用，這種方法具有有效的殺死細(xì)菌與病原體的優(yōu)勢(shì)，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理中極為重要的一種方式。

3 無機(jī)廢物的回收利用

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的最多的廢棄物就是無機(jī)廢物，而這些無機(jī)廢物中大部分是存在于水溶液中的，除了上文中敘述的方法可以有效的處理這些廢水，對(duì)于一些有毒金屬或者貴重金屬可以對(duì)其進(jìn)行回收，以下就是將其進(jìn)行回收的方法。

3.1 鉑的回收利用

首先將含有鉑的廢水進(jìn)行加熱，然后將其倒入在王水中，之后將其進(jìn)行過濾，用水洗滌過濾后的濾渣。然后把濾液與水洗液進(jìn)行混合，最后在加入同等體積的水和鹽酸，再次將其蒸干即可。

3.2 汞的回收利用

首先需要將含有汞的廢水的pH值調(diào)到8~9，然后向其中加入過量的硫化鈉，在其生成硫化汞沉淀后，把硫酸亞鐵作為共沉劑加入其中，最后將產(chǎn)生的清液排放出去，產(chǎn)生的殘?jiān)梢允褂帽簾▉磉M(jìn)行回收汞，或者可以將其制作成汞溶液。

3.3 銀的回收利用

將硫化鈉溶液加入到含有銀的廢水溶液，將廢水溶液中的陰離子全部轉(zhuǎn)化為硫化銀沉淀，再用去離子水清洗黑色的硫化銀沉淀，用小火將沉淀物烘干，然后再加入硝酸鈉固體，在噴燈上灼燒，直至不再產(chǎn)生二氧化碳棕色氣體。冷卻后清洗殘?jiān)?，然后再次烘干，烘干后加入質(zhì)量為1∶1的碳酸鈉和四硼酸鈉固體混合物，將其攪拌均勻后，放入瓷坩堝，在950~1 000 ℃的茂弗爐加熱，20 min后取出坩堝，趁熱立刻仔細(xì)的傾出上層的熔渣，下層則為金屬銀。

4 有機(jī)廢物的回收利用

有機(jī)廢物也有很多的種類，通常實(shí)驗(yàn)室會(huì)將其進(jìn)行處理。但是，其中一些有機(jī)溶液中的溶液具有再次回收利用的價(jià)值。這種回收利用可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品和試劑。

4.1 三氯甲烷的回收利用

先把三氯甲烷用水洗滌，然后再用廢液量10%的濃硫酸進(jìn)行洗滌，再用水進(jìn)行洗滌，然后用體積分?jǐn)?shù)為0.5%的鹽酸羥胺溶液進(jìn)行洗滌，再用雙蒸水洗兩到三次，最后用無水氯化鈣脫水并蒸餾，收集60~62 ℃的餾出液。

4.2 石油醚的回收利用

使用氫氧化鈉溶液對(duì)其進(jìn)行洗滌一次，氫氧化鈉溶液的用量為石油醚廢液的10%，再使用純水洗滌兩次，除去水層，用無水氯化鈣進(jìn)行干燥，最后過濾并且蒸餾，收集60 ℃以上的餾出液。

4.3 二甲苯的回收利用

使用無水氯化鈣將二甲苯廢水溶液進(jìn)行干燥并蒸餾，收集136~141 ℃的餾出液。

4.4 丙酮的回收利用

使用氯貝丁酯的合成方法進(jìn)行對(duì)丙酮的回收，先用無水氯化鈣對(duì)其干燥，然后將其過濾且蒸餾，59 ℃時(shí)所產(chǎn)生的餾出液就是丙酮。該種回收方法具有反復(fù)使用的優(yōu)勢(shì)。

4.5 甲醇的回收利用

含有硝酸的甲醇使用氰化鈉進(jìn)行中和，然后把它在64 ℃的水浴上進(jìn)行蒸餾，反復(fù)蒸餾后，測(cè)定其相對(duì)密度（0.791）。

4.6 乙醚的回收利用

將廢乙醚用水進(jìn)行洗滌，中和后使用5g/L的高錳酸鉀溶液再次洗滌，直至紫色不褪色，然后再次使用體積分?jǐn)?shù)為0.5%~1.0%的硝酸亞鐵氨溶液進(jìn)行洗滌，去掉過氧化物后，再用水將其進(jìn)行洗滌2次，然后用無水氯化鈣對(duì)其進(jìn)行干燥，放置。過濾后，在45 ℃的水浴上進(jìn)行加熱蒸餾，收集33.5~34.5 ℃的餾出液即可。

5 結(jié)束語

隨著社會(huì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室也在日益增多，化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢水對(duì)環(huán)境的污染與對(duì)人體的有害影響也隨之增加，我國(guó)對(duì)目前的情況十分的重視。同時(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的處理是一項(xiàng)十分艱巨的工作，其方法也在不斷的改進(jìn)，只有采用多種處理試劑和工藝技術(shù)綜合組合，才能以最少的投資獲得最大的環(huán)境效益。

［1］高強(qiáng). 高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理[J]. 科學(xué)大眾, 2009 (08):113-114.

［2］羅賽珍,金明,屈蕓. 高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理[J]. 江西化工，2005,（04）：32-34.

［3］蔣維, 鐘兆平, 邊智虹, 等. 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理方法的探討[J]. 資源環(huán)境與工程, 2006 (06): 812-814.

［4］江華. 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（02）：29-31.

［5］劉德春,楊定明,鐘國(guó)清. 高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 科技資訊,2012(17):102.

Study on Treatment and Control of Chemical Laboratory Wastewater

（Zhaoqing Medical College，Guangdong Zhaoqing 526020，China）

Chemical laboratory waste water is very harmful, it can cause some harm to environment and human body. For a long time, people does not very pay attention to thetreatment ofchemical laboratory wastewater. Many chemical laboratories onlytreat thewastewater by simple methods. Some chemical laboratories do not even treat the wastewater,andit is directly discharged into the sewer. Through the investigation of chemical laboratory wastewater, characteristics of chemical experimental wastewater were summarized, treatment methods and techniques of chemical experimental wastewater were discussed, advantages and disadvantages of various technologies were analyzed, and a simple easy treatment method of chemical experiment wastewater was put forward.

chemical laboratory waste water; environmental pollution; wastewater treatment

2016-03-13

羅偉宏 （1985-），男，助教，廣東省廣州市人，2008年畢業(yè)于肇慶學(xué)院化學(xué)專業(yè)。

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1004-0935（2017）05-0470-03