高校实验室废水的调查及处理方法

杨志毅，彭 丽，李跃华，黄毕生，杨时哲

（大理学院生命科学与化学学院，云南大理 671000）

高校实验室废水的调查及处理方法

杨志毅，彭 丽，李跃华，黄毕生，杨时哲

（大理学院生命科学与化学学院，云南大理 671000）

一直以来，高校实验室废水处理不为人们所重视，使实验室废水对环境造成了一定的污染。现就实验室废水的产生、种类、状况以及处理作了一些探讨，并提出简单易于操作的综合处理化学实验室废水的方法。

实验室废水：环境污染；综合处理

随着科学技术的快速发展，科学研究中各种新实验物质层出不穷的产生，其所带来的实验室废物对人和环境的危害性也日益加剧。实验室排放的废水比其它废水的成分更为复杂，且排放水量及水质具有不确定性、动态性以及重现性差等特点，从而造成的危害性也就相对较大〔1〕。特别是高校实验室，是老师进行科研和学生进行实验学习的地方，每天都进行着大量的实验。近年来，随着高校的扩招及大学生科研课题的开展，高校实验室的教学科研活动也越来越频繁，而且有些实验还需要使用具有危险或剧毒性质的化学试剂，这为废水的后续处理更是增加了难度。最为严重的是目前很多高校的实验废水都未经净化处理便直接排放，造成了严重的污染。鉴于上述原因，必须尽快加强对高校实验室废水污染的防治及处理，力求做到使其能够零污染排放〔2〕。本文就高校实验室废水的来源、种类及特性进行介绍和讨论，并对不同性质及目前我校所存在的实验室废水的处理及污染防治措施作如下论述。

1 废水的来源及类型

实验室废水主要来自学校的实验室和各科研院所。依据废水中所含主要污染物的性质和特点，可以将其分为有机、无机以及生物实验废水三大类。

1.1 无机废水 主要含有重金属（汞、金、铅、铬等）及重金属的络合物，卤素离子，强酸强碱，氰、硫化物以及其它无机离子等。

1.2 有机废水 含有常用的有机溶剂，如有机酸，表面活性剂，醚类，石油类，染料类，多氯联苯类，洗涤剂，有机磷化合物，酚类及脂类物质等。

1.3 生物实验废水 生物实验废水主要包含医疗的化验液和解剖台冲洗液及生物实验室含有病原微生物的培养液、实验器具冲刷水和动物笼具冲刷废水等。

2 处理方法

实验室废水量少，间断性强，危害性高，而且废水的性质不同，污染物组成不同，以致处理的方法和过程也不相同。因此，处理这类废水有一定的难度。目前比较成熟的处理此类废水的方法主要有以下几种。

2.1 硫化物沉淀法 这种方法〔3〕主要是针对实验室废水中含有比较多的汞、铅、锡等金属离子的情况，一般是用硫化钠或硫氢化钠作为沉淀剂把废水中的重金属离子转变为难溶的金属硫化物，然后利用Fe（OH）3共沉淀作用，而达到分离的效果。具体做法是：将废水的酸度调到8.0～10.0之间，再加入过量的硫化钠或硫氢化钠，使其生成沉淀，之后加入共沉淀剂硫酸亚铁，生成的硫化亚铁将水中悬浮的金属硫化物微粒吸附而共沉淀，静置，分离过滤。

2.2 絮凝沉淀法 此类方法〔4〕适用于含重金属离子较多的无机实验室废水。确定了废水的性质并研究了各种离子沉降的特性后，选择合适的絮凝剂（铁盐、铝盐、石灰等），使其生成相对应的氢氧化物，比如Al（O H）3，Mn（O H）2和Fe（OH）2等絮胶状沉淀，此类沉淀具有很好的吸附作用和大的吸附容量，可以在去除重金属离子的同时除去一部分水中的其它污染物，从而降低废水的化学需氧量，提高废水的可生化性。

2.3 活性炭吸附法 活性炭吸附法〔5〕多用于去除在用物理或化学方法不能去除的微量呈溶解状态的有机物。处理的具体方法为先将废水分为有机无机两相并将有机相分离出来，之后经过活性炭二级吸附，化学需氧量的去除率可达到93%，同时活性炭还可以吸附部分无机重金属离子。

2.4 金属还原法 呈离子状态的无机金属离子可以利用一些还原剂将其转化为金属单质，然后通过过滤或其它固-液分离方法进行分离。常用的还原剂有SnCl4、N2H4、NaBH4、铁、锌等〔6〕。

2.5 焚烧法 焚烧法〔7〕一般适用于可以形成乳浊液之类的废液。但在利用此方法时，要特别注意避免因使用此方法而造成二次污染。例如，只含有碳、氢、氧元素的有机废物在燃烧时一般不会造成二次污染，而含有卤素、氮，硫等元素的有机废物焚烧时将会产生N O、N O2、S O2等多种有毒气体，此时就应该考虑采用其它的方法。

2.6 螯合剂与壳聚糖沉淀法 当废水中含有多种沉降特性不同的重金属时，可以使用螯合剂或壳聚糖作为沉淀剂利用沉淀的方法来处理此类废水，能收到事半功倍的效果；选用一种螯合剂能够同时沉淀多种金属。但这种方法只适合处理量少、浓度大的废水。

2.7 处理含重金属离子的实验室废水的其它方法在处理含重金属离子的废水中，除了以上的硫化物和絮凝沉淀法外，还有电解凝聚法、吸附法、磁分离法以及还原离心法、离子交换法〔8〕等。比如利用还原离心法去除重金属离子时，在6 000r/min条件下反应30min，其中汞离子的去除率达到100%，铅离子为98.3%。

2.8 高浓度有机废水处理方法 处理高浓度的有机废水除了可以利用上述的焚烧法和活性炭吸附法外，还可以利用溶剂萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化学处理法〔1，9〕等。例如厦门大学开发的高浓度有机废水水解-好氧循环一体生物处理技术，可实现高浓度有机废水的高效生物处理。

以上是目前实验室废水处理常用的方法，下面就我校实验室废水的产生及可行的处理方法进行初步的探讨。

3 我校实验室废水的来源及处理的可行方法

我校目前开设实验项目近百个，其中包括许多验证性、综合性、设计性和创新性实验，内容涵盖了《无机与无机分析化学》、《有机化学》、《仪器分析》、《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《生物化学》以及药学医学类等专业所开的实验课程。以生命科学与化学学院为例，该学院每个年级大约200～300人，4个年级为800～1 200人。如果按照每个学生每学期实验次数为10次来计算，实验平均人次有16 000人次/年～24 000人次/年，根据各个年级的实验种类及所需药品类型，除去只用固体或气体药品的实验，平均产生的废液量约为50mL/人次，所以我校仅仅生命科学与化学学院的实验室废水量大约在800～1 000kg/年。根据以上对实验室废水类型的划分可知我校的实验室废水主要成分是无机和有机的化合物及混合物。故可先对其进行氧化还原反应，把大部分有机物以及一些有毒的无机成分（包括重金属）氧化或者还原，转化成小分子有机物和毒性较小的物质。然后进行絮凝沉降，把重金属离子沉淀下来，同时吸附大部分污染物，使得废水能够达到排放标准的要求。

在采取有效手段处理已产生废水的同时，也应注意从源头减少废水的排放量。适当减少药品用量是一个很好的途径，具体的做法可以实行仪器的微型化，从而使药品微量化。

在采取以上的废水处理方法和减少废水排放的同时，也应看到在我校实验室中存在的其它问题，如废水储存设施密封性不好，而且没有很好的对其进行分类，这样就可能造成废水泄漏，有机无机废水混合后成分更加复杂、浓度更高、毒性更大更难处理。针对这些情况建议学校可以购买一些密闭性较好的专门的废水收集容器，同时对废液进行较细的分类，尽可能地做到各种性质的废水都有专门的废水收集桶，这样在后续的废水处理时既省力又经济。此外一些学生的环保意识不强，对废水所造成的污染严重性了解不够，而直接将废水随意倒入水槽。这就需要平时加强对学生环保知识的宣传，并制定一些规章制度严厉禁止学生将废水直接倾倒在水槽内，这样在思想上和制度上制止学生随意倾倒废水，就能有效地减少废水对环境的污染。

另外可以购买一些简单有效的废水处理设备，从而减少对环境的污染。

4 小结

对高校实验室废水的来源、种类及特性进行了分类，对不同性质的实验室废水的处理方法进行了综合概述。同时以我校生命科学与化学学院实验室为例，论述了实验室废水从源头治理的办法，即尽量采用少量的药品，建设绿色的高校实验室。

〔1〕蔡成翔，沈文闻，凌绍明.高校化学实验废水的处理〔J〕.广西民族学院学报：自然科学版，2001，7（4）：269-273.

〔2〕张奕，贺樱，程文涛.高校实验室废水处理及污染防治措施评价初探〔J〕.环境科学与技术，2006，29（8）：54-56.

〔3〕王敏，郑素芹，段颖.实验室中对汞及其含汞废液的处理〔J〕.黑龙江医药科学，2001，24（3）：85-85.

〔4〕张晓辉，李双石，杨国伟，等.微生物絮凝剂的制备及在实验室废水处理中的应用研究〔J〕.新疆环境保护，2007，29（3）：23-26.

〔5〕黄继国，张永.GT—铁氧体法处理含铬废水实验研究〔J〕.长春科技大学学报，2000，30（1）：46-51.

〔6〕沈晓君，华德尊，李春燕.高校实验室废水处理及污染防治措施研究〔J〕.环境科学与管理，2007，32（10）：107-109.

〔7〕孙秀兰，南国良，张小晶.生物安全实验室废水处理系统探究〔J〕.环境科学与技术，2005，28（6）：86-88.

〔8〕S huiWaiLin.An innovativemethod for removing Hg2+and Pb2+in ppm concentratinons from aqueous media〔J〕. Chemosphere，1999，39（11）：1809-1817.

〔9〕李明川，李淑华.活性炭吸附法处理实验室浓有机废水〔J〕.黎明化工，1991（3）：50-53.

Investigation into Laboratory W asteW ater and Its DisposalM ethods in Universities

YANG Zhiyi,PENG Li,LIYuehua,HUANG Bisheng,YANG Shizhe
（College of Life Science and Chemistry,DaliUniversity,Dali,Yunnan 671000,China）

The disposal of laboratory waste water has long been neglected in universities,and it has caused environmental pollution. The paper probed into the causes,categories,conditions and disposalmethods of the laboratory waste water,and put forward an easy and comprehensivemethod to dispose the laboratory waste water.

laboratory wastewater;environmental pollution;dispose comprehensively

X703

B

1672-2345（2010）10-0032-03

2010-06-03

杨志毅，教授，主要从事无机化学研究.

（责任编辑 蒋 康）