化学实验室废水处理及管控初探

罗伟宏

化学实验室废水处理及管控初探

罗伟宏

（肇庆医学高等专科学校， 广东 肇庆 526020）

化学实验室废水具有很大的危害性，会对环境和人体造成一定的危害，但很长时间以来，人们化学实验室废水的处理不是十分重视。很多化学实验室对于废水的处理方法十分简单，有的化学实验室甚至不做任何的处理就将废水直接排入了下水道，产生了更加严重的污染。通过对实验室废水进行调研，并对实验废水的特性进行总结，对化学实验室的处理方法与技术进行综述，分析了各种技术的优点与缺点，提出了十分简单而且容易操作的处理化学实验废水的办法。

化学实验室废水； 环境污染；废水处理

在当前社会，科技成为了第一生产力，而化学渗透到了科技与社会的各个领域，因此，社会对高校培育出来的人才要求具有更强的创新能力和实践能力[1]。化学实验的增多也使得产生的化学实验废水增加，很多实验室将没有处理过的废水直接排入了下水道。而化学废水中含有十分复杂的成分，含有一些有害成分的废水会造成环境污染，同时会对人体产生危害，这势必会影响到我们的生产生活和身体健康。因此，加强对实验室的管理，追寻一种完善的解决化学实验室废水并可以合理的控制排放量的方法已经十分急迫。

1 化学实验室废水的产生来源

目前，我国的实验室大多数隶属于各个高校、研究机构和一些企业单位。在这些机构中，实验室的类型也是彼此不同的，其中一种实验室是化学实验室，化学实验室主要分为三种:一是机化学实验室，二是无机化学实验室，三是生物化学实验室。化学实验室在进行各种化学实验的时候，势必会产生很多的实验废水，这些废水成分十分的复杂。概括来说，化学实验室产生的废水分为以下三种：有机废水、无机废水和综合废水。有机废水主要成分是致癌物质；无机废水的主要成分是重金属物质；综合废水是指含有有机废水和无机废水，同时二者含量都很大的实验室废水。

2 处理化学实验废水的方法

化学实验室里经常消耗使用的药品与试剂种类复杂繁多，大多数的药品和试剂中都含有对环境造成污染的成分，许多试剂及其反应废弃物对于环境和人体有极大的危害。这些实验废水中有些会长期存在于环境中，很难产生降解；有一些甚至会通过食物链的方式最后进入到人体，对人体产生毒害作用；有些则会在二次分解的过程中又对环境造成了二次污染。化学实验室废水种类很多，不同的化学实验室废水，污染物的组成不同，因此所选择的处理方法也不相同，要采用科学、严谨的方法对废水进行分析和鉴定，可以采用物流分析和实际测定两种方法。只有在对废水进行严格的分析之后，才能对废水进行分类处理[2]。

2.1 沉淀法处理

沉淀法处理经常运用到含有各种重金属离子的化学实验室废水中，沉淀法处理主要分为三种方法：一是氧化还原中和沉淀法，二是硫化物沉淀法，三是絮凝沉淀法。

2.1.1 氧化还原中和沉淀法

一些具有还原性的且含有有毒害的物质可以通过氧化还原中和沉淀法的方法进行处理。氧化还原反应可以将含毒量高的物质转换成含毒量较低的物质，最后通过沉淀和混凝来消除污染物质。

2.1.2 絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是处理含有重金属离子比较多的废水经常使用的一种处理方法。针对废水中不同的重金属离子选择相适应的絮凝剂，最后生成絮胶状的沉淀物，达到去除废水中重金属离子的目的。

2.2 纳米材料光催化处理

纳米材料光催化处理方法主要针对的是二次污染和解决吸附剂和混凝剂发生的问题。光催化剂的特点是具有较高稳定性和活跃性，这也是其可以得到较为广泛的运用和推广的原因。光催化剂可以发挥作用的原理是：光催化剂受到光子激发的作用产生的电子，在电子到达异常带时，会产生了一个空穴对，而空穴会与光催化剂发生一系列的化学反应，最后使得有机污染物被彻底的氧化和分解，正常情况下，这种处理方法产生的物质一般都是无毒的水和二氧化碳[3]。

2.3 膜分离法处理

与上文中所提的两种方法进行比较，膜分离法处理具有前两者所没有的优点，例如高效率和可以合理的控制等。膜过滤技术是我国处理水污染物体的一个十分重要的方法。目前来说，有机膜处理含油的废水是我国经常使用的一种处理方法。但是这种处理方法也有很多的缺点，例如化学稳定性差、易发生老化、使用时间短等。所以最佳的过滤膜材料并不是有机膜，最理想的材料应该是无机陶瓷膜，与有机膜相比其具有易再生、耐高温和耐强酸强碱等优势[4]。

2.4 化学实验室废水的电化学处理

除了上述的三种方法被经常使用以外，有的时候还会选择电化学处理这种方法对废水进行处理。这种方法主要的适用范围是处理含有重金属离子或者氨氮元素的废水。

2.5 微生物化学法处理

这种处理方法目前来说使用并不是十分的广泛，这种方法所使用的是微生物絮凝剂，可以让液体中的固体悬浮颗粒进行凝聚并沉淀，在化学实验室废水处理中，这类絮凝剂具有广泛的运用价值。

2.6 吸附法处理

在处理含有微量呈溶解状态的废水时，选择活性炭吸附法会更加有效，COD的去除率可以达到93%[5]。但是活性炭的成本很高，在进行大量的处理没有价值的废水时会提高成本，因此开发出相对活性炭更加廉价和高效的吸附剂已经迫在眉睫。在我国膨润土资源十分丰富，因此价格也十分的低廉，并且膨润土是一种无毒的材料，在同等条件下，经过处理可以作为吸附剂的膨润土对化学实验室废水的脱色率和COD去除率要远远优于活性炭，所以膨润土作为替代活性炭成为新型的负载型吸附剂已经成为了一种必然的趋势。

2.7 其它处理方法

除了上述的方法是被经常使用的以外，也可以采用超临界水氧化技术来处理化学实验室废水。在高于水的临界温度和临界压力的情况下，废水中的有机物会被氧化剂氧化成无毒的分子状态，这种处理方法可以使得COD去除率达到99%，色度去除率则可以达到100%。与此同时，对于常规的处理方法很难进行处理的废水废液，可以选择使用辐射技术对其进行处理。γ射线或者高能电子束是这种方法的最常使用的技术，这种方法还可以与其他的方法一起使用，这种方法具有有效的杀死细菌与病原体的优势，是化学实验室废水处理中极为重要的一种方式。

3 无机废物的回收利用

在化学实验室中，进行化学实验所产生的最多的废弃物就是无机废物，而这些无机废物中大部分是存在于水溶液中的，除了上文中叙述的方法可以有效的处理这些废水，对于一些有毒金属或者贵重金属可以对其进行回收，以下就是将其进行回收的方法。

3.1 铂的回收利用

首先将含有铂的废水进行加热，然后将其倒入在王水中，之后将其进行过滤，用水洗涤过滤后的滤渣。然后把滤液与水洗液进行混合，最后在加入同等体积的水和盐酸，再次将其蒸干即可。

3.2 汞的回收利用

首先需要将含有汞的废水的pH值调到8~9，然后向其中加入过量的硫化钠，在其生成硫化汞沉淀后，把硫酸亚铁作为共沉剂加入其中，最后将产生的清液排放出去，产生的残渣可以使用焙烧法来进行回收汞，或者可以将其制作成汞溶液。

3.3 银的回收利用

将硫化钠溶液加入到含有银的废水溶液，将废水溶液中的阴离子全部转化为硫化银沉淀，再用去离子水清洗黑色的硫化银沉淀，用小火将沉淀物烘干，然后再加入硝酸钠固体，在喷灯上灼烧，直至不再产生二氧化碳棕色气体。冷却后清洗残渣，然后再次烘干，烘干后加入质量为1∶1的碳酸钠和四硼酸钠固体混合物，将其搅拌均匀后，放入瓷坩埚，在950~1 000 ℃的茂弗炉加热，20 min后取出坩埚，趁热立刻仔细的倾出上层的熔渣，下层则为金属银。

4 有机废物的回收利用

有机废物也有很多的种类，通常实验室会将其进行处理。但是，其中一些有机溶液中的溶液具有再次回收利用的价值。这种回收利用可以节约实验药品和试剂。

4.1 三氯甲烷的回收利用

先把三氯甲烷用水洗涤，然后再用废液量10%的浓硫酸进行洗涤，再用水进行洗涤，然后用体积分数为0.5%的盐酸羟胺溶液进行洗涤，再用双蒸水洗两到三次，最后用无水氯化钙脱水并蒸馏，收集60~62 ℃的馏出液。

4.2 石油醚的回收利用

使用氢氧化钠溶液对其进行洗涤一次，氢氧化钠溶液的用量为石油醚废液的10%，再使用纯水洗涤两次，除去水层，用无水氯化钙进行干燥，最后过滤并且蒸馏，收集60 ℃以上的馏出液。

4.3 二甲苯的回收利用

使用无水氯化钙将二甲苯废水溶液进行干燥并蒸馏，收集136~141 ℃的馏出液。

4.4 丙酮的回收利用

使用氯贝丁酯的合成方法进行对丙酮的回收，先用无水氯化钙对其干燥，然后将其过滤且蒸馏，59 ℃时所产生的馏出液就是丙酮。该种回收方法具有反复使用的优势。

4.5 甲醇的回收利用

含有硝酸的甲醇使用氰化钠进行中和，然后把它在64 ℃的水浴上进行蒸馏，反复蒸馏后，测定其相对密度（0.791）。

4.6 乙醚的回收利用

将废乙醚用水进行洗涤，中和后使用5g/L的高锰酸钾溶液再次洗涤，直至紫色不褪色，然后再次使用体积分数为0.5%~1.0%的硝酸亚铁氨溶液进行洗涤，去掉过氧化物后，再用水将其进行洗涤2次，然后用无水氯化钙对其进行干燥，放置。过滤后，在45 ℃的水浴上进行加热蒸馏，收集33.5~34.5 ℃的馏出液即可。

5 结束语

随着社会与科学技术的发展，化学实验室也在日益增多，化学实验废水对环境的污染与对人体的有害影响也随之增加，我国对目前的情况十分的重视。同时化学实验室废水的处理是一项十分艰巨的工作，其方法也在不断的改进，只有采用多种处理试剂和工艺技术综合组合，才能以最少的投资获得最大的环境效益。

［1］高强. 高校化学实验室废水处理[J]. 科学大众, 2009 (08):113-114.

［2］罗赛珍,金明,屈芸. 高校化学实验室废水处理[J]. 江西化工，2005,（04）：32-34.

［3］蒋维, 钟兆平, 边智虹, 等. 化学实验室废水处理方法的探讨[J]. 资源环境与工程, 2006 (06): 812-814.

［4］江华. 化学实验室废水处理现状与研究进展[J]. 芜湖职业技术学院学报，2013（02）：29-31.

［5］刘德春,杨定明,钟国清. 高校化学实验室废水的处理技术研究进展[J]. 科技资讯,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

罗伟宏 （1985-），男，助教，广东省广州市人，2008年毕业于肇庆学院化学专业。

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1004-0935（2017）05-0470-03