化学实验室废水排放处理方法

曹婷(新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐 830000)

0 引言

废水主要源于工农业生产、城镇及乡村的居民生活等场所，特别是化学实验室(包括化工厂、化学研究机构、大专院校以及其他领域或部门机构设立的化学实验室)废水中的污染会直接危害人们的正常生活质量。为了提高有机废水、酸碱废水、综合性废水的处理质量，工作人员要明确化学实验室废水排放标准，完善废水的处理计划及处理方案，避免污染物通过下水道而激发的交叉污染问题。另外，工作人员也需要遵循环保法律法规及可持续发展的理念，通过提高废水处理水平，消除污染废水对人们生活、经济的直接影响。

1 化学实验室废水排放安全隐患

1.1 化学实验室废水的分类

化学实验室废水主要包括常规化学实验后的反应废水、药剂过期而进入排水管道的废水以及清洁管道或反应皿的清洁剂和清洁废水。目前实验室废水和固体废弃物的组合相对固定，并且总浓度较高，都是经过实验室处理排放后排除废水，故废水主要以流体的排放形式表现。依据废水的成分及主要性质可分为矿物废水、有机废水和生化废水，此类废水的酸碱度会随着反应结果而发生改变，且酸性、碱性废水中均含有常用的有机溶剂。生化废水主要源于实验室病毒培养、细胞培养所后得到的病理性液体[1]。只有清晰地认知化学实验室废水的种类，再给予必要的、科学的探索，才能实现废水的高效化处理。

1.2 排放隐患

实验室废水多含有重金属，如重金属铬离子等，其中Cr6+的毒性最强。自然界中的Cr6+会随着大气、水资源以及食物链的形式转变。如果人们食用了含Cr6+较高的食物，可能会增加人体的自然代谢时间，自然清理难度较高，故对人体的健康有着极大的威胁。相关资料显示，水、气、声三大污染项目为化学实验的具体表现，无论是工厂化工还是实验室实验，都无法避免产生化学需氧量物质。现阶段化学需氧量的主要检测方法为利用重铬酸钾溶液来测定其含量，期间需要进行大量采样，不可避免给排水带来重金属铬离子污染。如：化学实验室会直接产生含铬等重金属废水，具体路径和操作为：每一次采样过程需要加入0.4 g HgSO4、10 mL的重铬酸钾(250 mol/L)以及30 mL H2SO4(18.4 mol/L)，故完成一轮采样作业和检测作业后，所产生的废水就会含有2.8 g HgSO4、70 mL重铬酸钾(41.2 mol/L)、210 mL稀硫酸(2.6 mol/L)的混合废液。另外，化学实验室检验化学需氧量过程需要直接消耗168 g HgSO4、4.2 L重铬酸钾(250 mol/L)、12.6 L稀硫酸(2.6 mol/L)液体。参照GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》规定，化学实验室废水中的六价铬不超过0.2 mg/L ，总铬不超过1.0 mg/L；化学需氧量检查中，工作人员要完成一组COD的检测工作，最终会发现废液中总铬浓度高达5 mg/L，远远超过允许范围。如果要进行进一步的物质检测实验，那么还需要加入一定含量的稀硫酸和硫酸汞混合液体[2]。因此可见，常年运作的化学实验室会产生大量的废水，如果没有科学的处理好此类废水，这些废水会随着管道直接排入到河水等自然水系当中，危害了当地的水环境，构成极大的安全隐患。

2 化学实验室废水排放处理思路

2.1 酸碱废水

酸碱废水处理主要是利用中和反应，再对废液进行稀释，促使实验室所产生的废液在集中处理后进入废液桶，完成废水的收集工作。中和法相对较为常见，但废水浓度超过既定标准时，工作人员可在废液中加入定量中和药剂；比如pH＜7酸性废水中可添加适量的Ca(OH)2和CaO，pH＞7的酸性废水中可加入稀盐酸溶液，或者是掺入弱酸性气体。通过控制废液的酸碱度，使废液的酸碱度维系在6～8之间，最后再根据相关规定排放即可。相关学者也发现使用酸性废液来改良碱性土壤的功能，促使碱性土壤具有较好的种植功能，故该方法值得推荐。

2.2 有机废水

有机废水在化学实验室产量相对较小，常规可使用活性炭吸附作业，控制废液中的化学需氧量，促使COD去除效率在92%左右。高浓度实验室有机废水的处理过程中，注意部分有机物可进行循环处理，比如乙醇、乙醚或酯类物质。另外，采用芬顿(Fenton)、粉煤灰进行协同处理，保证有机实验废水的COD得到净除(仅适用Fenton药剂的效果较差)。在此过程中，火力发电厂所排放的固体废弃物粉煤灰改性操作后，可改善其吸附能力。因此，工作人员可先使用Fenton药剂处理实验内的有机废水，然后采用改性粉煤灰进行深度处理，发现采用硫酸亚铁和蒸馏水混合处理(硫酸亚铁含量为4.5 g/L、蒸馏水含量为25 g/L)，降低有机实验废水中的污染物。同时，废水处理后，要确保氧化钙改性的粉煤灰用量35 g/L，可促使废水的酸碱度达到5左右。完成废水的初步处理后，要对废水进行振荡，保证振荡时间在35 min、吸附温度在35 ℃左右，故废水中有机物的处理效率较好(≥90%)，这也为实验室废水处理提供了可靠的思路[3]。

2.3 含重金属离子废水

如上所述，化学实验室中含重金属离子废水较为常见，此类无机废水一般可通过沉淀法处理。沉淀方式可结合化学实验室废水排放要求进行选择，如：碱液、螯合、硫化物沉淀等措施，可将溶液中Cu、Zn、Mn、Fe、Co、Cd、Ni、Sn、Pb、Ba等金属物质快速去除，并将其转化为微溶于水或不溶于水的盐类，最后对这些沉淀进行收集。值得注意的是，重金属废水要单独处理，比如含有Ag2+的废水可使用电解、离子交换的模式处理，但应用广泛的措施为沉淀法，即将含有银离子的溶液转化为沉淀(AgNO3、Ag(NH3)2OH)，通过将溶液调整至酸性条件，再向溶液中加入适量的NaCl，促使Ag2+沉淀成氯化银沉淀，最后再通入足量稀硝酸溶液进行洗涤、过滤、烘干、回收，可将废水中的贵金属(Ag、Co)予以有效的收集，满足可持续发展的要求[4]。总之，为了避免含铬的实验废水(Ⅵ类)进入水体，需要实验室工作人员做好废水的处理操作，促使Ⅵ类废水中的Cr元素得到有效的去除，满足相关工艺条件要求。

2.4 综合废水

综合废水涵括有机废水、无机废水、重金属废水和有毒物质，故此类废水的处理相对繁琐，常规可在综合废水中掺入适量的Fe，将废水的酸碱度调节至3～4，通过搅拌处理后将废水的酸碱度控制在9。最后，工作人员应当在过程中掺入适量的碱式氯化铝或硫酸铝混凝剂，经过混凝、搅拌、沉淀后，可满足废水处理的要求。同时，综合废水处理时间相对较长，故废水处理过程中要使用专业的废液桶进行收集处理，可提高废水处理的有效性。值得注意的是，工作人员要说明实验废水的处理要点，避免废水直接倒入水槽的情况，降低废水对管道、环境的直接污染。

3 化学实验室废水主要成分及检测要点

3.1 废水主要成分

化学实验室废水与毒性高原料的使用有着直接的关系，其中有机醇、有机酸、有机醛物质会与空气中的SO2、固体颗粒反应，使空气和水资源受到污染。因此，工作人员要分析出废水的主要成分，理清化学实验的内容，探讨研究所、高校废水的排放情况。其中，此类废水的排放量排放周期相对不稳定，固体污染物、需氧污染物、酸碱污染物、有毒污染物为废水的主要成分，故工作人员要做好污染物的处理排放，提高废水达标排放，降低污染对生态、环境的直接影响，确保居民生活不受影响。

3.2 检测技术及检测要点

含油类废水的颜色呈黄色或褐色，在中和反应的过程中降低有毒、有害物质的含量。因此，检测人员要将原水样和油混合后，将其酸碱度控制在7.8～8.5之间，确保总磷(TP)含量为6.33 mg/L，氨水的标准为46.77 mg/L。重铬酸钾(CODCr)可评估出有机物污染参数指标，其含量要控制在940 mg/L、生化需氧量(BOD5)的标准为320 mg/L，电导率为1 990 μS/cm。因此，合理使用臭氧发生器，保证化学实验废水在板框压滤机滤液澄清操作后得到净化；在处理难度较高废水混合物的处理过程中，需要工作人员使用絮凝沉淀技术，促使水样的酸碱度得到优化。如原水样酸碱度为7.2，重铬酸钾的含量大约为913 mg/L，生化需氧量的标准为310 mg/L，处理后电导率参数为1 947 μS/cm。总之，工作人员要合理使用取格栅井处理技术，做好理化学实验废水的处理技术，尤其是要做好干化的消毒操作，并在关键位置掺入适量CaO粉末。另外，取格栅井处理过程要做好消毒及过滤操作，并在过程中掺入适量混凝剂至混合物，注意做好沉淀池淤泥的处理要点，在填埋场进行运输、浓缩处理，提高废水的清洁度[5]。

4 化学实验室废水排放处理措施

4.1 过滤器技术处理

过滤器处理技术应用相对广泛，该技术可在废水中(含油脂)加入氧化铁和PAM物质。在此过程中，工作人员要利用反应池的沉淀功能，初步处理好废水中的杂质。同时，要使用高性能的过滤器，对待检测的水样进行采样，分析废水是否满足排放标准，可满足抽样实验的分析要求。另外，作业中还可选取废水样品，将其导入到试管当中，向试管内通入足量的NaOH，可避免白色沉淀物出现，此时无沉淀的水样可排放到地下管道当中。通过过滤器做好化学实验室废水的清除工作，可提高废水杂质的处理水平。

4.2 沉淀法配合调节池技术

利用沉淀法配合调节池具有较好的应用效率，原因是该方法可处理含Cr的废水，改善废水的出水水质。具体来讲，要注意以下要点：第一，对稀硫酸、亚硫酸钠、氢氧化钠等凝胶进行混凝操作；第二，沉淀法配合调节池要参照物理浮选法，可促使废水中固体悬浮物得到净除。其中，工作人员要使用CA中间沉淀池进行降解处理，再使用PAM吸附方式进行脱脂废水处理操作。完成酸性物质的漂洗处理后，要对其进行混合，再结合一定比例调节碱性液体的浓度和酸碱度，最终将其控制在7.2左右最好。总之，工作人员要做好固体悬浮物的控制，将其浓度控制在58 mg/L、浊度控制在150 mg/L，使碳酸钙(含Cr)的含量控制在250 mg/L最佳。

4.3 “三废”物质处理技术

“三废”物质处理过程中，要注意废液、废气、废渣的处理要求，具体如下：第一，废液要遵从绿色处理规则，考虑废水本身的化学性质，再选择合适的容器存放。其中，要保证容器本身的密封性，避免容器的泄漏现象。完成容器的封实操作后，要避免液体的渗漏现象，可提高废液存储管理的有效性，也能参照相关要求确定存放时间、数量；在物质存放处理中，要保证存放区域的通风功能，优化剧毒、易燃易爆物废液的处理水平；第二，有害气体的处理中，要注意采用合理的方式处理废气，比如废酸液可使用氨气处理，再使用导管将废液通入到碱性液体当中，促进中和反应作用。若反应中出现Cl2、Br2等有害气体时，要使用氢氧化钠碱液与其进行反应；第三，废渣绿色化处理过程中，要注意做好剩余固体和废弃料的处理操作，通过绿色的、环保的方式进行处理操作，可进一步提升废渣处理的可利用性，可为废渣的二次利用提供可靠的支持[6]。

5 结语

综上所述，为了提高化学实验室废水排放处理的水平，工作人员要做好废水的处理操作，通过符合的要求的反应、沉淀、过滤、干燥等操作，借助合理的处理手段，再使用绿色的、环保的模式进行处理操作，可促使排放废水满足相关标准要求，增强废水排放处理的有效性。