隨著人們對生活環境的要求越來越高,人類保護環境的意識越來越強,國家環保總局發出通知,要求自2005年元月l日起,對科研、監測(檢測) 、試驗等實驗室、化驗室、試驗場按照污染源進行管理,納入環境監管范圍。作為化學工作者,我們有必要在保護環境的具體行動中,體現科研道德作風,做出具體表率。 

1、實驗室專業污水處理設備————化學實驗室廢水的產生和狀況 

1. 1 化學實驗室廢水的產生 

 化學實驗室廢水的產生,主要來自高校化學實驗和科研實驗,實驗廢水量的不確定性、多變性、復雜性是其自身的特點,實驗廢水分為高濃度和低濃度的廢水,高濃度廢水主要是標簽脫落后的不明潮解試劑,失效的液態試劑,科研和實驗中的衍生物及副產品,劇品實驗后的洗滌水,高濃度廢水對環境污染嚴重,應當引起人們的足夠重視,低濃度廢水主要是化學實驗器皿的洗滌水,一般酸、堿、鹽的化學反應產物,低毒的化學廢試液和實驗用水。

1. 2 化學實驗室廢水的狀況 

據化學實驗室廢水的主要成分,可分為無機廢水、有機廢水和綜合廢水。無機廢水主要含有重金屬的汞、鉛、鉻及、砷化物、氟化物等,有機廢水主要含有酚、苯、硝基化合物、多環芳烴、多氯聯苯等致癌物質,綜合廢水是指廢水中既含有機污染物,又含無機污染物,并且兩者含量都很大。大多數實驗廢水是綜合廢水,處理這些廢水,要因水而宜。 

2、實驗室專業污水處理設備————化學實驗室廢水處理 

化學實驗室使用的試劑和藥品,少則近百種,多則上千種。目前我校開設有多門實驗課,實驗內容包括物質性質驗證實驗、定量分析實驗、有機合成實驗和有機物提取實驗等,所用化學試劑包括常見酸、堿、重金屬鹽和酚及其它有機物等,其中大多數都能對環境產生嚴重污染,許多試劑及其反應廢棄物如各種酸堿、重金屬鹽及有機物等對環境和人體健康是有害的。它們之中有些可以在環境中長期存在,很難降解;有些通過食物鏈富集進入人體而造成毒害作用;有些甚至在降解的過程中又造成了二次污染[ 1 ] 。 

2. 1. 酸、堿廢液 

酸、堿廢液在化學實驗室內zui常見。一般的清洗玻璃器皿的廢液,因經大量水洗涮,濃度極小,故可直接排放。濃度較高的酸堿廢液,平時分開貯存,定期混合再中處理,做到以廢治廢,使其PH值在6. 5—8. 5之間,達到排放標準。 

2. 2. 汞及含汞廢液[ 2 ] 

如打碎溫度計,或極譜分析操作失誤等,必須及時清除散裝的汞,用滴管、棉花或用在的酸性溶液中浸過的薄銅片、粗銅絲收集于燒杯中,用水覆蓋。散落于地面難以收集的微小汞珠,應盡快撒上硫磺粉,使其化合成毒性較小的硫化汞后清除干凈;或噴上20%三氯化鐵的水溶液,干后再清除干凈。含汞溶液包括有機汞和無機汞,有機汞的廢液中加入適當的氧化劑分解為無機汞,無機汞的廢液調節PH為8 - 10,因硫化汞溶度積很小,為4×10- 53。因此,常用H2 S、Na2 S、NaHS、 (NH4 )S作為藥劑來沉淀汞, Hg+ 、Hg2 + 離子轉化為難溶的Hg2 S和HgS沉淀,由于汞有劇毒,濾液用活性碳處理后再過濾排放。 

2. 3. 含鉻廢液的處理[ 3 ] 

含鉻廢液主要來源是氧化廢水、電鍍廢水、鉻酸洗液及制備有機化合物等,一般這種廢液中含有鉻( Ⅲ)和鉻( Ⅵ)兩種價態的重金屬,毒性較大。可以向含鉻廢液中加入還原劑,如硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、二氧化硫、水合肼或者廢鐵屑,在酸性條件下將Cr ( Ⅵ)還原為Cr ( Ⅲ) ,然后加堿如NaOH、Ca(OH) 2、Na2CO3 等,調節pH值,使Cr ( Ⅲ)形成低毒的Cr (OH) 3 沉淀,清液可排放,沉淀經脫水干燥后或綜合利用,或用焙燒法處理,使其與煤渣或煤粉一起焙燒,處理后的鉻渣可填埋。 

2. 4. 含氰廢液的處理[ 4 ] 

含氰廢液主要來自于電鍍實驗和冶金實驗,低濃度的廢液可以加入NaOH調節PH值至10以上,再加入HClO (約3% ) ,充分攪拌,使CN-被氧化分解,使有毒的CN- 變成無毒的CO2 和N2。 

NaCN +NaOH +HClO =NaCNO +NaCl +H2O 

2NaCNO + 2HClO = 2CO2 ↑ + N2 ↑ + H2 ↑ +2NaCl 含廢液一定不能與酸混合,以免生成劇毒的HCN氣體而造成中毒。 

2. 5. 含銀廢液的處理

化學實驗室的含銀廢液主要來自銀量分析法和銀鏡反應和電鍍等, 主要以AgNO3 和Ag(NH3)2+ 等形式存在。回收銀的方法很多,我們通過實驗篩選出了操作簡便、回收銀純度高的方法。在廢液中通過HCl調節PH值,加NaCl沉淀,得到 的白色固體用硝酸洗滌后過濾回收。 

2. 6. 含磷廢液的處理 

含磷廢液主要來源于電鍍、表面活性劑實驗及清洗廢液。污染嚴重、殘留時間長,不易降解,對人體健康造成極大危害且難以處理。累托石[ 5 ]是一種由類云母層和類蒙皂石層形成規則間層的粘土礦物,遇水膨脹崩解、水中粒度一般為1 - 2μm,累托石具有較大的親水表面,在水溶液中顯示出良好的親水性、分散性和膨脹性,含磷廢液用累托石進行吸附,達到排放標準。同時累托石可沖洗后再生利用。 

2. 7. 芳烴硝化廢水的處理 

芳烴硝化廢水主要來源于芳基硝化實驗,芳基硝化實驗一般采用的是混酸硝化方法,過程中產生的污染物主要包括2 - 硝基酚、4 - 硝基酚、4. 6 -二硝基甲酚、2. 4 - 二硝基酚、2. 6 - 二硝基甲苯、2.6 - 二硝基甲酚和硝基苯等數十種污染物,毒性大,處理難。廢水呈深醬色,氣味難聞,含酚濃度高達0. 004mg/L 以上, COD 達1100mg/L,屬于高濃度有機廢水,實驗室處理包括活性炭、磺化煤等吸附法,絡和萃取劑萃取法和化學氧化法等,特別是吸附法處理硝基廢水具有工藝流程短,操作簡單,處理效率高的特點,適合實驗室操作。 

2. 8. 含胺類有機廢液的處理 

含胺類有機廢液主要來自于染(顏) 料中間體,藥物中間體等實驗。用絡合萃取法[ 6 ]對含胺類有機廢液進行萃取,具有相當高的COD去除率,廢水的各項指標均達到了實驗室排放要求,并且工藝簡單,設備投資少,運行成本低、操作方便。

2. 9. 高濃度有機廢液的處理 

高濃度有機廢水主要來自對天然植物、動物的沖洗、粉碎、提取有效成分等工序,還有部分來自于失效的有機試劑,具有有機物濃度高, SS高, pH值低,水質變化大等特點。采用以水解酸化+接觸氧化[ 7 ]為主體的生化處理工藝,不僅能有效去除水中有機物、懸浮物,而且運行可靠,處理費用低,處理效果好,出水水質滿足要求。