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实验室污水 实验室废水 处理方法
2020-05-06
实验室废液废水处理系统 - 污水处理
【摘 要】随着我国近年来高校招生比例的增大和科技创新能力的提升，实验室废弃物的危害性也日益增大。现在，各高校实验室每天都有未经处理的实验废水排出。本文针对高校实验室废水的排放现状，研究了实验室废水的来源和种类，提出了实验室废水的处理方法及原则，并提出了几点预防措施。
【关键词】实验废水；处理方法；预防措施
前言 随着我国近年高校招生比例的增大和科技创新能力的提升，高校教学和科研活动愈加频繁，有些实验所用危险化学试剂、剧毒品、雌激素等对环境产生严重污染的药品，所产生的废水多半未经过任何处理就直接排放到下水道中，给环境造成了严重的污染。
同时，各实验室及各实验人员所从事的实验项目不同，且同一实验人员的实验内容也经常变换，虽然各类实验室的废水排放量较少，但排放次数较多，浓度也不定，成分也较复杂，因此对环境的污染也具有多样性。
尤为高校中的化学实验室，化学药品上百种，许多试剂及其反应物如各种酸、碱、重金属盐等对人体和环境都是有害的。他们有些很难降解，可以在环境中长期存在；
有些则在降解过程中产生二次污染；有些则通过食物链的富集进入人体而造成毒害作用。因此，认真回收和处理实验室污水中的废弃物不仅是实验人员的职责，也是实验室管理的一个重要方面。
1.实验室废水的来源和种类[1] 根据实验室废水中所含主要污染物的性质，可以分为有机废水、无机废水和含病原微生物废水。其中无机废水中含有重金属、重金属络合物、酸碱、硫化物、氰化物以及其它无机离子等；有机废水中含有常用的有机溶剂如有机酸、酚类、醚类油脂类等物质；含病原微生物实验废水主要是生物实验室化验废水、解剖台冲洗废水等。 根据实验室废水中所含污染物的主要成分来分类，可以分为酸性废水、碱性废水、重金属废水、含酚废水、卤类废水等。
根据实验室废水中污染物含量的不同，可以分为高浓度实验废水、低浓度实验废水和无污染水。其中高浓度实验废水一般包括液态失效试剂、液态实验废弃物或中间产物、各种洗涤液；低浓度实验废水包括实验仪器、实验产物的低浓度洗涤废水和实验室各项保洁卫生用水；无污染水则包括实验过程中用到的冷却水、水浴及恒温等加热用水、其它清洁用水等。
2.实验室废水的处理方法及原则 高校实验室废水量少，间断性强，危害性高，污染物的组成不同，从而导致处理的原理和方法不同，因此，处理这类废水有一定难度。目前处理此类实验室污水比较成熟的方法有以下几种。 2.1 絮凝沉淀法[2，3] 此方法适用于含有重金属离子较多的无机实验废水。当确定了废水中的重金属离子后，选出合适的絮凝剂，比如石灰、铁盐、铝盐等，在弱碱性条件下可形成Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等絮凝状沉淀，同时这些絮状沉淀也具有吸附作用，可以在去除重金属离子的同时，去除部分水中的其他污染物，降低水中化学需氧量，提高废水的可生化性。
2.2 硫化物沉淀法[4] 此方法主要针对含有镉、铅、汞等重金属较多的实验室污水，一般是用Na2S或NaHS把废水中的重金属转变为难溶于水的金属硫化物，再和Fe(OH)3共沉淀进行分离。具体做法：将废水的PH值调到8.0-10.0，向废水中加入过量的Na2S,使其生成硫化物沉淀，再加入FeSO4作为共沉淀剂，生成的FeS将水中悬浮的金属硫离子吸附而形成共沉淀，静置、分离并过滤。
2.3 氧化还原中和沉淀法 此方法的原理是：成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，再经过分离。常用的还原剂有Fe、Zn、NaBH4、等[5]。
2.4 活性炭吸附法[6] 此方法多用于去除用化学或物理方法不能去除的微量溶解状态的有机物。具体处理方法：将废水分为有机和无机两相并分离，再用活性炭进行二次吸附，这种方法的化学需氧量去除率可达93%，同时活性炭还能吸附部分无机金属离子。
2.5 焚烧法[7] 此方法适用于可形成乳浊液之类的废液。但要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NO、NO2、SO2等多种有毒气体，此时就应该考虑采用其它的方法。 2.6 处理含重金属离子实验废水的其它方法 在处理含重金属离子的废水方法中，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,汞离子的去除率达到100%，铅离子可达98.3%。
2.7 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[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。
3.预防和减少实验废水的措施
3.1 减少药品的使用 董素清等人通过调查研究发现[10]，生产1t硫酸产品就排放酸洗废液2～5t,含硫酸的水洗废液10～15t.这说明生产实验所需药品将造成大量的污染，在实验中减少药品的使用也就减少了污染。同时，应该寻求用新的实验方法代替落后的实验方法，用新药品代替现有药品，尽量用无毒害性的药品代替旧的有害物质。
3.2 实验药品进行回收 对实验室废弃物进行分类处理并回收再利用，这样不仅可减小对环境的污染，还可以减少化学药品的浪费。郭子英[11]等提出了化学实验室废液的回收与利用方法。利用沉淀物的不溶性，可从产生沉淀的实验废弃物中回收固体药品。例如，从氯、溴、碘的性质实验中回收银化物，从硫酸的性质、硫酸根离子的检验实验中回收含钡的物质，从硫酸的性质实验中产生的HCl气体用碱液(NaOH)进行回收等。Osteen,Audrey B等人[12]研究了采用浓缩的方法从实验室废水中提取Hg.衍忠[13]根据废弃物的一般处理原则，提出了含Hg等7类实验室常见废弃物的处理办法，介绍了6种有机溶剂和3种贵重金属的回收与提纯，为实现实验室废物回收利用和提纯提供了确实可行的操作。
3.3 预处理 实验室排放的废水，一般分为有机废水和无机废水。当确定了废水的性质后，再根据各种离子沉降的特性，选择合适的絮凝剂(石灰、铁盐、铝盐等)进行处理。也可以采取氧化还原中和沉淀法、活性炭吸附法、有机化学药品的提纯、蒸馏、离子交换等方法。[14-15]如含Pb、Cd的实验废水可以通过加入石灰乳调节pH值至6～8之间，从而将生成Pb(OH) 2和Cd(OH) 2沉淀。含Cr6 +废水可在酸性条件下还原为Cr3 +，在碱性条件下生成Cr(OH)3沉淀，采用这种方法即可除去其中的有毒有害物质。絮凝沉淀也是实验废水处理的一个可行办法。
结语 高等院校实验室废水的处理，实质上就是采用各种手段和技术，将废水中的污染物分离或转化为无毒、无害物质，从而使废水得到净化，达到直接排放或便于收集的标准。由于高校实验室废液的组成相对复杂，排放量小，排放周期不定，瞬时排放浓度较高，不可能只用一种方法就能把所有污染物去除殆尽，因此处理废液往往需要几种方法组合，才能取得较好的处理效果。同时，实验室废液的管理是一个很重要的环节。因此，在高校，除了需要有关部门加大投入外，每位实验人员要提高环境保护和自身防护意识，养成良好实验习惯，按照规范操作，尽可能的把实验废水造成的危害降到 小，为保护环境和生态校园的建设做出自己的贡献。
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