化学实验室废水危害很大,随着高校的扩招,学生人数的激增及经济的发展,科研的进行,化学实验室废水日益增多,很多实验室对废水不加任何处理就排入下水道,因实验废水的成分相当复杂,含有较多的酸、碱、氰化物、六价铬、砷化物、酚、苯等有毒有害的物质,直接排放对人们的生活用水和居住环境势必造成污染,寻找一种经济、高效、节能、环保,适用的化学实验室废水处理工艺已经刻不容缓。
化学实验室废水的产生,主要来自高校化学实验和科研实验,实验废水量的不确定性、多变性、复杂性是其自身的特点,实验废水分为高浓度和低浓度的废水,高浓度废水主要是标签脱落后的不明潮解试剂,失效的液态试剂,科研和实验中的衍生物及副产品,剧毒药品实验后的洗涤水,高浓度废水对环境污染严重,应当引起人们的足够重视,低浓度废水主要是化学实验器皿的洗涤水,一般酸、碱、盐的化学反应产物,低毒的化学废试液和实验用水。
据化学实验室废水的主要成分,可分为无机废水、有机废水和综合废水。无机废水主要含有重金属的汞、铅、铬及氰化物半岛.体育平台、砷化物、氟化物等,有机废水主要含有酚、苯、硝基化合物、多环芳烃、多氯联苯等致癌物质,综合废水是指废水中既含有机污染物,又含无机污染物,并且两者含量都很大。大多数实验废水是综合废水,处理这些废水,要因水而宜。
化学实验室使用的试剂和药品,少则近百种,多则上千种。目前我校开设有多门实验课,实验内容包括物质性质验证实验、定量分析实验、有机合成实验和有机物提取实验等,所用化学试剂包括常见酸、碱、重金属盐和酚及有机物等,其中大多数都能对环境产生严重污染,许多试剂及其反应废弃物如各种酸碱、重金属盐及有机物等对环境和健康是有害的。它们之中有些可以在环境中长期存在,很难降解;有些通过食物链富集进入而造成毒害作用;有些甚至在降解的过程中又造成了二次污染。
酸、碱废液在化学实验室内最常见。一般的清洗玻璃器皿的废液,因经大量水洗涮,浓度极小,故可直接排放。浓度较高的酸碱废液,平时分开贮存,定期混合再中处理,做到以废治废,使其pH值在6. 5~8. 5之间,达到排放标准。
如,打碎温度计,或极谱分析操作失误等,必须及时清除散装的汞,用滴管、棉花或用在硝酸汞的酸性溶液中浸过的薄铜片、粗铜丝收集于烧杯中,用水覆盖。散落于地面难以收集的微小汞珠,应尽快撒上硫磺粉,使其化合成毒性较小的硫化汞后清除干净;或喷上20%三氯化铁的水溶液,干后再清除干净。含汞溶液包括有机汞和无机汞,有机汞的废液中加入适当的氧化剂分解为无机汞,机汞的废液调节pH为8-10,因硫化汞溶度积很小半岛.体育全站,为4×10-53。因此,常用H2S、Na2S、NaHS、(NH4)S作为药剂来沉淀汞,Hg+、Hg2+离子转化为难溶的Hg2S和HgS沉淀,由于汞有剧毒,滤液用活性碳处理后再过滤排放。
含铬废液主要来源是氧化废水、电镀废水、铬酸洗液及制备有机化合物等,一般这种废液中含有铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)两种价态的重金属,毒性较大。可以向含铬废液中加入还原剂,如硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、二氧化硫、水合肼或者废铁屑,在酸性条件下将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),然后加碱如NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3等。调节pH值,使Cr(Ⅲ)形成低毒的Cr(OH)3沉淀,清液可排放,沉淀经脱水干燥后或综合利用,或用焙烧法处理,使其与煤渣或煤粉一起焙烧,处理后的铬渣可填埋。
含氰废液主要来自于电镀实验和冶金实验,低浓度的氰化物废液可以加入NaOH调节pH值至10以上,再加入HClO (约3%),充分搅拌,使CN-被氧化分解,使有毒的CN-变成无毒的CO2和N2。
化学实验室的含银废液主要来自银量分析法和银镜反应和电镀等,主要以AgNO3和Ag(NH3)2+等形式存在。回收银的方法很多,我们通过实验筛选出了操作简便、回收银纯度高的方法。在废液中通过HCl调节pH值,加NaCl沉淀,得到的白色固体用硝酸洗涤后过滤回收。
含磷废液主要来源于电镀、表面活性剂实验及清洗废液。污染严重、残留时间长,不易降解,对健康造成极大危害且难以处理。累托石是一种由类云母层和类蒙皂石层形成规则间层的粘土矿物,遇水膨胀崩解、水中粒度一般为1~2μm,累托石具有较大的亲水表面,在水溶液中显示出良好的亲水性、分散性和膨胀性,含磷废液用累托石进行吸附,达到排放标准。同时累托石可冲洗后再生利用。
芳烃硝化废水主要来源于芳基硝化实验,芳基硝化实验一般采用的是混酸硝化方法,过程中产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数十种污染物,毒性大,处理难。废水呈深酱色,气味难闻,含酚浓度高达0.004mg/L以上,COD达1100mg/L,属于高浓度有机废水,实验室处理包括活性炭、磺化煤等吸附法,络和萃取剂萃取法和化学氧化法等,特别是吸附法处理硝基废水具有工艺流程短,操作简单,处理效率高的特点,适合实验室操作。
含胺类有机废液主要来自于染(颜)料中间体,药物中间体等实验。用络合萃取法对含胺类有机废液进行萃取,具有相当高的COD去除率,废水的各项指标均达到了实验室排放要求,并且工艺简单,设备投资少,运行成本低、操作方便。
高浓度有机废水主要来自对天然植物、动物的冲洗、粉碎、提取有效成分等工序,还有部分来自于失效的有机试剂,具有有机物浓度高,SS高,pH值低,水质变化大等特点。采用以水解酸化+接触氧化为主体的生化处理工艺,不仅能有效去除水中有机物、悬浮物,而且运行可靠,处理费用低,处理效果好,出水水质满足要求。
负压通风柜是一种防护设备,一般用于具有病原体实验操作的实验室。负压通风柜相对于实验室是负压的,气体从实验室向通风柜内部流动,而且排出的空气是经过高效过滤器过滤的,因此,病原因子不会逃逸到柜体外部,也不会污染环境。当操作一些病原因子的实验过程中,需要离心、震荡或超声、混匀,又无法放入生物安全柜进行时,需要将这些设备放在负压通风柜中操作。但是,一旦负压通风柜发生断电、机械故障、高效过滤器发生破损等情况时,病原微生物就有可能逃逸到柜体外面,污染实验环境,造成实验人员感染等风险和事故。
当负压通风柜发生排风机故障时,会导致柜体内的空气无法排到室外(可能含有病原微生物),并导致病原微生物外溢,污染实验环境,对实验人员产生威胁。其处置方法如下:
(1) 立即切断电源。(2)将开启的感染性材料的容器(管)盖上盖子。(3)如果有前窗玻璃门的,则立即关闭前操作窗玻璃门,然后更换新的手套。(4)按规定程序进行报告。(5)静止30分钟以上。(6)缓慢打开前玻璃门,整理通风柜内部的实验物品。(7)用专用废物袋或容器包装各种实验材料。(8)对包装容器进行外部消毒后拿出。(9)对负压通风柜操作台面和内壁进行消毒。 图4-13负压通风柜(10)按照正常程序退出实验室。(11)对实验室内部空间进行消毒。(12)修复排风机。(13)记录事故处置过程。(14)分析评价事故发生原因和可能的后果。(15)进行整改和风险再评估。
发生排风机故障时,应以控制感染性材料外溢为处置重点,要求做到:一是立即关闭电源,避免继续送风,以免造成进一步的外泄;二是迅速将敞开的装有感染性材料的容器盖子盖上加以密封;三是尽快关闭通风柜的前窗玻璃门;四是对包装材料外部和通风柜内部进行消毒;五是设备去污染后才能进行维修。
生物安全柜和负压通风柜的高效过滤器,一般情况下不会发生破损,但是如果在使用过程中发生碰撞,使用明火或遭遇尖锐器具的触碰等就会导致高效过滤器破损,移动柜体时有可能导致高效过滤器密封处出现松动,如果不及时检测,就容易导致病原因子的泄漏,污染环境。如果在实验操作过程中发现高效过滤器破损时,应立即停止实验操作,具体处置方法如下。
(1) 立即关闭电源。(2)停止离心及混匀等操作。(3)立即将敞开的容器或样本管等进行密闭处置。(4)将感染性材料从离心机或混匀器等设备中取出,放入密闭容器。(5)向实验室主任报告。(6)对容器外部和通风柜内部进行消毒。(7)对通风柜管道和高效过滤器进行消毒。(8)更换高效过滤器。(9)对高效过滤器进行完整性检测。(10)检测合格后,再次使用。(11)记录整个处置过程。
2.处置要点一是操作中发现高效过滤器破损,应立即停止实验操作;二是将敞开的实验材料容器立即盖盖密闭;三是应对通风柜操作区域、高效过滤器及管道进行终末消毒,再更换新的高效过滤器(由专业人员进行操作,并做好个体防护),然后对高效过滤器进行完整性检测,符合要求后才能再次投入使用。