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1、本科毕业论文(设计)题目： 实验室废液处理的问题与方法 学院： 化学与环境工程学院 班级： 09级化学六班 姓名： 熊慧磊 指导教师： 崔艳霞 职称： 完成日期： 2013 年 5 月 25 日实验室废液处理的方法与问题摘要：本文主要针对当前高校实验室所产生的废液排放不合理的现象提出一些问题，并且给出一些合理的建议。对一些常见但不可避免产生的废液中的一些物质的处理方法进行综述，比如常见的含汞废液、含铅废液等的处理方法；并对当前实验室废液的排放提供一些方法，如对实验室废液的排放加强管理，建立灵活的回收机制。提出废液回收绿色化的构想。关键词：高效实验室；废液回收；分类处理；有机废液的处理；无机废液
2、的处理；绿色化学目 录1 前言（1）2 实验室废液的介绍（2）3 当前高校实验室废液排放的整体情况（）4 实验室废液的危害以及处理原则（） 4.1 实验室废液所带来的危害（） 4.2 实验室废液的处理原则（）5 实验室一些常见的废液以及具体处理方法（） 5.1 无机类废液的处理（）5.1.1 酸碱性废液的处理（）5.1.2 含重金属离子类废液的处理（）5.1.3 氰化物废液的处理（）5.1.4 砷化物废液的处理（） 5.2 有机类废液的处理与管理（）5.2.1 卤代烃类废液的处理（） 5.2.1.1四氯化碳废液的处理 （） 5.2.1.1氯仿（三氯甲烷）废液的处理 （）5.2.2 芳香类废液的
3、处理 （）5.2.3 醚类废液的处理 （）6 减少化学实验室废液排放的措施 （）7 总结 （）8 参考文献 （）9 致谢 （）1 前言实验是化学这一学科的基础，实验室是化学的灵魂。当前国家高举创新的旗帜，各大高校纷纷响应这一举措，化学研究得做大量实验，不管做什么实验都会或多或少的产生一些废气、废液、废渣，化学实验产生的这些废液、废气、废渣有些不仅很难在自然界中很难降解，而且有一些会给我们的生活环境，生活用水带来污染，更有甚者还有一些毒性、易燃性、腐蚀性生活在周围的人群、动物、植物都会受到一些影响。随着这几年我国高等事业的飞速发展，教学与科研方面上的规模也有突飞猛进的进展，实验室以及化验室的数量
4、规模都在增加。据不完全统计，全国高校大约有2000余所，每年升入高校的学生也愈来愈多，而这些高校中科研，教学过程中废液排放量逐年增加。很多高校都只注重实验却忽略了这一关键的环节，有实验产生的废液大多数都不经过处理就直接进了下水管道，而这些管道最后与生活排水管道合在了一起，进入了污水厂，最后通过污水处理厂统一净化再成为生活用水、工业用水、农业用水。高校的化学实验与那些大规模的化工厂不能相比较，每次的排放量也相对于化工厂少了很多。因此许多高校便忽略了这一点，对这方面的问题也不是很在乎。但是近几年高校数量的增加，实验数量也居高不下导致实验污染的比重增加。高校实验的排放量小，但组成复杂且种类繁多，浓度
5、也相对较大，这就使得废液处理也相对困难一些，这就使得高校化学实验室也会会成为一个污染源1。因此我觉得高校实验室废液排放问题应该引起领导的重视，否则后果是相当严重的。现在都倡导环境友好化学，绿色化学2在化学领域所占的比重也日益增加。我们必须增强我们的环保意识，正视实验室废液污染这个问题，采取相应的防护措施。2 实验室废液的介绍实验室废液是指在教学与科研过程中所产生的“三废”中的一种。在实验室中废弃物主要以废液所占的比重最大。实验室所排放的废液具有种类繁多、组成复污染总量小，但浓度较大，缺乏相应的污染防治措施等特点。化学实验室液体废弃物按成分可分为有机废液和无机废液两种3，有机废液中主要含有常用的
6、有机溶剂，比如有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、油脂类等物质；无机废水中主要含有重金属、重金属络合物、酸、碱、硫化物、卤素离子及其他无机离子等。如果废液按照污染程度分的话可分为低浓度废液和高浓度废液。高浓度废液来源主要是由于长时间存放而导致失效的药品，通常常见的有失效的洗液、酸碱液、有机溶剂、试剂、中间产物、液体副产品等。低浓度废液主要就是洗涤实验用具的水、洗涤剂等。这些废液不论浓度还是毒性都是比较低的。3当前高校实验室废液排放的整体情况尽管在2005年国家环保总局出台了关于加强实验室类污染环境监管的通知，这条通知明确的规定了为防止实验室排放的污染物危及当地居民以及动植物以及加强实验
7、室排放物监管力度，从2005年1月1 日起将对单位实验室按照污染源进行监管，其污染将纳入环境监管范围，针对其产生的废物明确指出不得随意倾倒或转移。当前政府还没有出台一些专门针对实验室废液排放的标准。2008年教育部也对相关问题进行了详细的调查。经调查发现，许多高校还没有一个系统的实验室废液处理系统4-5。而造成这一问题的原因有四。一、国家针对高校实验室管理没有一套完整的标准来规划，只有一些针对性不强的法律。比如 水污染防治法、大气污染防治法、固体废物污染环境防治法、有毒化学品管理条例。然而高校实验室也没有一套完整系统的管理章程6-7。二、许多高校的硬件设施也不够。有些高校实验室排污比较严重，但
8、是只装了一个抽风机将那些有毒有害的气体排放到空气中去。废液排放系统与居民生活排水系统是不分开的，并且没有收集池和处理装置8。一些含酸碱、重金属的废液就会排放到生活管道中对附近的居民生活产生了影响。三、经费问题。对与一些高校想要处理整治这些问题那经费就是首要难题，从而对于废弃物处理就会心有余而力不足了。四、没有正规的回收企业。对于许多高校来说非常缺少一些回收处理危险药品的企业，这样也会对实验室污染产生影响。4实验室废液的危害以及处理原则4.1 实验室废液所带来的危害 如果实验室的废液不经过处理直接排放到生活污水管道或者垃圾场中，最后进入地下水或者河流里面，甚至会灌溉农田。这种现象的后果就是极大的
9、危害到附近人群以及饮用生活用水的居民。不仅会对环境造成不可恢复的污染，而且还会危害到人们的身体健康，造成慢性、恶性疾病的多发9。例如：腐蚀性强的酸碱对管道进行腐蚀，造成经济上的损失；废液灌溉庄稼对农作物的生长造成了影响；实验室排放的亚硝酸盐的废液如果进入人体以后会导致癌症的病发率增高；有机废液的排放会对水质，动植物的生长产生影响。引起生物在种类和数量上的变化以及水生生物的生长、繁殖,甚至导致水生生物死亡及物种的灭绝。这样就会对生态平衡造成了极大的危害。多氯代烃会通过食物链传播，且在生物体内不易降解，并且还会通过母体传给下一代，毒性极高；含有吡啶、氯仿的饮用水会导致人体的神经系统紊乱，造成人体的
10、免疫系统的下降，如果严重的话还有可能引发人体机能下降，最后死亡；还有酚酞酯类、六六六、苯并呋喃类等都是一些常见的激素类药物，它们通过食物链进入人体和动物体内，干扰雄性激素的分泌，对生殖与遗传产生毒性。含有重金属的废液在自然界中很难被降解，含有汞、铅等重金属一旦进入到人体或动物体内就会对人体、动物造成不可挽回的危害。氰化物的毒性非常剧烈，人体一旦侵入氰化物便会气喘、恶心，严重者可导致死亡10。4.2 实验室废液的处理原则在化学实验室中针对废液处理有如下原则：分类收集、集中处理、定期检查、定点贮存、安全排放等原则。化学实验室对于收集废液这一环节必须根据废液的性质来进行回收。并且做到有专人管理这些收
11、集来的废液，并且把每一种废液都用专门的容器来盛放，尽量避开热源、光源，远离火种，放到人们一般接触不到的地方，并且贴上标签表明这种废液的详细情况以便后来的人进行确认。储存的废液必须要有专人定期对其进行检查，等到贮存达到一定排放量后统一进行化学操作对其进行处理，达到标准的排放指标后在进行排放。在此过程中如果有一些有价值回收的废液要单独进行处理。还有一些实验室没有能力进行处理的废液就必须统一送到相关部门进行处理。废液处理时一定要按照实验室实验操作来进行，过程尽量要简单、经济、实用。还要防止有害气体的生成，所以必须在通风厨中进行。有时还要防止爆炸，比如将浓硫酸假如含有高锰酸钾的废液中就会有可能发生爆炸
12、。5 实验室一些常见的废液以及具体处理方法5.1 无机类废液的处理实验所产生的无机废液种类有很多，这里就几种常见的并且有危害的典型废液的处理方法进行介绍。5.1.1 酸碱性废液的处理强酸强碱性溶液排放到水中既不能用作生活用水也会对水质产生影响。正常水质的PH一般都会在6.58.5这个区间范围之内，一旦超过这个范围的话，水中生物的生长就会收到抑制，整个水体的自净能力也会减弱。排入农田中会对植物的生长造成影响。一般对于酸碱废液的而处理方法有二。一、尽量采用回收利用的方法。根据实验室中所做试验的具体用量的要求，对废液进行提纯，并调节PH，尽量重复使用。如果废液中酸碱浓度比较低的，可以进行浓缩提纯，然
13、后再回收利用。二、可采用中和反应处理的方法。中和反应是酸性试剂与碱性试剂的典型反应。把实验室废气的废酸与废碱碱性中和后统一排入下水管道。5.1.2 含重金属离子类废液的处理一般实验室废水中常见的重金属离子有铜离子、汞离子、镉离子、银离子、铅离子、铬离子这几种离子。重金属会进入土壤水质的动植物体内，最后通过食物链传入人体内。重金属离子对人体危害相当大，会引发各种难治的病，严重时会导致死亡11。现如今国家也非常重视这个问题，已经采取了非常多的措施解决相关问题。一般都会采用沉淀法12或者电化学法。实验室中具体处理方法见下表：表一：废液中所含的离子各种废液中离子的解决方法铜离子方法一、利用还原法进行回
14、收利用。可以将铜离子废液转换成CuSO4或者直接还原成Cu单质。方法二、把含铜的废液中加入弱碱将其转化成Cu(OH)2沉淀，然后在进行排放。铜的允许排放量应该在1mg/L以下。汞离子用碱液将含汞废液调节成PH为8 10，然后再加入硫化钠并使其过量，待所有汞离子生成硫化汞沉淀13后加入FeSO4 生成硫化亚铁沉淀，硫化亚铁沉淀就会把溶液中悬浮的硫化汞吸附后共沉淀，然后对其进行沉淀分离，然后过滤。最后检验滤出液，如果汞离子含量在0.05mg/L范围内即可排放。分离下来的沉淀可进行贮存。银离子银离子废液在实验室中的来源主要是银量分析法，对于银离子的废液处理基本上都采用回收再利用的方法。具体步骤是在废
15、液中加入足量的盐酸溶液，待完全反应后，将洗涤的氯化银沉淀用过量的氨水溶解，最后用锌粉进行置换。镉离子实验室一般含有镉离子的废液很少。一般方法就是加入石灰粉使其生成Cd(OH) 2沉淀然后过滤，最后对滤液进行检测，检测方法为分光光度法。如果滤液中镉离子含量在0.1mg /L以下便可排放。铅离子铅离子废液的处理方法为沉淀处理。首先加入过量强碱溶液，使得废液的PH大约为9，生成氢氧化铅沉淀与加入的硫酸铝共沉淀，静置后过滤并检测滤液中铅含量，如果含量在1.0 mg/L以下就可以实施排放。铬离子14一般六价铬离子的毒性最大，可采用还原法对其进行处理。在溶液中亚硫酸钠使其还原成正三价，再加入石灰粉使其生成
16、Cr(OH) 3沉淀15，然后过滤，检测滤液中铬六价正离子含量如果在0.5mg/L以下便可排放。5.1.3 氰化物废液的处理 氰化物废液的处理通常采用氯碱处理法。具体步骤为一、先用氢氧化钠溶液调节成PH为1113；二、加入漂白粉至PH为89；氰化物被氧化分解为CO2和N2，然后静置；三、再加入Na2SO3,以便还原溶液中的NaClO,最后检测溶液中的氰含量，如果达标即可排放。5.1.4 砷化物废液的处理 实验室废液中砷的存在形式主要是砷酸根和亚砷酸根。具体处理方法是加入消石灰生成砷酸钙或亚砷酸钙沉淀然后调节溶液PH值为8或9，静置，最后排放。5.2 有机类废液的处理方法 一般有机实验所产生的废
17、液处理方法有焚烧法、溶剂萃取法、吸附法、氧化分解法、水解法、生物化学处理法。对于一些具有回收价值的有机废液要尽量对其回收16，比如：酯类、醇类、含氧有机物、有机酸等。实验所产生的有机废液种类有很多，这里就几种常见的典型废液的处理方法进行介绍。5.2.1 卤代烃类废液的处理 这类有机物中由于含有卤元素如果采用便捷快速的焚烧法会产生二次污染 ，所以应该采取其他方法。5.2.1.1 四氯化碳废液的处理17一般对于含有四氯化碳废液用水洗涤两次，但如果四氯化碳中含有双硫腙则事先应用硫酸洗涤一次，然后再用无水CaCl2做干燥剂，进行蒸馏，最后收集75到80的馏分。5.2.1.2 氯仿（三氯甲烷）废液的处理
18、 对于含有三氯甲烷的废液应一次用水、浓硫酸、蒸馏水、盐酸羟胺洗涤，然后用CaCl2干燥，过滤并蒸馏。收集60的馏分。5.2.2 芳香类废液的处理 对于芳香类废液的处理应看废液中的含量的多少。如果含量较少，回收价值较少，则采用活性炭吸附的方法处理。如果含量较多则用蒸馏法将其回收。5.2.3 醚类废液的处理对于含有醚的废液的处理方法是用蒸馏水冲洗后对其进行中和，然后再用高锰酸钾溶液冲洗至紫色不再褪去。然后再用蒸馏水冲洗，用硫酸亚铁铵溶液( 浓度为0.5% 1%范围内)洗涤，再水洗后用无水CaCl2干燥，最后过滤蒸馏收集馏分。6 减少化学实验室废液排放的措施 关于减少实验室排放的措施主要从四方面进行
19、：一、从管理制度18方面，每所高校都应该针对自己的具体情况制定出一系列具体的规章制度来规划所有人的行为。在1971年时Young L.G.19等人就讨论了关于实验室废液的管理。二、实验室建设方面，学校应该对实验室的排放设施大力投资，因为这不仅对学校而且对周围的居民、环境都是一项非常有利的举措。三、从教研课程方面，化学教研室应研究所有课程，对于一些有危险性，污染环境的实验应该从课程中删掉或者改进教学课程，用其他类似的但没有危险的实验来代替。这样是对学校、学生的人身安全负责。四、从回收管理方面，学校应该针对实验废品回收进行专人专管，不严滥存滥放。应该有秩序调理的存放。7 总结化学虽对生活有利但也对
20、会给生活带来危害，实验室废液的处理对于当前社会发展，学科发展，学校的发展都是非常重要的。每一位化学实验工作者都应该树立起绿色化学、绿色环境的意识，光靠制度来维持这种现状是远远不够的，所有的实验者都应注重化学实验室的排放对环境的影响20，把注意力集中到原始污染的预防比消除污染更为有效。要想建设绿色化学、绿色校园每一位化学人员必须都得养成良好的实验习惯，严格遵守实验室操作规范，争取把化学实验对人体、动植物、生存环境构成的威胁降到最小。8 参考文献1 张小龙.化工实验室的污染与防治J. 化学分析计量,2009,18(4):73-75.2 王珺.浅谈绿色化学在有机化学化工中的应用J.中国科技博览，20
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