實驗室廢棄物處理

1.前言廢棄物，包含的種類繁多。從實驗室排出的廢棄物，主要為列于附錄中的物質(zhì)。排放這些廢棄物時，受到政府公布的各項法令的限制。特別是化學物質(zhì)，由于考慮到它會以*種形式危及人們的安康，所以從防止污染環(huán)境的立場出發(fā)，即使數(shù)量甚微，也要防止把它排放到自然水域或大氣中去，而必須加以適當?shù)奶幚?。通常從實驗室排出的廢液，雖然與工業(yè)廢液相比在數(shù)量上是很少的，但是，由于其種類多，加上組成經(jīng)常變化，因而最好不要把它集中處理，而由各個實驗室根據(jù)廢棄物的性質(zhì)，分別加以處理。為此，廢液的回收及處理自然就需依賴實驗室中每一個工作人員。所以，實驗人員應予足夠的重視，疏忽大意固然不對，而即使由于操作錯誤或發(fā)生事故，也應防止排出有害物質(zhì)。同時，實驗人員還必須加深對防止公害的認識，自覺采取措施，防止污染，以免危害自身或者危及他人。本章所表達的，是對實驗室的廢棄物中，以列于防止水質(zhì)污染法的有害物質(zhì)為對象，提出一些處理方法例如。然而，這里所表達的方法不是萬能的，也可能由于廢液的組成不同而不能充分發(fā)揮其應有的效果。并且，隨著各地處理設施或所要求的條件的不同，也可有各自不同的處理方法。因此，對于各有關(guān)研究機構(gòu)來說，假設已有確定的處理標準，應按其進展；而假設有新的更合理的處理方法，則應將其正確使用，進而自己也必須保持高度的熱情，研究出更合理的處理方法。2.收集、貯存一般應注意的事項1).廢液的濃度超過表4"1所列的濃度時，必須進展處理。但處理設施比擬齊全時，往往把廢液的處理濃度限制放寬。2).最好先將廢液分別處理，如果是貯存后一并處理時，雖然其處理方法將有所不同，但原則上仍如表4"1所列的方法，將可以統(tǒng)一處理的各種化合物收集后進展處理。3).處理含有絡離子、螯合物之類的廢液時，如果有干擾成份存在，要把含有這些成份的廢液另外收集。4).下面所列的廢液不能互相混合：①過氧化物與有機物；②氰化物、硫化物、次氯酸鹽與酸；③鹽酸、氫氟酸等揮發(fā)性酸與不揮發(fā)性酸；④濃硫酸、磺酸、羥基酸、聚磷酸等酸類與其它的酸；⑤銨鹽、揮發(fā)性胺與堿。5).要選擇沒有破損及不會被廢液腐蝕的容器進展收集。將所收集的廢液的成份及含量，貼上明顯的標簽，并置于平安的地點保存。特別是毒性大的廢液，尤要十分注意。6).對硫醇、胺等會發(fā)出臭味的廢液和會發(fā)生氰、磷化氫等有毒氣體的廢液，以及易燃性大的二硫化碳、乙醚之類廢液，要把它加以適當?shù)奶幚?，防止泄漏，并應盡快進展處理。7).含有過氧化物、硝化甘油之類爆炸性物質(zhì)的廢液，要慎重地操作，并應盡快處理。8).含有放射性物質(zhì)的廢棄物，用另外的方法收集，并必須嚴格按照有關(guān)的規(guī)定，嚴防泄漏，慎重地進展處理。②雖然是有機類廢液，但也含有列于無機類廢液的物質(zhì)，如果無機物質(zhì)的濃度超過列于無機類該項濃度時，該廢液應另行收集。③有機類廢液的濃度系指含水廢液的濃度。3.處理時一般應注意的事項1).隨著廢液的組成不同，在處理過程中，往往伴隨著產(chǎn)生有毒氣體以及發(fā)熱、爆炸等危險。因此，處理前必須充分了解廢液的性質(zhì)，然后分別參加少量所需添加的藥品。同時，必須邊注意觀察邊進展操作。2).含有絡離子、螯合物之類物質(zhì)的廢液，只參加一種消除藥品有時不能把它處理完全。因此，要采取適當?shù)拇胧?，注意防止一部份還未處理的有害物質(zhì)直接排放出去。3).對于為了分解氰基而參加次氯酸鈉，以致產(chǎn)生游離氯，以及由于用硫化物沉淀法處理廢液而生成水溶性的硫化物等情況，其處理后的廢水往往有害。因此，必須把它們加以再處理。4).沾附有有害物質(zhì)的濾紙、包藥紙、棉紙、廢活性炭及塑料容器等東西，不要丟入垃圾箱。要分類收集，加以燃燒或其它適當?shù)奶幚?，然后保管好殘渣?).處理廢液時，為了節(jié)約處理所用的藥品，可將廢鉻酸混合液用于分解有機物，以及將廢酸、廢堿互相中和。要積極考慮廢液的利用。6).盡量利用無害或易于處理的代用品〔參照附錄表6)，代替鉻酸混合液之類會排出有害廢液的藥品。7).對甲醇、乙醇、丙酮及苯之類用量較大的溶劑，原則上要把它回收利用，而將其殘渣加以處理。4.無機類實驗廢液的處理方法4.1含六價鉻的廢液考前須知1).要戴防護眼鏡、橡皮手套，在通風櫥進展操作。2).把Cr〔Ⅵ〕復原成Cr〔Ⅲ〕后，也可以將其與其它的重金屬廢液一起處理。3).鉻酸混合液系強酸性物質(zhì)，故要把它稀釋到約1％的濃度之后才進展復原。并且，待全部溶液被復原變成綠色時，查明確實不含六價鉻后，才按操作步驟中從第四點開場進展處理。處理方法［復原、中和法〔亞硫酸氫鈉法〕］［原理］Cr〔Ⅵ〕不管在酸性還是堿性條件下，總以穩(wěn)定的鉻酸根離子狀態(tài)存在。因此，可按照下式將Cr〔Ⅵ〕復原成Cr〔Ⅲ〕后進展中和，使之生成難溶性的Cr〔OH〕3沉淀而除去。4H2CrO4＋6NaHSO3＋3H2SO4→2Cr2〔SO4〕3＋3Na2SO4＋10H2O

………(1)

Cr2〔SO4〕3＋6NaOH→2Cr〔OH〕3↓＋3Na2SO4………(2)

(1)式復原反響，假設pH值在3以下，反響在短時間即進展完畢。如果使(2)式中和反響pH值在7.5～8.5圍進展，則Cr〔Ⅲ〕即以Cr(OH)3

再溶解。［操作步驟］1).于廢液中參加H2SO4，充分攪拌，調(diào)整溶液pH值在3以下〔采用pH試紙或pH計測定。對鉻酸混合液之類廢液，已是酸性物質(zhì)，不必調(diào)整pH值〕。2).分次少量參加NaHSO3結(jié)晶，至溶液由黃色變成綠色為止，要一面攪拌一面參加〔如果使用氧化""復原光電計測定，則很方便〕。3).除Cr以外還含有其它金屬時，確證Cr〔Ⅵ〕轉(zhuǎn)化后，作含重金屬的廢液處理。4).廢液只含Cr重金屬時，參加濃度為5％的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至7.5～8.5〔注意，pH值過高沉淀會再溶解〕。5).放置一夜，將沉淀濾出并妥善保存〔如果濾液為黃色時，要再次進展復原〕。6).對濾液進展全鉻檢測，確證濾液不含鉻后才可排放。［Cr〔Ⅵ〕的分析］定性分析采用二苯基碳酰二肼試紙或檢測箱進展檢測；定量分析則用二苯基碳酰二肼吸光光度法［詳見“日本工業(yè)標準規(guī)格〞〔以下簡稱JIS〕］和原子吸收光譜分析法進展測定。但要注意Cu、Cd、V、Mo、Hg、Fe等離子的干擾。［全Cr分析］用高錳酸鉀氧化Cr〔Ⅲ〕使之變成Cr〔Ⅵ〕，然后進展分析。［備注］1).除上述處理方法外，還有用強堿性陰離子交換樹脂吸附Cr〔Ⅵ〕的方法。此法即使廢液含鉻濃度較低也很有效。2).用作復原Cr〔Ⅵ〕的復原劑，有表4"2所列的物質(zhì)。而作為中和劑，也可以用Ca〔OH〕2。不過，其泥漿沉淀物較多。4.2含氰化物的廢液考前須知1).因有放出毒性氣體的危險，故處理時要慎重。操作時最好在通風櫥進展。2).廢液要制成堿性，不要在酸性情況下直接放置。3).對難于分解的氰化物〔如Zn、Cu、Cd、Ni、Co、Fe等的氰的絡合物〕以及有機氰化物的廢液，必須另行收集處理。4).對其含有重金屬的廢液，在分解氰基后，必須進展相應的重金屬的處理。處理方法〔氯堿法〕［原理］用含氮氧化劑將氰基分解為N2和CO2。反響按如下兩個階段進展：(1)式應在pH值大于10的條件下進展。假設pH值在10以下就參加氧化劑，則會發(fā)生如下反響：而產(chǎn)生刺激性很大的有害氣體Cl，因而處理時必須特別注意。對(2)式反響，如果pH值過高，則反響時間過長，故調(diào)整pH在8左右進展較好。［操作步驟］1).于廢液中參加NaOH溶液，調(diào)整pH至10以上。然后參加約10％的NaOCl溶液，攪拌約20分鐘，再參加NaOCl溶液，攪拌后，放置數(shù)小時〔如果用氧化""復原光電計檢測其反響終點，則較方便〕。2).參加5"10％的H2SO4〔或鹽酸〕，調(diào)節(jié)pH至7.5～8.5，然后放置一晝夜。3).參加Na2SO3溶液，復原剩余的氯〔稍微過量時，可用空氣氧化。每升含1克Na2SO3的溶液1毫升，相當于0.55毫克Cl〕。4).查明廢液確實沒有-離子后，才可排放。5).廢液含有重金屬時，再將其作含重金屬的廢液加以處理。［分析方法］定性分析采用氰離子試紙或檢測箱進展檢測；定量分析則蒸出全部氰后〔見JISK010229.1.2)，用硫氰酸汞法〔見JISK010229.3)進展分析。［備注］1).除上述處理方法外，還有以下幾種方法：電解氧化法〔對含氰化物2克/升以上的高濃度廢液較為有效，而處理含有Co、Ni、Fe絡合物的廢液，則較困難〕；普魯士藍法〔是以生成鐵氰化合物的形式使之沉淀的方法，此法處理含有大量重金屬的廢液，較為有利。但要徹底處理，則較為困難〕；以及臭氧氧化法〔用Cu、Mn離子加快反響，在pH為11～12下進展反響，即可把廢液轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害〕。2).其它可用作氰化物氧化劑的，有表4"3所列的物質(zhì)。3).對Fe、Ni、Co等的含氰絡合物，用上述方法難以分解。因而必須采用下述方法進展處理：①于廢液中參加NaOH溶液，調(diào)整pH至10以上，接著參加NaOCl溶液，加熱2小時左右，冷卻后過濾沉淀。②在廢液中參加H2SO4，調(diào)整pH至3以下，加熱約2小時，冷卻后過濾沉淀。③用陰離子交換樹脂吸附。4).對有機氰化物，分別施行上述無機類廢液的處理后，作為有機類廢液處理。對難溶于水的有機氰化物，用氫氧化鉀酒精溶液使之轉(zhuǎn)變成氰酸鹽，然后才進展處理。4.3含鎘及鉛的廢液考前須知1).含重金屬兩種以上時，由于其處理的最適宜pH值各不一樣，因而，對處理后的廢液必須加以注意。2).含大量有機物或氰化物的廢液，以及含有絡離子的時候，必須預先把它分解除去〔參照含有重金屬的有機類廢液的處理方法〕。鎘的處理方法〔氫氧化物沉淀法〕［原理］用Ca〔OH〕2將Cd2+轉(zhuǎn)化成難溶于水的Cd〔OH〕2而別離。Cd2++Ca〔OH〕2→Cd〔OH〕2↓+Ca2+

當pH值在11附近時，Cd〔OH〕2的溶解度最小，因此調(diào)節(jié)pH值很重要。但是，假設有金屬離子共沉淀時，則，即使pH值較低也會產(chǎn)生沉淀。［操作步驟］1).在廢液中參加Ca〔OH〕2，調(diào)節(jié)pH至10.6～11.2，充分攪拌后即放置。2).先過濾上層澄清液，然后才過濾沉淀。保管好沉淀物。3).檢查濾液中確實不存在Cd2+離子時，把它中和后即可排放。［分析方法］定性分析用鎘試劑試紙法或檢測箱進展檢測；定量分析則用二苯基硫巴腙〔即雙硫腙〕吸光光度法〔見JISK010240.1)或原子吸收光譜分析法進展測定。鉛的處理方法〔氫氧化物共沉淀法〕［原理］用Ca〔OH〕2把Pb2+轉(zhuǎn)變成難溶性的Pb〔OH〕2，然后使其與凝聚劑共沉淀而別離。Pb2++Ca〔OH〕2→Pb〔OH〕2↓+Ca2+

為此，首先把廢液的pH值調(diào)整到11以上，使之生成Pb〔OH〕2。然后參加凝聚劑，繼而將pH值降到7～8，即產(chǎn)生Pb〔OH〕2共沉淀。但如果pH值在11以上，則生成HPbO2-而沉淀會再溶解。［操作步驟］1).在廢液中參加Ca〔OH〕2，調(diào)整pH值至11。2).參加Al2〔SO4〕3〔凝聚劑〕，用H2SO4慢慢調(diào)節(jié)pH值，使其降到7～8。3).把溶液放置，待其充分澄清后即過濾。檢查濾液不含Pb2+后，即可排放。［分析方法］定性分析用檢測箱進展〔注意干擾離子〕。定量分析用二苯基硫巴腙〔即雙硫腙〕吸光光度法〔見JISK010239.1)或原子吸收光譜分析法。［備注］1).除上述處理方法外，還有硫化物沉淀法〔其生成的硫化物溶解度較小，但因形成膠體微粒而難于別離〕；碳酸鹽沉淀法〔生成的沉淀微粒細小，別離困難〕；吸附法〔使用強酸性陽離子交換樹脂，幾乎能把它們完全除去〕。2).堿性藥劑也可以用NaOH，但是由于生成微粒狀沉淀而難于過濾，故用Ca〔OH〕2較好。4.4含砷廢液考前須知1).As2O3是劇毒物質(zhì)，其致命劑量為0.1克。因此，處理時必須十分慎重。2).含有機砷化合物時，先將其氧化分解，然后才進展處理〔參照含重金屬有機類廢液的處理方法〕。處理方法〔氫氧化物共沉淀法〕［原理］用中和法處理不能把As沉淀。通常使它與Ca、Mg、Ba、Fe、Al等的氫氧化物共沉淀而別離除去。用Fe〔OH〕3時，其最適宜的操作條件是：鐵砷比〔Fe/As〕為30～50；pH為7～10。［操作步驟］1).廢液中含砷量大時，參加Ca〔OH〕2溶液，調(diào)節(jié)pH至9.5附近，充分攪拌，先沉淀別離一部份砷。2).在上述濾液中，參加FeCl3，使其鐵砷比到達50，然后用堿調(diào)整pH至7～10之間，并進展攪拌。3).把上述溶液放置一夜，然后過濾，保管好沉淀物。檢查濾液不含As后，加以中和即可排放。此法可使砷的濃度降到0.05ppm以下。［分析方法］定量分析有鐵共沉淀、濃縮""溶劑萃取""鉬藍法〔見JISK010248.1)；或鐵共沉淀、濃縮""別離砷化氫""二乙基氨荒酸銀法進展測定〔見JISK010248.2)。［備注］除上述處理方法外，還有硫化物沉淀法〔用鹽酸酸化，然后用H2S或NaHS等試劑使之沉淀〕及吸附法〔用活性炭、活性礬土作吸附劑〕。4.5含汞廢液考前須知1).廢液毒性大，經(jīng)微生物等的作用后，會變成毒性更大的有機汞。因此，處理時必須做到充分平安。2).含烷基汞之類的有機汞廢液，要先把它分解轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機汞，然后才進展處理〔參照有機汞的處理方法〕。3).不能含有金屬汞。處理方法之一〔硫化物共沉淀法〕［原理］用Na2S或NaHS把Hg2+轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶于水的HgS，然后使其與Fe〔OH〕3共沉淀而別離除去。如果使其pH值在10以上進展反響，HgS即變成膠體狀態(tài)。此時，即使用濾紙過濾，也難于把它徹底去除。如果添加的Na2S過量時，則生成[HgS2]2-而沉淀容易發(fā)生溶解。"a2S過量時，則生成[HgS2]2-而沉淀容易發(fā)生溶解。［操作步驟］1).于廢液中參加對于FeSO4〔10ppm〕及Hg2+之濃度的1∶1當量的Na2S"9H2O，充分攪拌，并使廢液之pH值保持在6～8圍。2).上述溶液經(jīng)放置后，過濾沉淀并妥善保管好濾渣〔用此法處理，可使Hg濃度降到0.05ppm以下〕。3).再用活性炭吸附法或離子交換樹脂等方法，進一步處理濾液。4).在處理后的廢液中，確證檢不出Hg后，才可排放。處理方法之二〔活性炭吸附法〕先稀釋廢液，使Hg濃度在1ppm以下。然后參加NaCl，再調(diào)整pH值至6附近，參加過量的活性炭，攪拌約2小時，然后過濾，保管好濾渣。此法也可以直接除去有機汞。處理方法之三〔離子交換樹脂法〕于含汞廢液中參加NaCl，使之生成[HgCl4]2-絡離子而被陰離子交換樹脂所吸附。但隨著汞的形態(tài)不同，有時此法效果不夠理想。并且，當有有機溶劑存在時，此法也不適用。［分析方法］全汞的定量分析，用高錳酸鉀分解""二苯基硫巴腙吸光光度法〔見JISK010244.1.1)或用原子吸收光譜分析法。定性分析雖然也可以用檢測箱進展，但假設從其檢出限度考慮，用它不能檢測到達排放標準那樣低濃度的廢液。［備注］1).因為汞容易形成絡離子，故處理時必須考慮汞的存在形態(tài)。2).假設用NaHS和ZnCl2代替Na2S+FeSO4，可以把汞去除到極微量的程度。例如，對含Hg10ppm的廢液1升，pH值在10.3，參加32毫克NaHS及80毫克ZnCl2進展處理。處理后，Hg的濃度降至0.003ppm。4.6含有機汞的廢液考前須知含烷基汞之類廢液，毒性特別大，處理時必須十分注意。處理方法〔氧化分解法〕用下述處理方法，先將有機汞轉(zhuǎn)變成無機汞，然后再進展處理。［操作步驟］在500毫升廢液〔含汞0.025毫克以下〕中，參加濃硝酸60毫升及6％的KMnO4水溶液20毫升，加熱回流二小時。待KMnO4溶液的顏色消失時，把溫度降到60℃以下，然后參加2毫升KMnO4溶液，再加熱溶液。［分析方法］以烷基汞為對象的定量分析方法有：氣相色譜法〔見JISK010244.2.1)和薄層色譜別離""二苯基硫巴腙吸光光度法〔見JISK010244.2.2)。全汞的定量分析方法，與上述所述方法一樣。［備注］除上述的處理方法外，還有用NaOCl和NaOH或KMnO4和H2SO4進展