高校實(shí)驗(yàn)室的廢物處理方法初探

李志群，施艷秀，鄭向紅，何麗清

（廣東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東佛山528041）

實(shí)驗(yàn)是高校教師科研必不可少的重要環(huán)節(jié)，也是高校培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、分析解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的重要手段。隨著高校規(guī)模的擴(kuò)大和科技創(chuàng)新能力的提高，實(shí)驗(yàn)室廢棄物污染問(wèn)題日漸突出。特別是有關(guān)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到許多有毒化學(xué)品，化學(xué)反應(yīng)排放出的廢氣、廢液和廢渣，如不經(jīng)處理而直接排放到大氣、下水道或垃圾場(chǎng)中，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染。然而，許多高校實(shí)驗(yàn)室的廢物處理方法過(guò)于簡(jiǎn)單，甚至不加任何處理就排放，對(duì)廢物排放沒(méi)有系統(tǒng)化的管理。當(dāng)前，全球性環(huán)境與生態(tài)狀況的繼續(xù)惡化已引起世界各國(guó)政府和人民的密切關(guān)注，保護(hù)環(huán)境已成為全人類的共同事業(yè)。因此如何處理高校實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的大量廢棄物是每個(gè)實(shí)驗(yàn)工作者必需了解和掌握的問(wèn)題。下面就常見(jiàn)的廢物處理方法進(jìn)行研究。

1 高校實(shí)驗(yàn)室廢物的分類及預(yù)處理

1.1 分類

高校實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢物按狀態(tài)可以分為氣態(tài)廢物、液態(tài)廢物、固態(tài)廢物。因液態(tài)廢物（即廢水）的成分比較復(fù)雜，量比較大而研究比較多。

廢水按污染程度可分為高濃度和低濃度實(shí)驗(yàn)室廢水。高濃度實(shí)驗(yàn)室廢水主要成分為液態(tài)的失效試劑，液態(tài)的實(shí)驗(yàn)廢棄產(chǎn)物或中問(wèn)產(chǎn)物；低濃度實(shí)驗(yàn)室廢水指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排放的濃度與毒性較低的實(shí)驗(yàn)用水，以及各種洗滌液(儀器或器具的潤(rùn)洗液和洗滌廢水等)，毒性小、濃度低的廢試液，以及用作冷卻、加熱用途的水。

廢水按所含主要污染物性質(zhì)，可以分為有機(jī)、無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室廢水及生物實(shí)驗(yàn)廢水。無(wú)機(jī)廢水主要含有重金屬、重金屬絡(luò)合物，酸堿，氰化物，硫化物，鹵素離子以及其他無(wú)機(jī)離子等。有機(jī)廢水含有常用的有機(jī)溶劑，有機(jī)酸，醚類，多氯聯(lián)苯，有機(jī)磷化合物，酚類，石油類，油脂類物質(zhì)。生物性廢水多來(lái)自于生物安全實(shí)驗(yàn)室，污染物包括培養(yǎng)液，培養(yǎng)基及實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)的液體生物標(biāo)本。

1.2 預(yù)處理

高校實(shí)驗(yàn)室的廢物排放周期不定，排放量也無(wú)規(guī)律性，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室從事的實(shí)驗(yàn)大不相同，廢物的組成不盡相同，性質(zhì)差異比較大。因此，必須禁止將不明性質(zhì)的廢物混合存放，對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢物應(yīng)該分類收集，用特定的收集裝置貯存，貼上標(biāo)簽，注明廢物產(chǎn)生的日期、種類、性質(zhì)、所含成分，最好能標(biāo)明是什么實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的廢物。二種以上的廢物混合存放應(yīng)考慮兼容性，以免發(fā)生激烈反應(yīng)、火災(zāi)或爆炸、中毒、產(chǎn)生可燃性液體或有害液體、造成容器材質(zhì)劣化等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響。對(duì)于高濃度的液體廢物不得傾倒或稀釋后傾倒于下水道，對(duì)于低濃度廢液，建議對(duì)廢水排放系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改造，一般性洗滌用水可直接排放，實(shí)驗(yàn)器皿的洗滌水和實(shí)驗(yàn)殘液的排放則通過(guò)管道送到廢水處理裝置進(jìn)行處理，這樣可減少?gòu)U水處理裝置的廢水處理量，降低廢水處理裝置的運(yùn)行成本，處理后的清水可作為一般性沖洗用水[1]。通過(guò)分類收集可以提高廢物回收利用和無(wú)害化處理水平。

實(shí)驗(yàn)室廢物的處理應(yīng)本著就地、及時(shí)、簡(jiǎn)易操作、廢物利用、以廢治廢、變廢為寶和降低成本的原則。有條件的實(shí)驗(yàn)室可按成熟的工藝（如萃取回收、化學(xué)沉淀、氧化還原、混凝絮凝等）自行處理或部分自行處理，對(duì)已無(wú)回收利用價(jià)值、不能或不經(jīng)濟(jì)進(jìn)行自行處理的廢物在各實(shí)驗(yàn)室定點(diǎn)存放，待其達(dá)到一定數(shù)量后集中委托具有危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的單位進(jìn)行清運(yùn)和處置。

2 高校實(shí)驗(yàn)室的廢物處理

廢物處理方法直接決定著廢物的處理效果，如方法選擇不當(dāng)，則會(huì)造成處理效果達(dá)不到要求，同時(shí)也將會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。因此在廢物處理方法設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行廢物處理方案論證，從而選擇最佳廢物處理方案。首先必須了解廢物的情況，由于各個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室從事的實(shí)驗(yàn)大不相同，廢物的性質(zhì)差異比較大，要對(duì)廢物全面了解，不能想當(dāng)然進(jìn)行處理，盲目處理會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，要采用科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)廢物進(jìn)行分析、鑒定。

2.1 廢氣的處理[2]

實(shí)驗(yàn)室的廢氣污染源有實(shí)驗(yàn)室使用的有機(jī)、無(wú)機(jī)揮發(fā)性液體的揮發(fā)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生的有害氣體等。如果不加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的空氣污染防治措施，不僅會(huì)影響實(shí)驗(yàn)人員的身體健康，而且還會(huì)影響實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用壽命。

廢氣主要采用吸收法處理，或是采取通風(fēng)、抽風(fēng)等稀釋措施使之達(dá)標(biāo)排放。減少實(shí)驗(yàn)室的空氣污染措施：

(1)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)。在新建、擴(kuò)建和改造實(shí)驗(yàn)室時(shí)，門窗大小位置應(yīng)設(shè)置合理，使實(shí)驗(yàn)環(huán)境保持良好的自然通風(fēng)換氣。對(duì)于化學(xué)類和經(jīng)常使用化學(xué)試劑的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)采取強(qiáng)制排風(fēng)措施。合理設(shè)計(jì)和安裝通風(fēng)排風(fēng)設(shè)備，對(duì)于強(qiáng)揮發(fā)和釋放有毒氣體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在通風(fēng)櫥中完成。

(2)合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于使用易揮發(fā)試劑和容易產(chǎn)生有害氣體的實(shí)驗(yàn)，盡量不在人數(shù)眾多的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中安排，因?yàn)樗麄兊膶?shí)驗(yàn)技能較差，自身防護(hù)能力和知識(shí)較少，容易產(chǎn)生危險(xiǎn)；同時(shí)對(duì)于產(chǎn)生的有害氣體不能直接排放到大氣中以防污染外部環(huán)境，應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)合理處理，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿吸收處理等。

(3)避免在有人員工作的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)存放大量易揮發(fā)試劑、溶劑。對(duì)于易揮發(fā)試劑和溶劑應(yīng)該按照該類試劑的存放標(biāo)準(zhǔn)在專門場(chǎng)所保存。

2.2 固體廢物的處理

實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的固體廢物包括實(shí)驗(yàn)多余的固體樣品、反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物、過(guò)期失效的固體化學(xué)試劑以及破損的實(shí)驗(yàn)器皿。對(duì)于這類固體廢物，盡可能回收利用，無(wú)法回收利用的有毒廢渣應(yīng)委托具有危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的單位進(jìn)行清運(yùn)和處置。他們會(huì)把廢物與水泥混合凝固后遠(yuǎn)離生活區(qū)深埋或用焚燒法進(jìn)行處理。

我院染整專業(yè)學(xué)生在上印花實(shí)訓(xùn)課時(shí)，產(chǎn)生大量印花漿料，如果直接排放，不但堵塞下水道，而且排出去后會(huì)因?yàn)槿玖系木壒适顾w色度很高，給后處理帶來(lái)很大的麻煩，因此，這些廢料要收集起來(lái)給有資質(zhì)的單位進(jìn)行焚燒處理。

2.3 液體廢物的處理

高校實(shí)驗(yàn)室廢水成分復(fù)雜，只用一種方法很難把所有的污染物除盡。因此，處理廢水往往要把多種方法結(jié)合起來(lái)，或是進(jìn)行針對(duì)性的分類處理，才能達(dá)到較好的治理效果。

2.3.1 各種常見(jiàn)的處理方法

2.3.1.1 絮凝沉淀法

這類方法適用于含重金屬離子較多的無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室廢水。當(dāng)確定了廢水的性質(zhì)和各種離子沉降的性能后，選擇合適的絮凝劑(鐵鹽、鋁鹽等)，在弱堿性條件下可形成鐵、鋁氫氧化物的絮膠狀沉淀，具有吸附重金屬離子作用，在去除重金屬離子的同時(shí)，也可以除去一部分水中的其它污染物，降低廢水的COD，提高廢水的可生化性。這個(gè)方法對(duì)于水中含染料廢水效果也很好，絮凝劑產(chǎn)生的絮膠狀沉淀能吸附較多的染料分子，可以使染液顏色變淺甚至澄清。

2.3.1.2 硫化物沉淀法[3]

這種方法適用于含汞、鉛、鎘等金屬的呈堿性的實(shí)驗(yàn)廢水。一般是向廢水中加人硫化鈉，生成難溶于水的金屬硫化物，再加入鐵鹽作為共沉淀劑，生成的Fe(OH)3絮膠狀沉淀將水中懸浮的硫化汞、硫化鉛、硫化鎘微粒吸附而共沉淀，然后靜置，分離過(guò)濾，清液可直接排放。

2.3.1.3 氧化還原中和沉淀法

此類方法多適用于含六價(jià)鉻和具有還原性的有毒物質(zhì)及金屬的有機(jī)化合物。主要用于處理含氰、含酚、含硫化物的廢水。常見(jiàn)的工藝過(guò)程是向廢水中加人氧化劑，經(jīng)過(guò)氧化還原反應(yīng)后，使高毒性的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒性的物質(zhì)，再經(jīng)過(guò)混凝、沉淀將其從反應(yīng)體系中除去。

2.3.1.4 活性炭吸附法[3-4]

活性炭吸附法可用于處理含重金屬離子廢水，通過(guò)活性炭的吸附與解析作用，將金屬離子去除。也可用于生物、物理、化學(xué)法不能去除的呈溶解狀態(tài)的有機(jī)物的廢水，實(shí)驗(yàn)室有機(jī)廢水含有大量試驗(yàn)殘液和廢溶劑，其主要成分為烷烴類、芳香族以及能使液面表面自由能降低很多的物質(zhì)，且廢水濃度高、量小、呈酸性，很適合用活性炭吸附處理。處理工藝流程為先經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分離把廢水中的有機(jī)相分離出來(lái)，再經(jīng)過(guò)活性炭吸附，COD 的去除率可達(dá)到93%[5]。活性炭是目前廢水處理中使用較多的吸附劑，活性炭的預(yù)處理、再生恢復(fù)性能的工藝比較簡(jiǎn)單，裝備制造比較便宜、操作簡(jiǎn)單、維修方便，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。

2.3.1.5 焚燒法[6]

焚燒法一般適用于含有機(jī)溶劑的廢液。對(duì)含水的低濃度有機(jī)廢液，用與水不相混合的揮發(fā)性的溶劑進(jìn)行萃取，分離后再焚燒。對(duì)形成乳濁液之類的廢液可以直接用焚燒法處理。對(duì)難以燃燒的物質(zhì)，可把它與可燃性物質(zhì)混合燃燒。但要特別注意避免燃燒產(chǎn)生的毒氣造成二次污染。例如，對(duì)于只含有C，H，O 元素的有機(jī)廢物在燃燒時(shí)一般不會(huì)造成二次污染，而含有鹵素N，S 等元素的有機(jī)廢物焚燒時(shí)將會(huì)釋放多種有害氣體。

2.3.1.6 生物實(shí)驗(yàn)廢水的處置方法[4]

處理微生物實(shí)驗(yàn)廢水常用的方法是熱力消毒滅菌和化學(xué)藥劑消毒滅菌。熱力消毒滅菌法是通過(guò)高溫加熱使廢水溫度達(dá)到或超過(guò)某些有害微生物存活溫度的最高極限，殺死細(xì)菌，以確保排出廢水的安全。化學(xué)藥劑消毒滅菌法則是利用各種化學(xué)藥劑對(duì)廢水中的有害微生物進(jìn)行殺菌消毒處理，目前常用的消毒工藝有臭氧消毒、氯消毒、堿消毒等。在實(shí)際操作中，可以采用熱力和化學(xué)藥劑相結(jié)合的消毒滅菌方式，安全有效地處理生物安全實(shí)驗(yàn)室的廢水。

2.3.1.7 廢水綜合處理的方法[7]

當(dāng)廢水性質(zhì)不明，可通過(guò)實(shí)際測(cè)定試驗(yàn)來(lái)確定。這時(shí)一般采用綜合處理法。有機(jī)廢水含有懸浮物時(shí)，首先過(guò)濾，測(cè)定濾液的BOD5和COD，若濾液中的BOD5和COD 均在要求值下，可以確認(rèn)這種廢水可以采取物理處理方法；若濾液中的BOD5和COD 高于要求值，則用化學(xué)氧化、焚燒或生物法等其他方法來(lái)處理，將污染物氧化，轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)。無(wú)機(jī)廢水含有懸浮物時(shí)，首先要進(jìn)行沉淀實(shí)驗(yàn)。若在常規(guī)的靜沉?xí)r間內(nèi)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用自然沉降法進(jìn)行預(yù)處理，若達(dá)不到排放的標(biāo)準(zhǔn)，則用混凝沉降，氧化還原等化學(xué)法來(lái)處理污染物。

2.3.2 高校實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)廢液的處理

2.3.2.1 酸、堿廢液的處理

實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)生的廢酸和廢堿要集中回收分別存放，廢酸、廢堿可以廢物利用于清洗玻璃儀器，稀釋后清洗公廁，也可以將廢酸和廢堿中和后，使其pH 值在6.5 ～8.5 之間，達(dá)標(biāo)排放。

2.3.2.2 重金屬?gòu)U液的處理[2]

（1）含汞廢棄物的處理

如打碎壓力計(jì)、溫度計(jì)，將金屬汞散失在實(shí)驗(yàn)室里，必須立即用滴管、毛筆或在硝酸汞的酸性溶液中浸過(guò)的薄銅片將汞收集起來(lái)，用水覆蓋。散落過(guò)汞的地面應(yīng)撒上硫磺粉或噴20% 三氯化鐵水溶液，干后再清掃干凈。

重金屬蒸氣密度較大，沉積在底部，因此測(cè)汞及其他重金屬要在通風(fēng)道的下側(cè)安裝排氣裝置，以使廢氣及時(shí)排到室外。若室內(nèi)的汞蒸汽質(zhì)量濃度超過(guò)0.0l mg／m ，可用碘凈化，即將碘加熱或自然升華，碘蒸汽與空氣中的汞及吸附在墻上、地面上或器物上的汞作用生成不易揮發(fā)的碘化汞，然后徹底清掃干凈。含汞的廢液可調(diào)pH 值至8 ～10，加入過(guò)量硫化鈉，使其生成硫化汞沉淀，再加入硫酸亞鐵作為共沉淀劑。硫化鐵將水中懸浮的硫化汞微粒吸附而共沉淀，清液可排放，殘?jiān)捎萌蹮ɑ厥展?，或再制成汞鹽。

（2）含鉻廢液的處理

先用亞硫酸氫鈉或硫酸亞鐵將Cr5+還原為Cr3+，還原后加入廢堿液或石灰，控制pH 值8 ～9，使Cr3+以氫氧化物的形式沉淀。由于Cr（OH)3是兩性的，因此應(yīng)控制堿的加入量，以免生成亞鉻酸根離子(CrO)而重新溶解。

（3）含銀廢液的處理。

向含銀廢液中加入過(guò)量的飽和氯化鈉溶液，使生成氯化銀沉淀。去掉上清液，用布氏漏斗過(guò)濾，將沉淀物充分水洗，將沉淀物移至燒杯，加入2 ～3 倍量的水，每100 mL 溶液中加人(1+1)鹽酸5 ～10 mL，再加入棒狀 (或粒狀)鋅，攪拌后析出灰色的銀。液體變透明后，棄掉上清液，除去鋅，然后用布氏漏斗過(guò)濾，用溫水洗凈、烘干。使用粒狀鋅時(shí)，用少量鹽酸將鋅完全溶解后過(guò)濾為佳。

（4）含砷廢液處理

在含砷廢液中加入FeC13，投加量控制Fe／As 濃度比為50／1，然后用消石灰將廢液的pH值控制在8 ～10，利用新生氫氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用除去廢液中的砷。

2.3.2.3 染液的處理

含染料的廢水顏色很深，會(huì)使被污染的水體的色度很高?？梢詫U水集中收集后，選擇合適的絮凝劑(鐵鹽、鋁鹽等)，在弱堿性條件下可形成Fe（OH)3和Al（OH）3的絮膠狀沉淀吸附染料分子，從而使廢水澄清達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

高校實(shí)驗(yàn)室排放污染物的數(shù)量多、種類復(fù)雜、危害性大。其廢棄物的排放及其對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題日漸凸現(xiàn)，越來(lái)越引起社會(huì)的關(guān)注。目前，高校實(shí)驗(yàn)室廢水排放還未完全納入環(huán)保部門的監(jiān)督管理之中，除采取有效的技術(shù)措施外，也要重視實(shí)驗(yàn)室工作人員的定期培訓(xùn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中減少藥品使用量，盡量尋求無(wú)毒害性藥品代替舊的有害物質(zhì)。同時(shí)注重新方法和新技術(shù)的應(yīng)用，積極推行實(shí)驗(yàn)室物質(zhì)的回收循環(huán)利用，減少污染物的排放。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，要從經(jīng)濟(jì)性、安全性和處理效果入手，以最少的投資處理獲得最大的環(huán)境效益，致力于廢水污染治理，保護(hù)環(huán)境。

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