化学实验室污水处理方法范文

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1引言

随着我国经济水平的提高和人民生活水平的改善，人们对环境问题日益重视。为改善我国的水环境，我国相继颁布了一系列污水排放标准：如污水综合排放标准[1]、污水排入城市下水道水质标准[2]、城镇污水处理厂污染物排放标准[3]等。为提高水质质量，全国各类检验检测项目不断增加、标准日益提高，各类实验室建设数量不断增加。目前我国各类实验室主要存在于各大高校、各类科研机构、检测中介机构以及企业的检验研究部门。虽然全国各大高校多在城市的边缘或往边缘区域迁移，但仍有相当数量的高校处于城市中心，其下水管道通常与城市下水管道直接相通，并无独立的化学废水处理装置，这样的下水排放方式，使得高校和科研机构实验室排放的废水，会随着下水管道直接进入城市污水管网。如果对这类废水不做专门处理，将对周边环境安全造成严重安全隐患。所属企业的科研部门，由于本身具有污水处理设施其实验室废水可得到处理。但对于多数高校、各级科研机构和检测中介机构而言，通常没有独立的化学废水处理装置，他们位置分散、污水中污染成分复杂、排放量不稳定且某些检测项目的废水还有高毒害性物质，给废水的常规化集中处理带来一定难度。

2实验室废水排放安全隐患分析

虽然铬是人体必需的微量元素，但人体需要的也仅仅是微量的三价铬而已，正六价的铬具有很强的毒性。在《国际常见有毒化学品资料简明手册》介绍中，铬在自然界主要是通过大气、水和生物链来完成迁移。一旦铬富集到人体组织内，其代谢周期长、被清除速度缓慢，会对人体造成危害。

《环境综合实验》是中国环境管理干部学院院环境科学系和环境工程系的核心课程，其内容涵盖了水、气、声三大污染项目。每年都有8～10个班级的教学任务。在《环境综合实验》的所有项目中，无论哪个专业化学需氧量是必做项目。在化学需氧量测定项目中，采取的是国标方法-重铬酸钾法[4，5]进行化学需氧量的测定。每完成一个化学需氧量测定项目，至少需要做7个样。每个样需要加入0.4g硫酸汞、10mL重铬酸钾（0.25mol/L）、30mL硫酸。这样，每完成一次化学需氧量的测定就会产生含有2.8g硫酸汞、70mL的重铬酸钾和210mL的硫酸溶液的废液；每个教学年度，单完成化学需氧量一项教学任务，就需要消耗硫酸汞168g、重铬酸钾4200mL、硫酸12600mL。单看氧化剂重铬酸钾的一种污染，环保部对于电镀污染企业水污染排放控制要求是车间或生产设施废水排放口总铬限值1.0mg/L[6]，在化学需氧量测定教学过程中，每完成一组COD的测定，其废液中总铬浓度达5mg/L。如果再算上硫酸汞、硫酸，以及其它实验项目，每个教学年度将产生大量高危的实验废水，如果这些废液不经处理就直接排放，那对周边环境安全将存在巨大安全隐患。

中国环境管理干部学院水处理中心具备对水、气、声三大污染的监测和治理能力，具有各种成套的物理、化学以及生物处理装置，对于自身所产生的实验废水可以进行有效处理，但多数实验室不具备这样的便利条件。这类废水的直接排放是一个严重的环境安全隐患，实验室建设规模越大、数量越多其排放的废水水量就越多，其对环境安全威胁就越严重。

3化学实验室废水的成分分析

针对不同污染物组成的废水，处理方法和处理程度都不相同。化学实验室废水有别于其它污废水，具有一定特殊性，不但总量少而且产量不稳定，有些个别实验废水还可能含有有毒、有害物质，使对于它们的处理具有一定的危险性。而且多数实验的实验项目较为繁杂，从而使得实验室废水成分复杂，如果不做好安全处置，将直接威胁周边的环境安全。

通常可把实验室废水分为有机废水和无机废水两大类别。其中无机废水中主要包括多数一类污染物及其络合物、酸碱、氰化物、硫化物和其它无机离子等；有机废水除含少量一类污染物（如烷基汞、苯并芘等）外，还含有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类等。

依据实验室开展的项目，分析清楚所产废水含有哪些成分，才好制定对应的处理方案，针对性的进行实验室废水的安全处置。本文对各种污染物质的具体处理方法不做详述。

4化学实验室废水的安全处置

鉴于实验室废水的特殊性，对于它的处理最好遵循：归类收集，循环利用，就地、及时处理[7]的原则。江华、刘德春[8，9]等研究显示，实验室废水的治理和工业、居民生活污水不同，很难用单一方法或某一种工艺来实现。

例如：含一类污染物的实验室废水，由于其生化处理效果相对较差，可以采取物理和化学的方法进行处理。重金属废水就可以用沉淀法去除。前文所提到的化学需氧量实验所产生的含铬废水中，相对于三价铬而言六价铬有较强毒性，处置时先用还原剂把六价铬还原为三价铬，再用沉淀剂将其以沉淀的形式从溶液中分离出去以达到废水处理的目的。

在实验室废水处理单元，从处理技术层面讲不是主要的困难，关于各种污废水治理方法的文章、书籍较为丰富。关键是对待实验室废水处理意识的淡薄和欠缺[10]。化学实验室废水难处理是相对于一些高校或科研机构不具备专业污水处理设施而言，而且难处理不等于不能处理。无论何种实验室废水从技术上总有解决办法，即便产生实验废水单位确实无法完成处理任务，也可以将其分类收集后送至专业处理公司进行处理。目前存在的问题是，部分高校或科研机构不能意识到自身实验废水对周边环境安全的威胁。对于此类废水的处理，出台强制性的法律法规是必要的前提。国家环保总局曾发出通知，要求自2005年1月1日起，对科研、监测（检测）、试验等实验室、化验室、试验场按照污染源进行管理，纳入环境监管范围[8]，这是好的开头。有了明确的法律法规，在实验室废水的处置上就有法可依，实验室废水处置工作才好依法开展，实验室周边环境安全才有保障。

其次，在具备法律法规的前提下，解决实验室废水处理的关键还要从环境安全管理入手，加强实验室环境安全管理意识，尤其是实验室废水安全排放的意识与责任，建立独立、完善的实验室废水排放系统和废水处置制度。这才是解决实验室废水安全排放的根本。

5结语

高校和科研院所的实验室在“孵化”高科技的同时，也带来了废水排放直接进入下水道的周边环境安全问题。安全重于一切，鉴于这一问题的严重性，国家环境及安全部门应尽快对实验室废水安全排放进行立法，为排除这一存在于我们身边的具有严重安全隐患的高危污染源解决法律依据。并尽快强制各级各类实验室制定实验室废水安全排放制度，完善实验室废水完全处置措施，为我们国家的环境改善添砖加瓦，为人民创造一个安全的生活环境。

参考文献：

[1] 国家环境保护总局.GB 21900-2008.污水综合排放标准[S].北京：国家环境保护总局，2008.

[2] 国家环境保护总局.CJ 343-2010.污水排入城镇下水道水质标准[S].北京：国家环境保护总局，2010.

[3] 国家环境保护总局.GB 18918-2002.城镇污水处理厂污染物排放标准[S].北京：国家环境保护总局，2002.

[4] 《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法（第四版）[R].北京：中国环境科学出版社，2002.

[5] 国家环境保护总局.GB 11914-89.化学需氧量测定标准[S].北京：国家环境保护总局，1989.

[6] 国家环境保护总局.GB 8978-1996.电镀污染物排放标准[S].北京：国家环境保护总局，1996.

[7] 高强.高校化学实验室废水处理[J].高等教育在线，2009，8（2）：113～114.

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中图分类号： O6-31 文献标识码： A 文章编号：

随着社会经济的快速发展，特别是工业、科研、教育等事业规模的不断扩大，使得我们城市中的各种实验室的数量不断增加。实验室数量的增加导致排放的废液日益增多,这些废液往往含各种有毒有害物质，由于目前一般的实验室基本上都没有独立的污水处理设施，造成了这些废液都未经处理就进入城市污水管网，有的甚至最后流入江河中或者渗入地下，对环境造成的污染不容忽视。不过，随着人们环保意识的不断增强和相应环保法规的不断完善，化学实验室废水处理也已成为化学实验管理的一项重要工作，因此关于化学实验室废水处理方法的探讨，对于保护我们生活的城市的环境有着积极的意义。

化学实验室产生废液的种类

不同工作性质的化学实验室的废液中污染物的成分不同，总体上按化学性质可分为有机化学污染物和无机化学污染物两大类。有机废液含有常用的有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类物质，有些甚至是含有剧毒的，如农药、苯并(α)芘、黄曲霉毒素、亚硝胺等；无机废水主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、强碱、氰化物、砷化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等，其中汞、砷、铅、镉、铬等重金属的毒性不仅强，且有在人体中有蓄积性。

化学实验室废液排放的现状及危害

目前我国还没有专门针对实验室废液排放的标准，废液排放遵守《污水综合排放标准》（GB8978-96）。为加强实验室类污染的环境监管，防止实验室类污染危害环境，损害人体健康，从2005年l月1日起，我国已将科研、监测等单位实验室按照污染源进行管理，其污染纳入环境监管范围。但是，由于历史的原因，我们很多化学实验室的废液排放的检测数据还是不够理想，如排放的废液pH值呈偏酸性或者重金属含量超标等现象还是存在。若这些废液未经处理就直接排入了江、河、湖、海，使某些有害污染物质进入水体 ，从而使水的感观性状（色、嗅、味、浊等）、物理化学性能（pH值、氧化还原电位、放射性等）、化学组成（无机组成和有机组成）、生物组成（种群、数量、形态等）和底质状况发生恶化，妨碍了天然水体的正常功能，造成对水生生物及人类生活、生产用水的不良影响。这必将对人类环境造成巨大伤害，因此亟需进行有效地处理。

3、化学实验室废液常见的处理方法

化学实验室废液处理是基础化学实验的组成部分，所以处理方法必须简单易操作，理论上讲它可以分为储存和处理两个阶段。含量较低的污染物用适当方法处理后达到排放标准的予以排放，对于高含量的物质和一些贵金属，可用一定方法浓缩、回收、变废为宝，残液可以排放。

3.1化学实验室有机废液处理方法

实验室有机废液处理方法：实验室能够自行处理的自行回收处理，不能自行处理的可定期交到环保部门统一处理。

（1）包含苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液：对可燃性物质用焚烧法处理；对难于燃烧的物质及低浓度的废液，用溶剂萃取法或吸附法处理；对含有重金属的机油类废液，要保管好焚烧残渣。

（2）对甲醇、乙醇及醋酸之类溶剂：能被细菌作用而易于分解，可对这类溶液用大量水稀释后排放。

（3）含重金属的有机废液：将其有机质分解后做无机类废液进行处理。

（4）对有机酸或无机酸的酯类及部份有机磷化合物等容易发生水解的物质：加入氢氧化钠或氢氧化钙在室温或加热下进行水解，水解后若废液无毒害时，把它中和稀释后排放；如果含有有害物质时，用吸附等适当的方法加以处理。

（5）含酚废液的处理：低浓度的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉煮一下，使酚分解为二氧化碳和水。如果是高浓度的含酚废液，可通过醋酸丁酯萃取，再加少量的氢氧化钠溶液反萃取，经调节pH值后进行蒸馏回收，处理后的废液排放。

（6）黄曲霉毒素：可用2.5%次氯酸钠溶液浸泡达到去毒的效果。

3.2化学实验室无机废液处理方法

化学实验室无机废液处理方法按其作用原理可分为物理法、化学法、生物法。由于实验室废液的无机成分简单、种类多、数量少，通常采用化学处理法。化学处理法就是利用化学反应的作用来分离，回收废液中各种形态的污染物质。以下是常见无机废液的处理法：

3.2.1.酸、碱废液。化学实验室内最常见就是酸、碱废液。一般废液常用做清洗剂。经大量水洗涮后浓度极稀，可直接排放。浓度较高的酸碱废液平时分开贮存，再中和处理。控制混合液PH值在6.58.5之间,达到排放标准。

3.2.2.汞及含汞废液。测量温度或极谱分析操作失误时，要及时清除散落的汞。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，再用水覆盖。散落于地面难以收集的微小汞珠，应尽快喷上20%三氯化铁的水溶液，干后再清除干净。或撒上硫粉，使其化合成毒性较小的硫化汞后清除干净。

3.2.3.含铬废液的处理。含铬废液主要来源是电镀废水酸洗液及制备有机化合物等，一般这种废液中含有Cr3+和Cr6+两种价态的重金属，Cr6+毒性很大。可以向含铬废液中加入还原剂，如硫酸亚铁、亚酸氢钠、二氧化硫、水合肼或者废铁屑,在酸性条件下还原为CrⅢ，然后加碱如NaOH、Na2CO3等调节pH值,使Cr3+形成低毒的Cr（OH）3沉淀。反应为： Cr2O72－+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O然后加入适量碱液调节溶液的PH值，并在适当的温度下加少量的H2O2或通以空气,不断搅拌。最后将溶液中过量的Fe2+氧化为Fe3+，并以Fe（OH）2、Fe（OH）3和Cr（OH）3形式沉淀共同析出。沉淀物经脱水处理后，可得组成符合铁氧体组成的复合氧化物。沉淀经脱水干后可以用焙烧法处理，使其与煤渣一起焙烧，处理后的铬渣可填埋。

3.2.4.含银废液的回收。化学实验室的含银废液主要以AgNO3和Ag(NH3)2+等形式存在。在废液中通过HCl调节PH值，加NaCl得到沉淀，将得到的白色固体用硝酸洗涤后过滤回收。3.2.5.含氰废液的处理。浓度较低的氰化物废液可以加入NaOH调节PH值在10以上，再加入HClO充分搅拌，使有毒的CN变成无毒的CO2和N2。反应为：NaCN+NaOH+HClO=NaCNO+NaCl+H2O2NaCNO+2HClO=2CO+N2+H2+2NaCl总之，化学实验室废液未经无害化处理不能直接排放，实验室内应配备专门的稀释排放无害处理后的废液设施及场地，实验室废液应按照“在混合前尽快处理掉”和“制备人亲自负责安全处理”原则进行。通过对化学实验室废液的有效处理，可以将我们的实验室污染降到最低，以有效的保护我们的城市生活环境。

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2绿色化学理念在理论和实验教学中的构建

2．1绿色化学理念在理论教学中的构建

要在理论教学中进行绿色化学意识的构建，必须十分关注国内外有关绿色化学进展的各项报道，注重对国内外相关资料的收集和整理，并对已有的资料加以消化和吸收。在此基础上，将绿色化学的重要内容较为系统地整合到教学内容中，并积极跟踪科研成果的新进展、新动向及其相关的新信息，不断丰富、深化和改进绿色化学的教学内容。例如，在第一节绪论课里，在给同学们讲述化学前沿技术时，特别提到了2005年诺贝尔化学奖的绿色化学内涵。该年度的诺贝尔化学奖授予三位有机化学家———法国学者YvesChauvin和美国学者RichardR．Schroch、RobertH．Grubbs，以表彰他们在烯烃复分解反应研究方面做出的贡献。烯烃复分解反应，被诺贝尔奖委员会主席佩尔．阿尔伯格幽默地比喻为“交换舞伴的舞蹈”，对化学工业、制药工业、合成先进塑料材料以及未来“绿色医学”的发展都起着革命性的推动作用，其最大的优点就是“绿色、高效”。该项研究使得人们向绿色化学又向前迈进了一大步，它大大地减少了有害废物对人们的危害。在电化学一节，讲述了原电池的原理和应用。为了迎合信息化时代的到来，锂电池等以高速的形式发展。那么电池在给人们生活带来方便之时，同时也给环境带来了污染，连生产电池的一线员工也未能幸免于难。如无锡的某个外资电池厂所发生的员工“镉”中毒事件，以及广东一些电池厂的员工所发生的“镉”中毒事件等。电池的使用涉及到千家万户，废电池的回收处理，需要每一个人的努力。通过理论教学，让同学们了解重金属对人体的严重危害。如，镉被人体吸收后，将在体内形成镉硫蛋白，它首先使肝脏受损，继而引起骨软化症。该病以疼痛为特点，疼痛性质为刺痛，始于腰、背，继而波及肩、膝、髋关节，并逐渐扩至全身。活动时，这种疼痛会加剧，轻症患者，咳嗽或轻微外伤即可引发病理性骨折;重症患者，其四肢可屈曲变型，身高比健康时缩短10－30厘米。通过详细地讲解，让同学们更加深刻地认识到电池的利与弊，为科学合理地使用电池打下了理论基础。在水体现状和水体保护一节时，给大家介绍了近几年发生在我国国内重大的水体污染事件，如2005年的松花江水体污染事件，还有太湖的蓝藻的爆发等，让更多人意识到环境对人类可怕的报复。在讲到水体保护时，不是泛泛讲述工业废水和生活污水的一般处理方法，而是结合现代污水处理技术，以某个污水处理厂为例，通过实地拍摄图片，讲述了活性淤泥法处理污水的工艺流程。通过污水处理的讲解，不仅让同学们学到了很多有用的知识，而且也提高了同学们的科技人文素质。

2．2绿色化学理念在实验教学中的构建

化学是一门以实验为基础的科学，化学实验是训练学生动手能力的重要手段。但学生在做实验时，一般会给环境带来不同程度的污染，因此，每个化学实验室就像一个小型污染源。虽然每次实验排放污染物的量较小，但是其积聚起来的污染效应绝对不能忽视。因此，化学实验的绿色化是一个非常迫切和亟待解决的问题。很多高校化学实验室通过微型化实验、减少使用有毒试剂和仿真模拟等一系列措施，进行绿色化实验的改革，并取得了很好的效果。近几年来，化学实验室按照绿色化学的理念和要求，改变和重新设计了部分化学实验的过程和方法，改进了实验仪器和装置，进行了微型实验的研究、重要反应过程的“绿色化”。具体做法是:①尽量避免使用或尽可能少用有毒试剂和溶剂(如盐酸羟胺等);②对污染严重的实验进行彻底改造，使之尽量少的产生或不产生污染物，或用绿色化学新实验取代之;③采用微型实验，注重对实验产物或残留物的处理、回收、再生与利用。实验中绿色化学教学的开展，不但减少了环境污染，保护了师生健康，而且增强了师生的环境意识和学生的社会责任感。另外，微型实验的开展，在减少环境污染、节省实验经验、时间的同时，也为实验内容的充实与改革提供了条件。

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文章编号:1005-6629(2009)07-0017-02中图分类号:G633.8文献标识码:C

宋心琦教授曾在“关于发展和推广微型化学实验的一点看法”[1]一文中指出了推广微型化学实验的关键,他认为微型化学实验设计应该结合学科特点,发挥其教育功能;还认为实验研究者应该发掘和设计一些更能发挥微型化学实验优势的化学实验体系, 为开展探究性学习、特别是实验探究提供条件,而不只是单纯地关注微型仪器的设计与改造。为此,我们认为,利用微型化学实验对中学生陌生的化工生产、环保工程进行模拟、解释,达到知识与技能的目标;从中探究、反思,达到过程与方法的目标;了解化学反应与生活、社会的联系,达到情感态度与价值观的目标。为此,我们结合文献设计了如下实验及问题。

1 选题背景

1.1工业生产背景

高铁酸盐是一种性能优异的强氧化剂,杀菌效果比氯氧化剂更好,在净水和污水处理方面表现出优异作用,其还原产物为三价铁可以作为净水剂,且不存在二次污染;即使过量后分解,其产物为氧气,对环境没有污染。 文献报道制备高铁酸盐的方法主要包括干法、电解法和湿法(又名次氯酸盐氧化法)[2][3][4]。

1.2新课程模块教学需要

笔者根据化工文献设计的这个实验将高铁酸盐的制备与应用以微型化学实验形式呈现,融合了工业制备、环保措施及原理分析等内容,适合多模块教学采用(详见图1)。

2高铁酸盐的微型制备

2.1电解法制备高铁酸盐

[实验仪器及药品]

仪器:U型管(微型实验仪器),铜电极(铜丝),铁电极(铁丝),导线两根,9V电池,滤纸,温水浴;

药品:2 mol・L-1 NaOH溶液,14 mol・L-1 NaOH溶液。

[实验步骤及现象]

用滤纸做成的小球塞入U型管中部,向U型管左端注入2 mol・L-1 NaOH溶液,右端注入14 mol・L-1 NaOH溶液,再将U型管浸入约为40 ℃的温水浴中。将铜电极连接电池负极,插入U型管左端;铁电极连接电池正极,插入U型管右端,反应即刻开始。随着反应的进行,左端(负极)铜电极上不断产生大量细小气泡,右端(正极)铁电极周围溶液逐渐由无色透明变为紫色,同时铁电极上也有少量气泡。当紫色足够明显时,断开电源。反应产生的紫色溶液中即含有高铁酸钠[5]。

正极反应: Fe+4OH--2e-FeO42-+2H2

负极反应: 2H2O+2e-H2+2OH-

总反应: Fe+2OH-+2H2OFeO42-+3H2

[实验说明]

(1)实验证明,用滤纸球置于U型管中部可以保证U型管两侧的NaOH溶液浓度有所差异。在反应开始前需将滤纸球用碱液浸透,放置一段时间使纸球胀大,达到阻止U型管两端溶液在短时间内混合的目的。利用特制半透膜效果更好[6]。

(2)铁电极是本实验中成功与否的关键所在,不仅充当导电媒介,还要作为反应原料。在反应前要充分打磨铁电极表面,以保证反应能快速进行。

(3)高价铁不能稳定存在,因此高铁酸盐要现配现用。

2.2次氯酸盐氧化法制备高铁酸盐

[实验仪器及药品]

器具:六孔井穴板,具双导气管的井穴塞,细胶管(导气管),5 ml注射器;

药品:盐酸,84消毒液,NaOH固体,NaOH溶液,FeCl3溶液。

[实验步骤及现象]

(1)NaClO的制备

84消毒液本身主要成分就含是NaClO,但由于其他成分会干扰本实验效果,所以需要新制次氯酸盐。倒入少量84消毒液于六孔井穴板的1#孔中,将NaOH溶液置于2#中,塞上井穴塞并用细胶管连接(注意使气体长进短出),把吸有2 mL盐酸的注射器向1#孔中缓缓下推,慢慢滴入盐酸,保持有连续平缓的气流产生。此时可以看到2#中的长管下端不断有气泡冒出,同时1#孔中颜色逐渐变黄。待反应完全后取2#中溶液待用[7]。

(2)高铁酸盐的制备

取1 g NaOH固体用2 mL去离子水溶解于小烧杯中,加入第一步制取的NaClO溶液混合均匀。滴入2～3滴FeCl3溶液,溶液逐渐由浅棕色变为深棕色,最终变成紫色。

[实验说明]

(1)湿法制备高铁酸盐的原理是:2Fe3++ 3ClO-+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O;

(2)此实验为微型实验,虽然用于反应的试剂用量较少,但仍然能够闻到氯气的气味,因此实验最好在通风橱内进行实验。在使用84消毒液时还应避免接触皮肤。

(3)与电解法相比,本实验制取高铁酸盐的速度较慢,制取的溶液需静置一段时间再使用。

3 产品的应用――高铁酸盐的净水实验

3.1模拟废水的配制

工业废水常常有颜色,并溶解有重金属离子和不溶性杂质。我们首先在学校的小池塘中取少量含有泥沙的水(浑浊),再添加几滴含有Cr3+盐的溶液作为无机污染物,将此制得的模拟工业废水置于九孔井穴板中两个井穴中。

3.2高铁酸盐的氧化性验证

我们向其中的一孔滴加1滴高铁酸钠溶液,另一只作为对照,观察溶液颜色变化发现溶液由绿色变为黄色,可知反应中 Cr(III) 被氧化为 Cr(VI)。Cr(VI)的酸性溶液常用于实验室的洗液。

3.3 Fe(OH)3的絮凝作用

在以上过程中FeO42-被还原为Fe(III),水解形成具有强吸附性的Fe(OH)3, 通过吸附水中的泥沙等悬浮物发生絮凝作用,将废水中的污染物沉积下来。

3.4沉淀作用

由于高铁酸盐在强碱条件下制得,因此,将高铁酸盐溶液加入含有Ni3+、Cu2+和Zn2+的工业废水中时,OH-会和这些离子作用产生沉淀,从而也达到了除去这些重金属离子的目的。

参考文献:

[1]宋心琦.关于发展和推广微型化学实验的一点看法[J].化学教学,2008,(2):1～2.

[2]马会林.常见的净水剂、消毒剂[J].中学化学教学参考,2008,(11):42～43.

[3]陈儒生.解读高考新宠―高铁酸钾[J].化学教学,2008,(6):71～73.

[4]张新中.新型水处理剂―高铁酸盐[J].化学教学,2007,(8):76～78.

[5]郑璐、房豪杰等.高铁酸钠电化学合成条件的研究[J].环境污染治理技术与设备,2006,(10):59～64.

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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、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最小，为保护环境和生态校园的建设做出自己的贡献。

参考文献：

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[2]杨建设,刘琳.实验室废液的处理方法[J].农业技术师范学院学报,1999,(2):58-59.

[3]王家棋,关于化学实验室废液处理的探讨[J].化学教育,1998,(3):30-31.

[4]王敏,郑素芹,段颖.实验室中对汞及其含汞废液的处理[J].黑龙江医药科学,2001,24(3):85.

[5]王敏,郑素芹,段颖.实验室中对汞及其含汞废液的处理[J].黑龙江医药科学,2001,24(3):85.

[6]黄继国,张永.GT―铁氧体法处理含铬废水实验研究[J].长春科技大学学报,2000,

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[7]张小晶.生物安全实验室废水处理系统探究[J].环境科学与技术.2005,28(6):86-88．

[8]Shui WaiLin. An innovative method for removing Hg2+ and Pb2+ in concentrations from aqueous media[J].Chemosphere,1999,39(11):1809-1817.

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[10]董素清,岳冠华.解决学校实验室污染问题的有效手段之一回收循环再利用[J].北京建筑工程学院学报,2002,18(1):24-26.

[11]郭子英,李雪梅.实验室化学废液的回收与利用[J].

[12]Osteen,Audrey B, Febe P. Treatment of radioactive la2boratory waste formercury removal[J]. WaterAir Soil Pollut, 1991,8(56): 63-74.

[13]徐衍忠. 实验室“三废”的处理办法[J].干旱环境监测, 1997,11(13):39-42,45.