实验室废弃物处理

1. 前言 废弃物,涉及的种类繁多。从实验室排出的废弃物，重要为列于附录中的物质。排放这些废弃物时,受到政府颁布的各项法令的限制。特别是化学物质,由于考虑到它会以某种形式危及人们的健康，因此从避免污染环境的立场出发,虽然数量甚微，也要避免把它排放到自然水域或大气中去,而必须加以合适的解决。 一般从实验室排出的废液，虽然与工业废液相比在数量上是很少的,但是，由于其种类多,加上构成常常变化,因而最佳不要把它集中解决,而由各个实验室根据废弃物的性质,分别加以解决。为此,废液的回收及解决自然就需依赖实验室中每一种工作人员。因此,实验人员应予足够的注重，疏忽大意固然不对，而虽然由于操作错误或发生事故，也应避免排出有害物质。同步，实验人员还必须加深对避免公害的结识,自觉采用措施，避免污染,以免危害自身或者危及她人。 本章所论述的,是对实验室的废弃物中,以列于避免水质污染法的有害物质为对象，提出某些解决措施示例。然而，这里所论述的措施不是万能的,也也许由于废液的构成不同而不能充足发挥其应有的效果。并且，随着各地解决设施或所规定的条件的不同，也可有各自不同的解决措施。因此，对于各有关研究机构来说,若已有拟定的解决原则,应按其进行;而若有新的更合理的解决措施,则应将其对的使用,进而自己也必须保持高度的热情，研究出更合理的解决措施。收集、贮存一般应注意的事项1）.废液的浓度超过表?1所列的浓度时,必须进行解决。但解决设施比较齐全时,往往把废液的解决浓度限制放宽。)最佳先将废液分别解决,如果是贮存后一并解决时,虽然其解决措施将有所不同,但原则上仍如表4？1所列的措施，将可以统一解决的多种化合物收集后进行解决。).解决具有络离子、螯合物之类的废液时，如果有干扰成分存在,要把具有这些成分的废液此外收集。).下面所列的废液不能互相混合:过氧化物与有机物；氰化物、硫化物、次氯酸盐与酸；盐酸、氢氟酸等挥发性酸与不挥发性酸;浓硫酸、磺酸、羟基酸、聚磷酸等酸类与其他的酸;铵盐、挥发性胺与碱。5).要选择没有破损及不会被废液腐蚀的容器进行收集。将所收集的废液的成分及含量,贴上明显的标签，并置于安全的地点保存。特别是毒性大的废液,尤要十分注意。6).对硫醇、胺等会发出臭味的废液和会发生氰、磷化氢等有毒气体的废液,以及易燃性大的二硫化碳、乙醚之类废液,要把它加以合适的解决,避免泄漏,并应尽快进行解决。7).具有过氧化物、硝化甘油之类爆炸性物质的废液,要谨慎地操作，并应尽快解决。8)具有放射性物质的废弃物,用此外的措施收集，并必须严格按照有关的规定,严防泄漏,谨慎地进行解决。虽然是有机类废液，但也具有列于无机类废液的物质，如果无机物质的浓度超过列于无机类该项浓度时，该废液应另行收集。有机类废液的浓度系指含水废液的浓度。3. 解决时一般应注意的事项1）.随着废液的构成不同,在解决过程中，往往随着着产生有毒气体以及发热、爆炸等危险。因此，解决前必须充足理解废液的性质,然后分别加入少量所需添加的药物。同步,必须边注意观测边进行操作。）.具有络离子、螯合物之类物质的废液,只加入一种消除药物有时不能把它解决完全。因此,要采用合适的措施,注意避免一部份尚未解决的有害物质直接排放出去。3).对于为了分解氰基而加入次氯酸钠,以致产生游离氯,以及由于用硫化物沉淀法解决废液而生成水溶性的硫化物等状况，其解决后的废水往往有害。因此，必须把它们加以再解决。).沾附有有害物质的滤纸、包药纸、棉纸、废活性炭及塑料容器等东西，不要丢入垃圾箱内。要分类收集,加以焚烧或其他合适的解决,然后保管好残渣。5）解决废液时，为了节省解决所用的药物，可将废铬酸混合液用于分解有机物，以及将废酸、废碱互相中和。要积极考虑废液的运用。6).尽量运用无害或易于解决的代用品（参照附录表），替代铬酸混合液之类会排出有害废液的药物。7)对甲醇、乙醇、丙酮及苯之类用量较大的溶剂,原则上要把它回收运用,而将其残渣加以解决。4 无机类实验废液的解决措施4.1 含六价铬的废液注意事项1）.要戴防护眼镜、橡皮手套,在通风橱内进行操作。2）.把Cr(）还原成r()后，也可以将其与其他的重金属废液一起解决。).铬酸混合液系强酸性物质，故要把它稀释到约的浓度之后才进行还原。并且，待所有溶液被还原变成绿色时,查明的确不含六价铬后，才按操作环节中从第四点开始进行解决。解决措施还原、中和法( 亚硫酸氢钠法）原理r(）不管在酸性还是碱性条件下,总以稳定的铬酸根离子状态存在。因此，可按照下式将Cr（)还原成Cr()后进行中和，使之生成难溶性的Cr（OH）3沉淀而除去。H2CrO6NaHSO3+3HSO422(O4）3+32SO4+0H2(1)r2（4）36NOH2Cr(OH)33Na2SO4(2）（1）式还原反映，若pH值在3如下，反映在短时间内即进行结束。如果使（2)式中和反映pH值在7585范畴内进行,则r（)即以r(OH)3再溶解。操作环节).于废液中加入H2S4,充足搅拌,调节溶液pH值在如下（采用p试纸或pH计测定。对铬酸混合液之类废液，已是酸性物质，不必调节pH值)。2).分次少量加入NaO结晶，至溶液由黄色变成绿色为止，要一面搅拌一面加入（如果使用氧化?还原光电计测定,则很以便）。3).除r以外还具有其他金属时，确证(）转化后，作含重金属的废液解决。4).废液只含Cr重金属时，加入浓度为5%的NaO溶液,调节值至7.585（注意，H值过高沉淀会再溶解)。5).放置一夜,将沉淀滤出并妥善保存（如果滤液为黄色时,要再次进行还原）。）.对滤液进行全铬检测,确证滤液不含铬后才可排放。r()的分析定性分析采用二苯基碳酰二肼试纸或检测箱进行检测；定量分析则用二苯基碳酰二肼吸光光度法详见“日本工业原则规格”(如下简称S）K 002 1.2.1和原子吸取光谱分析法进行测定。但要注意Cu、Cd、V、Mo、Hg、e等离子的干扰。全C分析用高锰酸钾氧化Cr（）使之变成Cr(),然后进行分析。备注1).除上述解决措施外,尚有用强碱性阴离子互换树脂吸附C()的措施。此法虽然废液含铬浓度较低也很有效。2).用作还原Cr（)的还原剂,有表4？2所列的物质。而作为中和剂,也可以用C(H)2。但是，其泥浆沉淀物较多。.2 含氰化物的废液注意事项1）.因有放出毒性气体的危险，故解决时要谨慎。操作时最佳在通风橱内进行。2).废液要制成碱性，不要在酸性状况下直接放置。3).对难于分解的氰化物（如Zn、Cu、Cd、Ni、Co、Fe等的氰的络合物）以及有机氰化物的废液，必须另行收集解决。)对其具有重金属的废液,在分解氰基后，必须进行相应的重金属的解决。解决措施（氯碱法)原理用含氮氧化剂将氰基分解为N2和CO。反映按如下两个阶段进行:（1)式应在H值不小于10的条件下进行。若pH值在1如下就加入氧化剂，则会发生如下反映:而产生刺激性很大的有害气体CNCl,因而解决时必须特别注意。对（)式反映,如果H值过高，则反映时间过长,故调节H在8左右进行较好。操作环节1).于废液中加入aH溶液，调节pH至1以上。然后加入约10的NaOl溶液,搅拌约分钟,再加入aOC溶液，搅拌后，放置数小时（如果用氧化?？还原光电计检测其反映终点，则较以便）。2)加入5?0%的H2S（或盐酸）,调节 pH至7.58.5，然后放置一昼夜。).加入Na23溶液，还原剩余的氯(稍微过量时，可用空气氧化。每升含1克N2SO3的溶液毫升，相称于0.55毫克C）。4）.查明废液的确没有CN离子后,才可排放。5).废液具有重金属时，再将其作含重金属的废液加以解决。分析措施定性分析采用氰离子试纸或检测箱进行检测；定量分析则蒸出所有氰后（见JI K 010229.1.2),用硫氰酸汞法(见JIS K 010 29.)进行分析。备注1)除上述解决措施外,尚有如下几种措施:电解氧化法(对含氰化物2克/升以上的高浓度废液较为有效，而解决具有C、Ni、Fe络合物的废液，则较困难);普鲁士蓝法（是以生成铁氰化合物的形式使之沉淀的措施,此法解决具有大量重金属的废液,较为有利。但要彻底解决，则较为困难);以及臭氧氧化法（用Cu、M离子加快反映，在H为1112下进行反映,即可把废液转变为无害）。2).其他可用作氰化物氧化剂的,有表4？3所列的物质。3）对Fe、Ni、Co等的含氰络合物，用上述措施难以分解。因而必须采用下述措施进行解决:于废液中加入NaOH溶液,调节 至 0以上，接着加入aOCl溶液，加热2小时左右,冷却后过滤沉淀。在废液中加入S4,调节H至3如下，加热约2小时，冷却后过滤沉淀。用阴离子互换树脂吸附。4).对有机氰化物，分别施行上述无机类废液的解决后，作为有机类废液解决。对难溶于水的有机氰化物，用氢氧化钾酒精溶液使之转变成氰酸盐,然后才进行解决。43 含镉及铅的废液注意事项1）含重金属两种以上时,由于其解决的最合适p值各不相似,因而，对解决后的废液必须加以注意。2).含大量有机物或氰化物的废液，以及具有络离子的时候，必须预先把它分解除去（参照具有重金属的有机类废液的解决措施）。镉的解决措施(氢氧化物沉淀法)原理用a（H）2将Cd2+转化成难溶于水的d(O)2而分离。C2+Ca（OH)2Cd（H）2+Ca2+当H值在1附近时，Cd(OH）的溶解度最小，因此调节值很重要。但是,若有金属离子共沉淀时,那么，虽然H值较低也会产生沉淀。操作环节1）在废液中加入 Ca(OH)2,调节pH至1011，充足搅拌后即放置。).先过滤上层澄清液，然后才过滤沉淀。保管好沉淀物。3).检查滤液中的确不存在Cd2+离子时,把它中和后即可排放。分析措施定性分析用镉试剂试纸法或检测箱进行检测;定量分析则用二苯基硫巴腙（即双硫腙）吸光光度法（见JS 004.1）或原子吸取光谱分析法进行测定。铅的解决措施(氢氧化物共沉淀法）原理用Ca(H）2把Pb2转变成难溶性的b(H）2，然后使其与凝聚剂共沉淀而分离。2+Ca(OH）Pb(OH)2+a+为此,一方面把废液的H值调节到11以上,使之生成Pb(OH）2。然后加入凝聚剂，继而将pH值降到78,即产生Pb(OH）2共沉淀。但如果p值在11以上,则生成HPb2-而沉淀会再溶解。操作环节）.在废液中加入Ca(OH)2，调节pH值至11。2).加入Al2（4）3(凝聚剂）,用2S4慢慢调节p值，使其降到7。3).把溶液放置,待其充足澄清后即过滤。检查滤液不含b+后，即可排放。分析措施定性分析用检测箱进行（注意干扰离子)。定量分析用二苯基硫巴腙(即双硫腙)吸光光度法（见JIS 010231)或原子吸取光谱分析法。备注）除上述解决措施外，尚有硫化物沉淀法（其生成的硫化物溶解度较小,但因形成胶体微粒而难于分离);碳酸盐沉淀法(生成的沉淀微粒细小，分离困难）；吸附法(使用强酸性阳离子互换树脂，几乎能把它们完全除去)。2).碱性药剂也可以用NaO，但是由于生成微粒状沉淀而难于过滤,故用Ca（OH)2较好。44含砷废液注意事项1).O3是剧毒物质,其致命剂量为1克。因此,解决时必须十分谨慎。2).具有机砷化合物时,先将其氧化分解，然后才进行解决（参照含重金属有机类废液的解决措施)。解决措施(氢氧化物共沉淀法)原理用中和法解决不能把s沉淀。一般使它与a、Mg、B、F、l等的氢氧化物共沉淀而分离除去。用Fe(OH)3时，其最合适的操作条件是:铁砷比(Fe/As）为050;H为10。操作环节1）.废液中含砷量大时，加入Ca(H）溶液,调节pH至9.附近，充足搅拌，先沉淀分离一部份砷。2)在上述滤液中,加入FCl3,使其铁砷比达到50，然后用碱调节H至10之间，并进行搅拌。3).把上述溶液放置一夜，然后过滤,保管好沉淀物。检查滤液不含A后,加以中和即可排放。此法可使砷的浓度降到.5pp如下。分析措施定量分析有铁共沉淀、浓缩？?溶剂萃取？?钼蓝法(见JSK028）;或铁共沉淀、浓缩?？分离砷化氢?二乙基氨荒酸银法进行测定(见JS K 010 48.2)。备注除上述解决措施外,尚有硫化物沉淀法(用盐酸酸化，然后用2S或aHS等试剂使之沉淀）及吸附法(用活性炭、活性矾土作吸附剂)。5 含汞废液注意事项1).废液毒性大，经微生物等的作用后，会变成毒性更大的有机汞。因此，解决时必须做到充足安全。2).含烷基汞之类的有机汞废液,要先把它分解转变为无机汞,然后才进行解决(参照有机汞的解决措施）。3）.不能具有金属汞。解决措施之一(硫化物共沉淀法）原理用2S或NaS把H2+转变为难溶于水的H,然后使其与Fe（O)3共沉淀而分离除去。如果使其H值在0以上进行反映,HgS即变成胶体状态。此时,虽然用滤纸过滤,也难于把它彻底清除。如果添加的NaS过量时，则生成HS2-而沉淀容易发生溶解。?2S过量时,则生成HgS2-而沉淀容易发生溶解。操作环节1).于废液中加入对于FeSO（1pp）及Hg2+之浓度的11当量的a2S?9H2O,充足搅拌,并使废液之H值保持在6范畴内。2).上述溶液经放置后，过滤沉淀并妥善保管好滤渣(用此法解决,可使g浓度降到0p如下)。3).再用活性炭吸附法或离子互换树脂等措施,进一步解决滤液。4).在解决后的废液中,确证检不出Hg后，才可排放。解决措施之二（活性炭吸附法）先稀释废液，使Hg浓度在1ppm如下。然后加入NaCl,再调节pH值至6附近,加入过量的活性炭,搅拌约2小时,然后过滤,保管好滤渣。此法也可以直接除去有机汞。解决措施之三(离子互换树脂法）于含汞废液中加入NaC,使之生成HgCl42-络离子而被阴离子互换树脂所吸附。但随着汞的形态不同,有时此法效果不够抱负。并且,当有有机溶剂存在时,此法也不合用。分析措施全汞的定量分析,用高锰酸钾分解?二苯基硫巴腙吸光光度法(见JIS K244.1）或用原子吸取光谱分析法。定性分析虽然也可以用检测箱进行,但若从其检出限度考虑,用它不能检测达到排放原则那样低浓度的废液。备注）.由于汞容易形成络离子,故解决时必须考虑汞的存在形态。).若用NHS和nCl2替代N2+FeSO4，可以把汞清除到极微量的限度。例如，对含H10pp的废液1升,pH值在10.3,加入32毫克NaH及80毫克ZC2进行解决。解决后，Hg的浓度降至000ppm。4.6 具有机汞的废液注意事项含烷基汞之类废液，毒性特别大，解决时必须十分注意。解决措施(氧化分解法)用下述解决措施，先将有机汞转变成无机汞,然后再进行解决。操作环节在50毫升废液(含汞0.02毫克如下）中,加入浓硝酸60毫升及6%的MO4水溶液0毫升，加热回流二小时。待KnO溶液的颜色消失时,把温度降到60如下，然后加入2毫升KMO4溶液，再加热溶液。分析措施以烷基汞为对象的定量分析措施有：气相色谱法（见JISK 01024.2.1）和薄层色谱分离?二苯基硫巴腙吸光光度法(见JIS K 0144.2.2)。全汞的定量分析措施，与上述JIS 01241.所述措施相似。备注除上述的解决措施外，尚有用NaOl和NaOH或KMnO4和H2SO4进行氧化，以及用活性炭吸附等措施。7 含重金属的废液注意事项).对具有机物、络离子及螯合物量大的废液,要先把它们分解除去（参照含重金属的有机类废液的解决措施）。2)含Cr（)、CN等物质时,也要预先进行上述解决。3)废液中具有两种以上的重金属时,因其解决的最合适的p值各不相似,必须加以注意。解决措施原理把重金属离子转变成难溶于水的氢氧化物或硫化物等的盐类，然后进行共沉淀而除去。).氢氧化物共沉淀法操作环节在废液中加入Fe3或e（SO4），并加以充足搅拌。将C（O)2制成石灰乳,然后加入上述废液中,调节 pH至 911(如果pH值过高,沉淀会再溶解)。溶液经放置后,过滤沉淀物。检查滤液的确不含重金属离子后,才把它中和排放。备注如果具有螯合物时,往往不产生沉淀。但是,本法可以除去少量的螯合物。按照本法解决,可使C、Zn、Mn、i、Cr()、As、Sb、Al、Co、Ag、Sn、Bi、及其他诸多重金属生成氢氧化物沉淀而除去。共沉剂也可以用l2(S4)3或ZCl2等物质。因在强碱性下，两性金属的沉淀会发生溶解。故要注意其最合适的H值（两性金属沉淀溶解的pH值为:l3+:8.5；Cr3+：9.2；Sn+:0.6；Zn2+:1；+：1。但是,用共沉淀法解决时，由于产生沉淀的H值范畴相称宽，因而,在pH值为91的条件下,全都能完全沉淀）。中和剂与其用HOH,不如用a(O）2为好。因Ca（OH）2可避免两性金属的沉淀再溶解，且其沉降性能也较好。如果用碳酸钠作中和剂，还可使Ca2+、+、a2+等离子生成难溶性的碳酸盐而除去(101)。