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1常見實驗室廢液的處理方法

1．1中和法

中和法是指用化學(xué)試劑將廢液的pH值調(diào)整到合適范圍的過程。酸性廢液需調(diào)整其pH值為6－9，才能達到排放標準，實現(xiàn)其處理效果。投藥中和法中，常用的試劑包括氨水、燒堿、純堿、小蘇打、生石灰、碳酸鈣等。涉及到的化學(xué)反應(yīng)就是中和反應(yīng):H++OH→H2O

1．2Fenton試劑法

法國化學(xué)家H．J．H．Fenton于1894年發(fā)現(xiàn)了Fe2+與H2O2組成的體系能迅速氧化某些有機物，后來就將該方法稱為Fenton試劑法。Fenton試劑的體系包括催化劑Fe2+和過氧化氫H2O2，是一種強氧化劑，可以將多種已知化合物如偶氮類、酯類、醇類、羧酸等氧化，效果十分明顯。其機理為在酸性溶液中，F(xiàn)e2+催化過氧化氫生成活潑的自由基•OH，引發(fā)并傳導(dǎo)了自由基的鏈反應(yīng)，使有機物氧化為H2O，CO2等無機物。在眾多的高級氧化工藝(AOPs)技術(shù)中，F(xiàn)enton試劑法具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)條件溫和、二次污染少等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于實驗室有毒廢液的處理中。其中涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式為:Fe2++H2O2→Fe3++OH－+OH•(1)OH•+Fe2+→Fe3++OH－(2)Fe3++H2O2Fe2++HO2•+H+(3)Fe3++HO2•→Fe2++O2+H+(4)Fe2++OH•→Fe3++OH－(5)

1．3膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種針對酸性廢液凈化回收的新興技術(shù)，具有污染少、節(jié)能降耗、占地少、操作簡易、無二次污染的特點，有著廣泛的應(yīng)用前景。該技術(shù)主要包括納濾、擴散滲析、反滲透、電滲析、膜電解等。針對實驗室廢液利用膜分離技術(shù)處理的方法，已經(jīng)在部分高校實施。

2本校廢液處理實例

根據(jù)我校環(huán)境工程實驗室的教學(xué)實踐，在實驗過程中產(chǎn)生的廢棄物主要包括以下幾個方面:利用鹽酸萘乙二胺比色法測量氮氧化物(GB8969－88)，利用甲醛溶液吸收－鹽酸副玫瑰苯胺比色法測量二氧化硫(GB/T15262)，利用二苯碳酰二肼分光光度法測量六價鉻(GB/T7467－1987)，利用納氏試劑分光光度法(GB7481－87)測量氨氮等若干項目所產(chǎn)生的廢液。由此可見，本校實驗室產(chǎn)生的廢棄物特別是廢液中，含有大量苯環(huán)類、偶氮類有機物，大都呈酸性，并且含有鉻、汞等重金屬離子，具有高毒性、致癌性、難生物降解等特點，若直接排放，必將造成嚴重的環(huán)境污染。

2．1廢液水質(zhì)

本實驗的廢液為實驗室自產(chǎn)廢液，其中80%以上為含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)和偶氮結(jié)構(gòu)的有機物，且含有羥基、磺酸基、羧基等各類基團。經(jīng)測定，廢液pH值為7．2－8．6，色度為22000倍，CODCr為1600－1800mg•L－1，氯化鈉以質(zhì)量分數(shù)計為2．3%。

2．2實驗儀器與試劑儀器

電子天平MAX=129GD=0．1MGAY120，日本島津;多頭磁力加熱攪拌器HJ－6，常州國華電器有限公司。直流伺服電機，上海諾杰迪機電設(shè)備科技有限公司;LH－2010型多功能調(diào)速器，無錫市利華儀器廠;石英玻璃回流裝置，江蘇省金壇市恒豐儀器制造有限公司;數(shù)顯pH計，無錫梅湖數(shù)顯ph計廠;多用全封閉電爐，東莞市興萬電子廠。試劑:H2O2(30%)，濃硫酸，F(xiàn)eSO4•7H2O，Hg-SO4，NaOH，K2Cr2O7，Ag2SO4，NH4FeSO4等，均為分析純。

2．3實驗方法

首先用氫氧化鈉或硫酸調(diào)節(jié)廢液pH值以滿足Fenton法的反應(yīng)條件。事先配好1mol•L－1FeSO4溶液。將200mL廢液注入回流裝置，加入一定量的Fe-SO4溶液和一定量的H2O2，啟動磁力攪拌器，反應(yīng)進行一定時間后，取上層清液并調(diào)pH值為8－9，測CODCr值。本實驗對改變pH值、反應(yīng)時間、Fe2+用量、H2O2用量等參數(shù)的結(jié)果進行比較，以探討最佳的反應(yīng)條件。本實驗鹽度的測定采取重量法;pH值的測定采取玻璃電極法;CODCr的測定采取重鉻酸鉀法。

2．4結(jié)果與討論

2．4．1pH值對廢液處理結(jié)果的影響

分別調(diào)節(jié)實驗室廢液的pH值為2、3、4、5，取200mL廢液置于反應(yīng)容器中，加入1mol•L－1的FeSO42．5mL，30%的H2O22．5mL，開動攪拌反應(yīng)6h，調(diào)節(jié)pH值為8－9，取其上層清液，測定CODCr值。不同pH值對廢液CODCr的去除率影響見圖1由圖1可見，CODCr在pH值為3時去除率最大，當pH值大于3時，CODCr的去除率反而降低，若pH值大于5，CODCr的去除率就很低了。因此，確定pH值等于3作為最佳實驗條件并固定下來。

2．4．2反應(yīng)時間對廢液處理結(jié)果的影響

取200mL廢液置于反應(yīng)容器中，加入30%的H2O22．5mL，nFe2+:nH2O2=0．1，調(diào)pH=3，在室溫下反應(yīng)，分別于1h、2h、4h、6h、8h取樣，測廢液的CODCr值。反應(yīng)時間對廢液CODCr的去除率影響見圖由圖2可見，當反應(yīng)進行到6h時，CODCr的去除率已達到82．1%;以后隨著反應(yīng)時間的增加，CODCr的去除率增加效果并不明顯。因此，將反應(yīng)時間確定為6h為宜。

2．4．3Fe2+用量對廢液處理結(jié)果的影響

取200mL廢液置于反應(yīng)容器中，加入30%的H2O22．5mL，調(diào)pH=3，分別加入1mol•L－1的Fe-SO4的量為nFe2+:nH2O2=0．06、0．1、0．14、0．2。反應(yīng)6h后，調(diào)pH值為8－9，取層上清液，測定CODCr值。加入Fe2+的量對廢液CODCr的去除率影響見圖3。圖3不同nFe2+的量對CODCr去除率的影響由圖3可見，當nFe2+:nH2O2=0．1時，CODCr的去除率最高，為81．2%;若nFe2+與nH2O2的比值增大，CODCr的去除率反而會降低。所以將實驗中nFe2+與nH2O2的比值確定為0．1。4．4．4H2O2用量對廢液處理結(jié)果的影響取200mL廢液置于反應(yīng)容器中，調(diào)pH=3，分別加入30%的H2O21．5、2、2．5、3mL，保持nFe2+:nH2O2=0．1。反應(yīng)6h后，調(diào)節(jié)pH值為8－9，取上層清液，測定CODCr值。加入H2O2的量對廢液CODCr的去除率影響。不同nH2O2的量對CODCr去除率的影響由圖4可見，廢液CODCr的去除率隨著H2O2加入量的增加而升高，但是當增加到一定值時，CODCr的去除率反而會下降。在本實驗中，當H2O2的加入量為2．5mL時，CODCr的去除率最大。

3結(jié)論

對于有毒成分多、濃度大、含鹽量高的環(huán)境工程實驗室廢液，用Fenton試劑法進行處理，所得最佳實驗條件為:pH值=3，nFe2+:nH2O2=0．1，H2O2(30%)的加入量為12．5ml•L－1，反應(yīng)時間6h。此時廢液CODCr的去除率最高，達82．1%，CODCr值為309mg•L－1。實驗證明，用Fenton試劑法處理環(huán)境工程實驗室排放的廢液是可行的，可以進一步推廣到其它實驗室。對于環(huán)境工程實驗室來說，排放的廢液毒性大、所含有機物種類多、生物降解性差、含重金屬離子多，如不加強管理，會造成嚴重的后果。要形成嚴格監(jiān)管、規(guī)范有序的流程，從保障實驗人員人身安全、減少對環(huán)境污染出發(fā)，做到對實驗室廢棄物的及時清理、有效治理，防止二次污染，達到綠色排放標準，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

作者：賈昌梅單位：廣東石油化工學(xué)院化工與環(huán)境工程學(xué)院