高校實驗室廢水的調查及處理方法

楊志毅，彭 麗，李躍華，黃畢生，楊時哲

（大理學院生命科學與化學學院，云南大理 671000）

高校實驗室廢水的調查及處理方法

楊志毅，彭 麗，李躍華，黃畢生，楊時哲

（大理學院生命科學與化學學院，云南大理 671000）

一直以來，高校實驗室廢水處理不為人們所重視，使實驗室廢水對環境造成了一定的污染?，F就實驗室廢水的產生、種類、狀況以及處理作了一些探討，并提出簡單易于操作的綜合處理化學實驗室廢水的方法。

實驗室廢水：環境污染；綜合處理

隨著科學技術的快速發展，科學研究中各種新實驗物質層出不窮的產生，其所帶來的實驗室廢物對人和環境的危害性也日益加劇。實驗室排放的廢水比其它廢水的成分更為復雜，且排放水量及水質具有不確定性、動態性以及重現性差等特點，從而造成的危害性也就相對較大〔1〕。特別是高校實驗室，是老師進行科研和學生進行實驗學習的地方，每天都進行著大量的實驗。近年來，隨著高校的擴招及大學生科研課題的開展，高校實驗室的教學科研活動也越來越頻繁，而且有些實驗還需要使用具有危險或劇毒性質的化學試劑，這為廢水的后續處理更是增加了難度。最為嚴重的是目前很多高校的實驗廢水都未經凈化處理便直接排放，造成了嚴重的污染。鑒于上述原因，必須盡快加強對高校實驗室廢水污染的防治及處理，力求做到使其能夠零污染排放〔2〕。本文就高校實驗室廢水的來源、種類及特性進行介紹和討論，并對不同性質及目前我校所存在的實驗室廢水的處理及污染防治措施作如下論述。

1 廢水的來源及類型

實驗室廢水主要來自學校的實驗室和各科研院所。依據廢水中所含主要污染物的性質和特點，可以將其分為有機、無機以及生物實驗廢水三大類。

1.1 無機廢水 主要含有重金屬（汞、金、鉛、鉻等）及重金屬的絡合物，鹵素離子，強酸強堿，氰、硫化物以及其它無機離子等。

1.2 有機廢水 含有常用的有機溶劑，如有機酸，表面活性劑，醚類，石油類，染料類，多氯聯苯類，洗滌劑，有機磷化合物，酚類及脂類物質等。

1.3 生物實驗廢水 生物實驗廢水主要包含醫療的化驗液和解剖臺沖洗液及生物實驗室含有病原微生物的培養液、實驗器具沖刷水和動物籠具沖刷廢水等。

2 處理方法

實驗室廢水量少，間斷性強，危害性高，而且廢水的性質不同，污染物組成不同，以致處理的方法和過程也不相同。因此，處理這類廢水有一定的難度。目前比較成熟的處理此類廢水的方法主要有以下幾種。

2.1 硫化物沉淀法 這種方法〔3〕主要是針對實驗室廢水中含有比較多的汞、鉛、錫等金屬離子的情況，一般是用硫化鈉或硫氫化鈉作為沉淀劑把廢水中的重金屬離子轉變為難溶的金屬硫化物，然后利用Fe（OH）3共沉淀作用，而達到分離的效果。具體做法是：將廢水的酸度調到8.0～10.0之間，再加入過量的硫化鈉或硫氫化鈉，使其生成沉淀，之后加入共沉淀劑硫酸亞鐵，生成的硫化亞鐵將水中懸浮的金屬硫化物微粒吸附而共沉淀，靜置，分離過濾。

2.2 絮凝沉淀法 此類方法〔4〕適用于含重金屬離子較多的無機實驗室廢水。確定了廢水的性質并研究了各種離子沉降的特性后，選擇合適的絮凝劑（鐵鹽、鋁鹽、石灰等），使其生成相對應的氫氧化物，比如Al（O H）3，Mn（O H）2和Fe（OH）2等絮膠狀沉淀，此類沉淀具有很好的吸附作用和大的吸附容量，可以在去除重金屬離子的同時除去一部分水中的其它污染物，從而降低廢水的化學需氧量，提高廢水的可生化性。

2.3 活性炭吸附法 活性炭吸附法〔5〕多用于去除在用物理或化學方法不能去除的微量呈溶解狀態的有機物。處理的具體方法為先將廢水分為有機無機兩相并將有機相分離出來，之后經過活性炭二級吸附，化學需氧量的去除率可達到93%，同時活性炭還可以吸附部分無機重金屬離子。

2.4 金屬還原法 呈離子狀態的無機金屬離子可以利用一些還原劑將其轉化為金屬單質，然后通過過濾或其它固-液分離方法進行分離。常用的還原劑有SnCl4、N2H4、NaBH4、鐵、鋅等〔6〕。

2.5 焚燒法 焚燒法〔7〕一般適用于可以形成乳濁液之類的廢液。但在利用此方法時，要特別注意避免因使用此方法而造成二次污染。例如，只含有碳、氫、氧元素的有機廢物在燃燒時一般不會造成二次污染，而含有鹵素、氮，硫等元素的有機廢物焚燒時將會產生N O、N O2、S O2等多種有毒氣體，此時就應該考慮采用其它的方法。

2.6 螯合劑與殼聚糖沉淀法 當廢水中含有多種沉降特性不同的重金屬時，可以使用螯合劑或殼聚糖作為沉淀劑利用沉淀的方法來處理此類廢水，能收到事半功倍的效果；選用一種螯合劑能夠同時沉淀多種金屬。但這種方法只適合處理量少、濃度大的廢水。

2.7 處理含重金屬離子的實驗室廢水的其它方法在處理含重金屬離子的廢水中，除了以上的硫化物和絮凝沉淀法外，還有電解凝聚法、吸附法、磁分離法以及還原離心法、離子交換法〔8〕等。比如利用還原離心法去除重金屬離子時，在6 000r/min條件下反應30min，其中汞離子的去除率達到100%，鉛離子為98.3%。

2.8 高濃度有機廢水處理方法 處理高濃度的有機廢水除了可以利用上述的焚燒法和活性炭吸附法外，還可以利用溶劑萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化學處理法〔1，9〕等。例如廈門大學開發的高濃度有機廢水水解-好氧循環一體生物處理技術，可實現高濃度有機廢水的高效生物處理。

以上是目前實驗室廢水處理常用的方法，下面就我校實驗室廢水的產生及可行的處理方法進行初步的探討。

3 我校實驗室廢水的來源及處理的可行方法

我校目前開設實驗項目近百個，其中包括許多驗證性、綜合性、設計性和創新性實驗，內容涵蓋了《無機與無機分析化學》、《有機化學》、《儀器分析》、《無機化學》、《分析化學》、《物理化學》、《生物化學》以及藥學醫學類等專業所開的實驗課程。以生命科學與化學學院為例，該學院每個年級大約200～300人，4個年級為800～1 200人。如果按照每個學生每學期實驗次數為10次來計算，實驗平均人次有16 000人次/年～24 000人次/年，根據各個年級的實驗種類及所需藥品類型，除去只用固體或氣體藥品的實驗，平均產生的廢液量約為50mL/人次，所以我校僅僅生命科學與化學學院的實驗室廢水量大約在800～1 000kg/年。根據以上對實驗室廢水類型的劃分可知我校的實驗室廢水主要成分是無機和有機的化合物及混合物。故可先對其進行氧化還原反應，把大部分有機物以及一些有毒的無機成分（包括重金屬）氧化或者還原，轉化成小分子有機物和毒性較小的物質。然后進行絮凝沉降，把重金屬離子沉淀下來，同時吸附大部分污染物，使得廢水能夠達到排放標準的要求。

在采取有效手段處理已產生廢水的同時，也應注意從源頭減少廢水的排放量。適當減少藥品用量是一個很好的途徑，具體的做法可以實行儀器的微型化，從而使藥品微量化。

在采取以上的廢水處理方法和減少廢水排放的同時，也應看到在我校實驗室中存在的其它問題，如廢水儲存設施密封性不好，而且沒有很好的對其進行分類，這樣就可能造成廢水泄漏，有機無機廢水混合后成分更加復雜、濃度更高、毒性更大更難處理。針對這些情況建議學?？梢再徺I一些密閉性較好的專門的廢水收集容器，同時對廢液進行較細的分類，盡可能地做到各種性質的廢水都有專門的廢水收集桶，這樣在后續的廢水處理時既省力又經濟。此外一些學生的環保意識不強，對廢水所造成的污染嚴重性了解不夠，而直接將廢水隨意倒入水槽。這就需要平時加強對學生環保知識的宣傳，并制定一些規章制度嚴厲禁止學生將廢水直接傾倒在水槽內，這樣在思想上和制度上制止學生隨意傾倒廢水，就能有效地減少廢水對環境的污染。

另外可以購買一些簡單有效的廢水處理設備，從而減少對環境的污染。

4 小結

對高校實驗室廢水的來源、種類及特性進行了分類，對不同性質的實驗室廢水的處理方法進行了綜合概述。同時以我校生命科學與化學學院實驗室為例，論述了實驗室廢水從源頭治理的辦法，即盡量采用少量的藥品，建設綠色的高校實驗室。

〔1〕蔡成翔，沈文聞，凌紹明.高?；瘜W實驗廢水的處理〔J〕.廣西民族學院學報：自然科學版，2001，7（4）：269-273.

〔2〕張奕，賀櫻，程文濤.高校實驗室廢水處理及污染防治措施評價初探〔J〕.環境科學與技術，2006，29（8）：54-56.

〔3〕王敏，鄭素芹，段穎.實驗室中對汞及其含汞廢液的處理〔J〕.黑龍江醫藥科學，2001，24（3）：85-85.

〔4〕張曉輝，李雙石，楊國偉，等.微生物絮凝劑的制備及在實驗室廢水處理中的應用研究〔J〕.新疆環境保護，2007，29（3）：23-26.

〔5〕黃繼國，張永.GT—鐵氧體法處理含鉻廢水實驗研究〔J〕.長春科技大學學報，2000，30（1）：46-51.

〔6〕沈曉君，華德尊，李春燕.高校實驗室廢水處理及污染防治措施研究〔J〕.環境科學與管理，2007，32（10）：107-109.

〔7〕孫秀蘭，南國良，張小晶.生物安全實驗室廢水處理系統探究〔J〕.環境科學與技術，2005，28（6）：86-88.

〔8〕S huiWaiLin.An innovativemethod for removing Hg2+and Pb2+in ppm concentratinons from aqueous media〔J〕. Chemosphere，1999，39（11）：1809-1817.

〔9〕李明川，李淑華.活性炭吸附法處理實驗室濃有機廢水〔J〕.黎明化工，1991（3）：50-53.

Investigation into Laboratory W asteW ater and Its DisposalM ethods in Universities

YANG Zhiyi,PENG Li,LIYuehua,HUANG Bisheng,YANG Shizhe
（College of Life Science and Chemistry,DaliUniversity,Dali,Yunnan 671000,China）

The disposal of laboratory waste water has long been neglected in universities,and it has caused environmental pollution. The paper probed into the causes,categories,conditions and disposalmethods of the laboratory waste water,and put forward an easy and comprehensivemethod to dispose the laboratory waste water.

laboratory wastewater;environmental pollution;dispose comprehensively

X703

B

1672-2345（2010）10-0032-03

2010-06-03

楊志毅，教授，主要從事無機化學研究.

（責任編輯 蔣 康）