化学实验废液的处理与利用

2022-09-10

近年来, 绿色化学理念深入人心, 无论是课堂教学, 还是科学实验, 化学实验废液的处理问题都备受关注。因为废液中的污染物、病毒如进入人们的生活, 则会造成不可挽留的摧毁性破坏现象。为此, 化学废液处理已经成为了一个社会议题, 其处理原则、管理方法都不断创新、升级优化。

一、废液处理原则

1. 集中贮存

因为废液不可循环使用, 无法通过简单的净化措施排除有害物, 所以, 化学实验产生的废液应有选择的储存, 分类保管。如:有机物不能与过氧化氢废液融合, 硫化物、氯化物不能与含酸废液融合。又因为实验室内装置、设备众多, 为避免废液感染现象, 必须将废液贮存到特定的容器内, 并进行特殊标注, 等待实验结束后, 集中净化处理。

2. 贮存环境管理

贮存废液的容器需要密封, 原理火源、水源, 以免引起爆炸或水污染。容器周边不应设置实验装置、钢架、玻璃容器等, 应将容器设置在原理其他物品的开阔地界, 防止容器因过失操作行为被破坏, 废液溢出, 污染环境。

3. 科学管理

贮存废液的容器上应设置标签, 标明废液成分、贮存时间、处理方法、注意事项等。针对具有极强破坏性的废液, 实验者应及时清理, 不要长时间贮存。同时, 废液需在指定的场所处理, 实验者不能擅自选用中和溶液, 处理废液。

二、化学实验废液处理方法

1. 无机类

无机类废液中, 有害物质多以离子形态存在, 故常采用物理、化学等方法, 分解、回收有害物。

(1) 含汞废液

汞毒性极强, 对人体消化、神经系统破坏性极大, 集中在试验器具上, 如温度计、压力计。如因器具破损导致汞泄露, 实验者可以先用试管收集, 在用三氯化铁稀释残留物。在处理含汞废液时, 应先将有机转无机, 转变汞元素特性。之后选择常见的两种处理方法, 处理溶液:一是还原法, 用铜、铁、锌做还原剂, 与汞发生还原反应, 生成金属汞。二是硫化物沉淀法, 氢氧化钠中和废液, 待PH值升至8后, 加入硫化钠, 反应生成硫化汞沉淀, 加入硫酸铁, 反应生成硫酸亚铁, 分离过滤之后的废液中, 汞离子含量会急速下降。

(2) 含铅废液

铅与汞的破坏性一样, 即使危险毒素, 也是重要污染物。处理铅废液时, 实验者通常会选择氢氧化钙、氢氧化钠溶液处理, 并利用消石灰, 降低溶液PH值, 让沉淀物氢氧化铅的凝聚程度更好, 达到最好的共沉淀效果。之后, 采用光度法分离沉淀物, 不断搅拌溶液, 多次反复过滤。如果沉淀物密度小, 不易过滤出来的话, 也可以加热废液, 用器皿罩将溶液罩住, 收集蒸发掉的铅元素。

(3) 含氰废液

处理含氰废液的方法有两种, 一是漂白粉法, 利用氯酸离子的还原性, 分解氰离子, 反应生成氮气, 排除废液。二是氧化法, 将废液与硫酸钠溶液中和, 搅拌均匀, 静置3小时, 氰离子会被转化成硫氰酸根, 这种元素对人体没有伤害。或选择高锰酸钾溶液为氧化剂, 如果废液中的含有强酸, 应提前稀释, 待PH值升高到10之后, 搅拌废液, 促进氰离子转化。

2. 有机类

化学实验经常会采用有机萃取方法, 选择有机物为标准也, 实验后, 有机物会残留在溶液中, 无法提纯, 甚至还会造成环境污染。所以, 虽然有机物毒性、污染程度较低, 但是仍需进行分类处理。常见的处理方法有:吸附法、焚烧法、水解法、生物化学处理法、萃取法等。

(1) 含胺类废液

胺是燃料中间体, 可以吸附大量颜色物体, 如直接与人体皮肤接触, 会引发炎症感染。一般情况, 实验者会采用萃取方法, 提取胺类有机物, 使它的纯度、浓度升高, 能够与溶液分离开来。如果废液中胺类浓度低的话, 则简单的萃取方法很难提纯胺类物质, 所以应向废液中加入氧化物的溶液, 对废液进行氧化处理, 使胺类物质转化成苯胺物质, 使用醋酸丁酯或粗汽油来萃取该物质。

(2) 含酚废液的处理

酚浓度高的溶液可以使蛋白质变性, 对人体细胞造成深层伤害。为此, 化学实验中, 实验者必须特别注意与含酚废液保持距离, 不要与其直接接触。如废液中的酚浓度低, 则可以采用漂白法, 利用氧化剂的氧化作用, 将酚分解成水和二氧化碳。如酚浓度很高, 一般氧化剂无法与其发生氧化反应, 即使发生反应, 废液中的酚也不能完全转化成二氧化碳和水, 则应向废液中加入氢氧化钠溶液, 之后加热废液, 让多余反应气体排出。再采用光度检测法, 标记可燃物质, 提取该物质, 逐层萃取酚物质。

结论

通过上文对化学实验废液处理内容进行系统分析可知, 有机、无机废液的破坏性都很强, 所以进行废液处理时, 二者都不能忽视, 必须提高警惕, 按照规定的贮存规范、处理方法、萃取技术处理废液, 如途中, 出现突发状况, 如火灾、有毒气体排出, 实验人员应迅速逃离现场, 不要盲目采取抑制措施, 避免事故进一步扩大破坏范围。总之, 化学实验是帮助人类探索微观元素的重要方式, 从事该行业的实验者、工作人员都应重视实验室废液处理及排放问题, 将其当做重点工作任务, 认真负责地做好每一项工作。

摘要：化学实验中产生的废液对环境污染严重, 有机污染物、无机污染物不仅会污染重要资源, 残留物还会影响实验人员的身体健康。为净化实验室, 提高化学实验的安全性和可靠性, 化学实验废液必须选择集中处理方法, 合理规划, 运用恰当的方式处理废液。因为废液中的有害物质、污染物繁杂, 所以选取单一、传统的废液净化处理方式已无法完全排除废液的有害特征。基于此, 本文将结合化学实验废液处理内容, 深度剖析废液的净化原理。

关键词：化学实验废液,处理与利用,研究与分析