舒眉(山东球墨铸铁管有限公司质量控制部,山东济南,250101)摘要:对实验室无机废液如含六价铬、镉、铅、氰化物、砷、汞、重金属、钡、硼、氟、氧化剂、还原剂、酸、碱、盐类物质的废液的收集和处理进行了总结和分析。关键词:实验室;浪费;无机废液;处理方法:中国图分类号:X789,文献识别码:B,文号:1004-4620(2005)02-0068-02 1。如前所述,实验室排出的废液可分为无机和有机两种。即使这些废物的数量有限,也会造成环境污染。因此,必须避免将这些废物直接排放到自然水域或大气中,并且必须对它们进行适当的处理。为此,提出了一些实验室废弃物中无机废液的处理方法实例。2实验室无机废液的处理方法2.1含六价铬、镉、铅的废液2.1.1含铬废液还原中和(亚硫酸氢钠法)。在酸性或碱性条件下,Cr (ⅵ)总是以稳定的铬酸根离子存在。因此,根据下式将Cr (ⅵ)还原成Cr(ⅲ),然后中和形成不溶性的Cr(OH)3沉淀以除去:
4 H2 cro 4+6 nah so 4+3h2so 4→2Cr 2(SO4)3+3 na 2 so 4+10H2O Cr2(SO4)3+6 NaOH→2Cr(OH)3+3 na 2 so 4
操作步骤:(1)在废液中加入H2SO4,调节溶液的pH值小于3(对于铬酸混合物等废液,为酸性,无需调节pH值)。(2)边搅拌边加入少量亚硫酸氢钠结晶,直至溶液由黄色变为绿色。(3)当存在除Cr以外的其他金属时,确定将Cr (ⅵ)转化为重金属废液处理。(4)当废液仅含铬重金属时,加入5% NaOH溶液,调节pH值至1.5 ~ 8.5。(5)应对滤液进行总铬测试,在确定其不含铬之前,不得排放滤液。此外,强碱性阴离子交换树脂对Cr (ⅵ)的吸附也能有效降低铬的浓度。可用于还原铬化合物的还原剂包括Te、TeSO4.7H2O、Na2SO3、NaHSO3和SO2。Ca(OH)2也可以用作中和剂。减少1gCrO3所需的药物理论量见表1。
表1 还原1gCrO3理论上需要的药品量 g剂量 | 硫酸 | 碲0.56 | 2.94 | 硫酸亚铁·7h2o8.43 | 2.94 | Na2SO31.89 | 1.47 | 亚硫酸氢钠1.56 | 0.74 | 二氧化硫0.96 |
注:(1)Cr(ⅵ)还原成Cr (ⅲ)后,也可与其他重金属废液一起处理。搬运时戴防护眼镜和橡胶手套,并在通风柜中进行。(2)铬酸混合物酸性较强,还原前应稀释至1%左右的浓度。当溶液全部还原为绿色时,查明不含六价铬,再按操作步骤第四点处理。(3)当存在两种以上重金属时,应注意最适宜的pH值不同。(4)如果含有大量有机物或氰化物的废液中含有络合离子,必须提前分解去除。2.1.2含镉、铅的废液采用氢氧化物共沉淀法。Cd2+和Pb2+被Ca(OH)2转化为不溶于水的Cd(OH)2和Pb(OH)2并被分离;
Cd2 ++ Ca(OH)2→Cd(OH)2↓+Ca2+Pb2 ++ Ca(OH)2→Pb(OH)2↓+Ca2+
pH值在11左右时,Cd(OH)2的溶解度最低,所以调节pH值很重要。操作步骤:(1)向废液中加入Ca(OH)2,调节pH值至10.6 ~ 11.2,充分搅拌,然后放置。(2)先将上清液过滤,检查滤液中无Cd2+离子,中和后排放。(3)向废液中加入Ca(OH)2,调节pH值至11。(4)加入Al2(SO4)3(混凝剂),用H2SO4调节pH值至7 ~ 8。(5)溶液充分澄清后,放置并过滤。在检查滤液不含Pb2+后,可将其排放。2.2含氰废液采用氯碱法。用含氮氧化剂将氰基氧化成N2和CO2,反应分以下两个阶段进行:NaCN+na OCL→NaOCN+NaCl(1)2 NaOCN+3 NaOCL+H2O→N2 ↑+ 3 NaCl+2 nah co 3(2)(1)反应在pH值大于10的条件下进行,如果pH值为10,加入氧化剂。会发生以下反应:HCN+NaOCl→CNCl↑+NaOH会产生刺激性很大的有害气体CNCl,要特别注意处理。操作步骤:(1)向废液中加入NaOH溶液,调节pH值大于10。然后加入约10%的NaOCl溶液。(2)加入5% ~ 10%的H2SO4(或HCl)并调节pH值至7.5 ~ 8.5。(3)加入Na2SO3溶液降低余氯(稍过量时可用空气体氧化)。(4)发现无CN-离子后,废液方可排放。如果Cu2+和Ni+等离子体存在,必须加入过量的氧化剂。注意:(1)处理过程中排放的有毒气体必须在通风柜中进行。(2)废液制成碱时,不要直接存放在酸性条件下。(3)难以分解的氰化物(如锌、铜、镉、镍、钴、铁等氰化物的络合物)和有机氰化物废液必须分别收集和处理。(4)含重金属的废液在氰基分解后,必须用相应的重金属进行处理。[下一步]2.3用氢氧化物共沉淀法处理含砷废液。砷不能通过中和作用沉淀,但通常通过与氢氧化物如钙、镁、钡、铁和铝共沉淀来分离。当使用Fe(OH)3时,最适宜的条件是:Fe/As比为30 ~ 50,pH值为7 ~ 10。操作步骤:(1)当废液中含有大量砷时,加入Ca(OH)2溶液,调节pH值至9.5,先沉淀分离出一部分砷。(2)向滤液中加入三氯化铁,使铁砷比为50,用碱调节pH值为7-10,搅拌。(3)过滤滤液,检查滤液不含砷,中和后排放。该方法可将砷的浓度降低到0.05×10-6以下。此外,还有硫化物沉淀法(用盐酸酸化,然后用H2S或NaHS等试剂沉淀)和吸附法(用活性炭和活性氧化铝作吸附剂)。注:(1)As2O3为剧毒物质。如果废液含量达到0.5×10-6,必须进行处理。(2)含有有机砷化合物时,先氧化分解,再处理。2.4含汞废液采用硫化物共沉淀法。Hg2+被Na2S或NaHS转化为几乎不溶于水的Hg2+,并与Fe(OH)3共沉淀并分离和除去。需要注意的是,汞容易生成络合离子,处理时应考虑汞的存在形态。如果使用NaHS和ZnCl2代替Na2S+FeSO4,可以去除非常少量的汞。例如,如果pH值为10.3,通过向含有10×10-6汞的废液1L中加入32毫克nahs和80毫克ZnCl2,可以将汞的浓度降低到0.003×10-6。废液有剧毒,经过微生物作用后会变成毒性更大的有机汞。因此,当废液浓度超过0.005×10-6时,必须进行充分安全的处理。有机汞废液,如烷基汞,在处理前应分解成无机汞。2.5含重金属的废液会将重金属离子转化为不溶于水的氢氧化物或硫化物等盐类,然后通过共沉淀的方式去除。2.5.1氢氧化物沉淀法(1)向废液中加入FeCl3或Fe2(SO4)3,充分搅拌。(2)将Ca(OH)2制成石灰乳,然后加入废液中,调节pH值至9 ~ 11(若pH值过高,沉淀会重新溶解)。(3)溶液放置后,过滤沉淀物。检查滤液不含重金属离子,然后中和排放。2.5.2硫化物沉淀法(1)废液中重金属的浓度要用水稀释到1%以下。(2)加入Na2S或NaHS溶液并充分搅拌。(3)加入NaOH溶液,调节pH值至9.0-9.5。(4)加入FeCl3溶液,调节pH值至8.0以上,静置。(5)通过倾析过滤沉淀物,并检查滤液不含重金属离子。(6)检查滤液中是否有S2-,如果有,用H2O2氧化,中和后排放。注意事项:(1)含有机物、络合离子、螯合物的废液应先分解去除。(2)当含有Cr (ⅲ) CN等物质时,应进行上述处理。(3)当废液含有两种以上重金属时,处理所需的最佳pH值不同。2.6含钡、硼、氟的废液(1)钡的处理:在废液中加入Na2SO4溶液,过滤生成的沉淀,然后排放。(2)硼的处理:将废液浓缩或用阴离子交换树脂吸附。含重金属的废液应按照重金属废液的处理方法进行处理。【下一步】(3)氟的处理:向废液中加入硝化石灰乳,直至废液完全呈碱性,并充分搅拌,然后放置一段时间,过滤,滤液按碱性废液处理。2.7含有氧化剂和还原剂的废液(1)如果所有氧化剂和还原剂混合时没有危险,可以在搅拌的同时将其中一种废液分几次少量加入另一种废液中。(2)取少量反应液,调至酸性,用碘化钾-淀粉试纸测试。(3)当试纸变蓝时(氧化剂过量),调节pH值至3,加入Na2SO3(或Na2S2O3、FeSO4)溶液,直至试纸不变色。彻底搅拌并放置。(4)当试纸不变蓝(还原剂过量)时,调节pH值至3,加入H2O2至试纸刚好变色,再加入少量Na2SO3静置。(5)无论哪种情况,都要用碱中和至pH值为7,盐浓度在5%以下,才能排放。注:(1)含氧化剂和还原剂的废液原则上分开收集,但当混合后没有危险时,可以一起收集。(2)含铬酸盐时,可按含Cr (ⅵ)废液处理。(3)当含有重金属时,可按含重金属废液处理。(4)不含有害物质的浓度在1%以下的废液,中和后排放。2.8含有酸、碱和盐类物质的废液。原则上酸、碱、盐废液会分开收集,但也可以相互混合或用于处理其他废液。含重金属和氟的废液应单独收集和处理。用大量水将稀溶液稀释至浓度低于1%,然后排放。当酸碱废液相互混合没有危险时,可以分几次将一种废液少量加入另一种废液中。然后用pH试纸检查,加入酸性或碱性废液,使溶液的pH值等于7左右。也可以用水稀释,使溶液浓度低于5%,然后排放。结论无机废物的处理达到了防止环境污染的目的,同时提高了检验人员的环保意识。
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