實驗室三廢處理

環保工程

實驗過(guò)程中産生的廢氣、廢液、廢渣大多數是有害的，必須經(jīng)過(guò)處理才能(néng)排放。爲了降低實驗室對(duì)環境的污染，實驗室環保系統工程室實驗室設計與建設中非常重要的一環。

一、實驗室廢氣

實驗室在檢驗、鑒定、測試的過(guò)程中，由于實驗的需要會(huì)産生各種(zhǒng)廢氣，廢氣成(chéng)分相對(duì)複雜，包括芳香族類：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等;酮類：丙酮、環已酮、甲乙酮等;酯類：醋酸乙酯、醋酸丁酯、異酸甲酯、香蕉水等;醇類：甲醇、乙醇、丁醇、異丙醇等有機廢氣。也包括氮氧化物、硫酸霧、氯化氫、氟化氫、硫化氫、二氧化硫等無機廢氣;同時(shí)也有高溫的燃燒廢氣、粉塵等。在實驗過(guò)程中産生的廢氣往往成(chéng)分具有複雜性、多樣性，針對(duì)該特點，對(duì)人體健康的損害程度也各不相同。

實驗室廢氣處理方法

目前對(duì)氣态污染物的處理方法一般可分爲濕法和幹法兩(liǎng)大類，具體需要根據化學(xué)實驗室廢氣的特點來選擇高效率、低成(chéng)本的方法。

(1)濕法廢氣處理

濕法廢氣處理采用酸霧淨化塔進(jìn)行廢氣處理，适于淨化、氟化氫氣體(HF)氨氣(NH3)、硫酸霧(H2SO4)、鉻酸霧(CrO3)、氰化氫酸氣體(HCN)、硫化氫氣體(H2S)、低濃度的NOx廢氣等水溶性氣體，具備淨化效果好(hǎo)、結構緊湊、占地面(miàn)積小、耐腐蝕、抗老化性能(néng)好(hǎo)、安裝、運輸、維修管理方便、設備結構較爲簡單、一次性投資少等特點，因而廣泛應用于對(duì)奇台污染物的處理。

酸霧淨化塔适應于高層建築屋面(miàn)上安裝，工作原理是酸霧廢氣由風機壓入淨化塔，經(jīng)過(guò)噴霧及填料層，廢氣與氫氧化鈉吸收中和液進(jìn)行氣液兩(liǎng)相充分接觸吸收中和反應，酸霧廢氣經(jīng)過(guò)淨化後(hòu)，在經(jīng)脫液層脫液處理，然後(hòu)排入大氣。淨化後(hòu)的酸霧廢氣可低于國(guó)家排放标準。

(2)幹法廢氣處理

幹法廢氣處理是指氣體混合物與多孔性固體接觸時(shí)，利用固體表面(miàn)存在的未平衡的分子引力或者化學(xué)鍵力，把混合物中某一組分或某些組分吸附在固體表面(miàn)上的過(guò)程。具有吸附作用的固體稱爲吸附劑，該方法的優點是設備簡單，操作方便，易于實現自動控制。但是因吸附劑的物化性能(néng)不同，具有較強的針對(duì)性，所以處理含不同有害物質的廢氣須配置不同理化性能(néng)的吸附劑，才能(néng)起(qǐ)到良好(hǎo)的氣體淨化作用;如果廢氣通過(guò)吸附劑的時(shí)間較短，廢氣中有害物質的含量過(guò)高，廢氣淨化的效果就(jiù)會(huì)不理想;在廢氣通過(guò)吸附介質時(shí)，由于氣流受固體介質的阻擋作用，須增加風機的功率才能(néng)保證通風系統的正常風速。吸附劑需要定期更換或作再生處理才能(néng)保證吸收裝置的正常運行。所以，該方法在實際應用中需要投入一定的費用和人力，此種(zhǒng)方法一般用于廢氣中有害物質的種(zhǒng)類相對(duì)穩定且含量較低的廢氣處理，這(zhè)樣便于采用一種(zhǒng)有針對(duì)性的吸附劑。

幹法廢氣處理一般采用有機氣體活性炭吸附裝置，其原理時(shí)活性炭具有很多微孔及很大的表面(miàn)積，依靠分子引力和滿習慣作用，能(néng)使溶劑蒸汽和揮發(fā)性物質吸附于其表面(miàn)，又根據不同物質沸點，用蒸汽將(jiāng)吸附物質析出。當采用蒸汽爲解除吸介質時(shí)，析出的有機溶劑蒸汽與水蒸氣儀器通過(guò)冷凝器凝結，進(jìn)入分離桶經(jīng)分離後(hòu)回收有機溶劑。

活性炭的吸附

a.物理吸附

主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質的過(guò)程中。活性炭的多孔結構提供了大量的表面(miàn)積，從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。就(jiù)像磁力一樣，所有的分子之間都(dōu)具有相互引力。正因爲如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以産生強大的引力，從而達到將(jiāng)介質中的雜質吸引到孔徑中的目的。

必須指出的是，這(zhè)些被(bèi)吸附的雜質的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑，這(zhè)樣才可可能(néng)保證雜質被(bèi)吸收到孔徑中。這(zhè)也就(jiù)是爲什麼(me)我們通過(guò)不斷地改變原材料和活化條件來創造具有不同的孔徑結構的活性炭，從而适用于各種(zhǒng)雜質吸收的應用。

b.化學(xué)吸附

除了物理吸附之外，化學(xué)反應也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的表面(miàn)。

活性炭不僅含碳，而且在其表面(miàn)含有少量的化學(xué)結合、功能(néng)團形式的氧和氫，例如羧基、羟基、酚類、内脂類、醌類、醚類等。這(zhè)些表面(miàn)上含有地氧化物或絡合物可以與被(bèi)吸附的物質發(fā)生化學(xué)反應，從而與被(bèi)吸附物質結合聚集到活性炭的表面(miàn)。

活性炭的吸附正是上述二種(zhǒng)吸附綜合作用的結果。

當活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時(shí),即單位時(shí)間内活性炭吸附的數量等于解吸的數量時(shí),此時(shí)被(bèi)吸附物質在溶液中的濃度和在活性炭表面(miàn)的濃度均不再變化,而達到了平衡,則此時(shí)的動平衡稱爲活性炭吸附平衡,此時(shí)被(bèi)吸附物質在溶液中的濃度稱爲平衡濃度。

二、實驗室廢水

1.廢水的組成(chéng)與危害

實驗室産生的廢水包括多餘的樣品、标準曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗滌水等。幾乎所有的常規分析項目都(dōu)不同程度的存在著(zhe)廢水污染問題。這(zhè)些廢水中成(chéng)分包羅萬象，包括常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對(duì)少見的、細菌、毒素、各種(zhǒng)農藥殘留、藥物殘留等。

據化學(xué)實驗室廢水的主要成(chéng)分,可分爲無機廢水、有機廢水和綜合廢水。無機廢水主要含有重金屬的汞、鉛、鉻、砷化物、氟化物等,有機廢水主要含有酚、苯、硝基化合物、多環芳烴、多氯聯苯等緻癌物質,綜合廢水是指廢水中既含有機污染物,又含無機污染物,并且兩(liǎng)者含量都(dōu)很大。大多數實驗廢水是綜合廢水,處理這(zhè)些廢水,要因水而宜。

含有超标的重金屬的廢水一旦排到幹淨的下流，就(jiù)會(huì)污染大片水源。由于這(zhè)種(zhǒng)受重金屬污染的水在顔色、氣味等方面(miàn)與正常水沒(méi)有差别，一旦用這(zhè)種(zhǒng)水來灌溉、必然會(huì)讓土壤及農作物成(chéng)爲重金屬的污染對(duì)象。人食用重金屬污染的土壤上種(zhǒng)出來的農作物，很容易受到重金屬的毒害。

2.廢水的處理方法

一般有化學(xué)法、物理法、生物法。

物理法主要利用物理作用以分離廢水中的懸浮物;

化學(xué)法主要是利用化學(xué)反應來處理廢水中的溶性物質或膠體物質;

生物法是去除廢水中的膠體物質和溶解中的有機物質。

上述三種(zhǒng)基本處理方法各有其特點和适用條件。在廢水排入地面(miàn)水中要按排放要求來确定處理程度，同時(shí)應結合水體的自淨能(néng)力，通常根據有害物質和溶解氧的指标來确定水體的容許負荷，即排入水體的容許濃度.

按處理程度，廢水處理(主要是城市生活污水和某些工業廢水)一般可分爲三級：

一級處理的任務是從廢水中去除呈懸浮狀态的固體污染物。爲此，多采用物理處理法。一般經(jīng)過(guò)一級處理後(hòu)，懸浮固體的去除率爲70%～80%，而生化需氧量(BOD)的去除率隻有25%～40%左右，廢水的淨化程度不高。

二級處理的任務是大幅度地去除廢水中的有機污染物 ，以 BOD 爲例 ，一般通過(guò) 二級處 理後(hòu) ，廢水中的 BOD可去除80%～90%，如城市污水處理後(hòu)水中的 BOD含量可低于30毫克/升。需氧生物處理法的各種(zhǒng)處理單元大多能(néng)夠達到這(zhè)種(zhǒng)要求。

三級處理的任務是進(jìn)一步去除二級處理未能(néng)去除的污染物，其中包括微生物未能(néng)降解的有機物、磷、氮和可溶性無機物。三級處理是高級處理的同義語，但兩(liǎng)者又不*一緻。三級處理是經(jīng)二級處理後(hòu)，爲了從廢水中去除某種(zhǒng)特定的污染物，如磷、氮等，而補充增加的一項或幾項處理單元;高級處理則往往是以廢水回收、複用爲目的，在二級處理後(hòu)所增設的處理單元或系統。三級處理耗資較大，管理也較複雜，但能(néng)充分利用水資源。有少數國(guó)家建成(chéng)了一些污水三級處理廠。

三、實驗室固體廢物

實驗室産生的固體廢物包括多餘樣品、分析産物、消耗或破損的實驗室用品、殘留或失效的化學(xué)試劑等。這(zhè)些固體廢物成(chéng)分複雜，涵蓋各類化學(xué)、生物污染物，尤其是不少過(guò)期失效的化學(xué)試劑，處理稍有不慎，很容易導緻嚴重的污染事(shì)故。

實驗室廢棄物處理原則

根據實驗室廢棄物的特點，應做到分類收集、存放，集中處理。處理方法應簡單易操作，處理效率高，不需要很多投資。

少量的有毒氣可通過(guò)通風設備排出室外，通風管道(dào)應有一定高度，使排出的氣體 空氣稀釋。産生的毒氣量大時(shí)必須經(jīng)過(guò)吸收處理,然後(hòu)才能(néng)排出，如氮、硫、磷等酸性氧化物氣體，可用導管通入堿液中，使其被(bèi)吸收後(hòu)排出。

對(duì)于某些數量較少，濃度較高的有毒有機物可于燃燒爐中供給充分的氧氣使其*燃燒,生成(chéng)二氧化碳和水。對(duì)高濃度廢酸、廢堿液要經(jīng)中和至近中性時(shí)排放。對(duì)于含有少量被(bèi)測物和其它試劑的高濃度有機溶劑廢液應回收再用。

用于回收的廢液應分别用潔淨的容器盛裝,同類廢液中濃度高的應集中貯存，以便于回收某些組分，濃度低的經(jīng)适當處理達标即可排出。

根據廢棄物的性質選擇合适的容器和存放點。廢液應用密閉容器貯存，禁止混合貯存，以免發(fā)生劇烈化學(xué)反應而造成(chéng)事(shì)故。容器應防滲漏，防止揮發(fā)性氣體逸出而污染實驗室環境。

劇毒、易燃、易爆藥品的廢液，其貯存應按相應規定執行。廢液應避光，遠離熱源，以免加速廢液的化學(xué)反應。貯存容器必須貼上标簽，标明種(zhǒng)類，貯存時(shí)間等，貯存時(shí)間不宜太長(cháng)。

實驗室廢棄物處理方法

實驗室廢棄試劑瓶如乙醇、 乙酸、等無毒無害試劑瓶可用自來水沖洗幹淨後(hòu)廢棄，由酸餐部垃圾處理人員統一處理。

其他試劑瓶用自來水沖洗幹淨後(hòu)廢棄，由酸餐部垃圾處理人員統一處理産生的廢液同3。3處理。

其他玻璃廢棄物如吸管，三角瓶，試管等若殘留化學(xué)試劑也須沖洗幹淨後(hòu)丢棄。

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