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无机化学实验室废液处理方法

 论文栏目:无机化学论文     更新时间:2018/12/6 16:15:18   

摘要:针对无机化学实验室废液排放的特点及对环境的危害,结合目前国内无机化学实验的内容,对无机化学实验室常见有毒废液无害化处理的初步处理进行了简要探讨。

关键词:无机化学;常见废液;方法

随着我国科学技术飞速进步与发展,对化学实验室的需求不断增加。尤其是在过去十年中,化学实验室的数量一直在增加,而且增速也越来越快。无机化学实验室实际上就是典型的小污染源,它们建造的越多,造成的污染总量也就越大,这些实验室,特别是那些建设在中心城市和居民区的,对环境的友好程度越危险。出于历史建设规划原因,许多化学实验室的排水管连接到居民的排水管,污染物通过下水道交叉污染。最后,流入河流或渗入地下,对水资源的破坏是无法估量的。因此,探索化学实验室废水处理方法具有重要意义。

1实验室常见无机废液的分类

1.1酸碱废液

主要的酸类是盐酸、硫酸、硝酸和乙酸,主要的碱类是氢氧化钠和氢氧化钾。酸碱废液的处理相对来说非常简单,首先收集并储存实验后的废液,然后进行酸碱中和处理。在酸碱中和过程中,会释放出大量的热量,这时注意液体飞溅,可以用玻璃棒慢慢搅拌。要尽可能保证反应发生完全,并查验其pH值,若pH值在7左右即可。处理后的废液可直接倒入下水道管道,并用大量水冲洗,基本不影响环境的生态。

1.2含重金属和重金属离子废液

常规化学实验中使用的金属盐主要含有重金属离子,如钡、镉、铬和汞。将废液罐放置在实验室的指定位置,并根据产生的金属离子进行分类和回收,然后收集和分类合理处理或存放。比如:1.2.1含钡废液的处理将Na2SO4溶液加入到含有钡离子(Ba2+)的溶液中,使Ba2+完全转化为BaS04沉淀,并通过过滤回收滤渣。在添加过程中,如果不能保证沉淀,可将少量上清液置于离心管中并置于离心机中进行离心。分离后,将Na2SO4溶液滴加到所得上层清液中,不产生白色沉淀,则表示沉淀物完全沉淀,其反应方程式为:Ba2++SO42-=BaS04↓1.2.2含镉废液的处理将Ca(OH)2溶液加入到含有Cd2+的废液中,并通过pH试纸将pH调节至约11,使得镉离子全部转化为Cd(OH)2沉淀物。过滤收集滤渣,查验滤液。当不含Cd2+时,加入稀硫酸中和稀释,并处理过量的Ca(OH)2。或者直接将Na2S溶液加入到含有Cd的废液中,形成CdS沉淀,也可以达到同样的处理效果,其反应方程式为:Cd2++2OH-=Cd(OH)2↓镉废液也可以通过离子交换进行处理,原理是Cd2+离子比水中的其他离子和阳离子具有更强的交换能力、更强的结合力,优先交换。1.2.3含铬废液的处理还原法和中和法:开始操作时,首先将Cr4-用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁还原为Cr3-,每1gCr4需要7g亚硫酸氢钠或20g硫酸亚铁,还原后的Cr3-添加到10%NaOH溶液中,使得Cr3-转化为氢氧化物的沉淀。鉴于Cr(OH)3是具有两性(酸性与碱性)的,因此,应添加适量的碱以控制溶液的pH值为维持在8-9。为避免亚铬酸离子(CrO2-)重新溶解形成,放置过夜,用二苯碳酰二肼分光光度法查验澄清溶液中的铬(可降至小于0.5mg/L),析出物分离,排放废液,其反应方程式为:1.2.4含毒性较大的离子比如Hg2+,汞毒性很大,化学实验室汞主要来自温度计和汞盐。元素汞的洒出通常是由于破坏温度计或汞的意外操作引起的。当汞滴在试验台、水池、地面等处时,水银蒸气会对人体造成累积中毒,因此要注意防患与治疗。意外发生其反应进行时应并保持实验室通风,并注意尽可能用滴管将其收集并放入装有水的烧杯中。如果是元素汞,请用硫磺粉覆盖,并保持环境通风。小心翼翼地清洁地面以使汞珠尽可能地与硫接触,并且硫将被吸附在汞珠的表面上并产生毒性较小的硫化汞。在含汞废液的处理中,可加入0.1mol/LFeSO4溶液和Na2S溶液并充分搅拌以控制废液的pH值在6-8的范围内,沉淀完成后,放置过滤器并储存滤渣。稀释上述滤液,调节pH至约6,加入活性炭,搅拌均匀,静置3小时。然后过滤并保留滤渣。

1.3含氰化物的废液

1.3.1漂白粉法结合CN-的还原性质,将废液的pH值控制在大于10,然后加入过量的漂白粉或次氯酸钠溶液,搅拌并放置,使CN-被氧化成CNO-,并分解成无毒的N2等,其反应方程式为:1.3.2配位法作为剧毒物质的代表,氰化物及其衍生物都有着非常大的毒性。CN-具有优异的配位能力,是实验室常用的配合剂。对于含氰化物的废水,可以使用配位来消除其毒性。在废水中加入熟石灰,调节pH值至8-10,加入过量的硫酸亚铁或硫酸铁溶液,浓度约为10%,搅拌均匀,制成[Fe(CN)6]4-或[Fe(CN)6]3-离子非常稳定,稳定常数为3.16×1034、3.98×1043,基本上是去毒的。经处理的废水可直接排放而不污染环境,或添加FeCl3回收普鲁士蓝色沉淀物是一种简单易行的办法。与此同时,也应特别注意含氰废水的处理,废液应始终保持碱性,切记一定不要用酸发生混合。

2无机化学实验室废液污染的几点防治措施

2.1敦促学生养成环保意识

无机化学实验室的主体还是大一新生,其通常对化学实验感到好奇,对化学试剂的性能和危害知之甚少。每学年,都应该在学生实验前开设专题讲座指出必要的注意点,讲解各类污染(如镉,汞等)的回收方法和指定的集中回收部门,并在实验课中涉及时再次着重强调。在学生的环保意识养成后,废液分离和回收的效果才能做到更好。

2.2优化授课内容

元素化学实验涉及许多会对环境造成严重污染的化合物,但是不做这些自然实验对学生的理论学习会造成很大的影响。经过多次尝试反复小心论证和研究,在确保学生可以观察到明显的实验现象的同时使用最少量的试剂,可以使其含有S、N、Si、B、Cu、Ag、Zn、Hg、Cr、卤素的排放和其他元素大大减少,对环境表达出很好的友好。

2.3废物回收与利用

在学生实验中产生了大量的溶液和化合物。根据实验班的内容,可以最大程度上利用学生实验产生的产品,根据实验室的实际需要来安排学生准备所需的硫酸、氢氧化钠溶液等,以防止浪费,以便它可以用于未来的实验。

3结语

无机化学实验室对无机废液的处理主要采用酸碱中和处理和沉淀处理方法,少量需要活性炭吸附处理。这些在无机化学实验室中更常用的废物处理方法并不复杂,但具有重要意义。在实验室中回收和处理废物也是高校发展和建设的重要组成部分,必须认真对待。在目前的高校中,随着学校规模的扩大,学生人数不断增加,师生的实验教学和科研龙8国际娱乐官方网量也有所增加,化学试剂的使用量也有所增加,注重统一管理和回收废液废物并进行处置,以减少对环境的污染,并改变人类的生活和生态环境,不但利于当下的发展还可以造福子孙万代。

参考文献:

[1]纪朋艳,李庆华,刘玉莲.化学实验室废水处理初探[J].硅谷,2014,7(24):176.

[2]郝冬亮.化学实验废水排放与环境安全[J].绿色科技,2013(11):193

作者:陈洁 单位:铁岭师范高等专科学校

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