實驗室廢棄物分類
實驗室的廢棄物按廢棄物形態(tài)可以分為廢液、廢氣、固體廢物三類:
(1) 廢液:
實驗室產生的廢液包括化學性實驗廢液和一般廢水;
化學性實驗廢液來源主要有:
多余的樣品、標準曲線、樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量洗滌水,如各種酸堿廢液、含氟廢液、重金屬廢液等。實驗中以有機試劑作溶劑時,往往需要量很大,因此其排放量也十分可觀。一般廢水則主要來源于儀器清洗用水、實驗室的清掃用水以及大量使用的洗滌用水等等。如果不能對這些廢液進行妥善的處理,其將對周圍的環(huán)境產生極大的不良的影響,甚至會危及到其他生物和人的生命。
(2) 廢氣:
實驗室在實驗過程中會產生的廢氣主要來源于實驗過程中化學試劑的揮發(fā)、分解、泄露等,而且其成分大多是易燃和有毒氣體,具體包括揮發(fā)性的試劑和樣品的揮發(fā)物、實驗分析過程的中間產物、泄漏或排空的標準氣等。
依據其對人體危害的不同,可以將其具體分為兩類:
第一類是刺激性的有毒氣體,它們通常對生物的眼睛和呼吸道黏膜有很大的刺激作用,比如常見的有氨氣、二氧化硫、氯氣及氟氧化物等等;
第二類是可以造成人體缺氧性休克的窒息性氣體,例如硫化氫、一氧化碳、甲烷、乙烯等;由于每次實驗所產生的氣體量不大,因此始終未能引起公眾足夠的重視,通常這些氣體不經吸收和處理就被直接排入到空氣中,形成較大的社會公害。
(3) 固體廢棄物:
實驗室所產生的固體廢物包括殘留的固體試劑、多余固體試劑、沉淀絮凝反應所產生的沉淀殘渣、消耗和破損的實驗用品(如,玻璃器皿、包裝材料等)、殘留的或失效的固體化學試劑。另外,還會有紙張等的辦公耗材和實驗室的常用濾紙等。這些固體的廢棄物有復雜的組成,對環(huán)境的危害較大,尤其是一些過期失效化學藥劑。若將這些固體廢棄物隨意排放,一旦混入居民環(huán)境,會對居民的生活環(huán)境和生命健康造成巨大威脅。
實驗室廢棄物處理要求
1.任何產生實驗廢棄物的單位,都負有對危險實驗廢棄物作科學、合理地收集、暫存和無害化處理的責任。
2.嚴禁將危險實驗廢棄物隨意排入下水道以及任何水源,嚴禁亂丟亂棄、堆放在走廊、過道以及其它公共區(qū)域,生活垃圾和實驗垃圾不得混放。
3.各單位應對產生的危險實驗廢棄物進行分類收集,妥善貯存,收集容器外加貼標簽,注明廢棄物品名等信息,并確保容器密閉可靠,不破碎,不泄漏。對未達到要求的廢棄物收儲點將不予接收和處置。
4.對于化學廢棄物應先進行減害性預處理或回收利用,采取措施減少化學廢棄物的體積、重量和危險程度,以降低后續(xù)處理處置的負荷。化學廢棄物回收利用過程應達到國家和地方有關規(guī)定的要求,避免二次污染。
實驗室廢棄物處理的一般原則:
廢棄物處理通常是指將廢棄物回收再利用或者用其制取其他可用的試劑和設備,使廢棄物可以再資源化,變廢為寶,另一作用就是對暫時無法利用的廢棄物給予無害化的處理。
“廢氣”的處理要求
產生少量有毒氣體的實驗應在通風櫥內進行,通過排風排到室外(使排出氣在外面大量空氣中稀釋),避免污染室內空氣。通風櫥排氣口應以保證對外排氣不影響附近居民身心健康為原則,排氣口朝向應避開居民點并有一定高度,使之易于擴散。產生毒氣量大的實驗必須備有吸收或處理裝置。如二氧化碳、氧化氮、二氧化硫、氯氣、硫化氫、氟化氫等可用導管通入堿液中,使其大部分被吸收后再排出,一氧化碳可點燃轉成二氧化碳,可燃性有機廢液可于燃燒爐中通氧氣完全燃燒。
實驗室廢氣處理主要方法:
(1) 吸收法:
指的是采用合適的液體作為吸收劑來處理廢氣,達到除去其中有毒害氣體的目的的方法。一般分為物理吸收和化學吸收兩種。比較常見的吸收溶液有水、酸性溶液、堿性溶液有機溶液和氧化劑溶液。它們可以被用于凈化含有SO2 、Cl2、NOx、H2S、SiF 、HF4、NH3、HCl、酸霧、汞蒸氣、各種有機蒸汽和瀝青煙等廢氣。這些溶液在吸收完廢氣后又可以被用于配制某些定性化學試劑的母液。
(2)固體吸附法:
指的是先讓廢氣與特定的固體吸收劑充分接觸,通過固體吸收劑表面的吸附作用,使廢氣中含有的污染物質(或吸收質)被吸附從而被達到分離的目的,再通過充分的震蕩或久置。此法一般適合用于對廢氣中含有的低濃度的污染物質的凈化。例如,若要吸收幾乎所有常見的有機及無機氣體,可以選擇將適量活性炭或者新制取的木炭粉放入有殘留廢氣的容器中;若要選擇性吸收H2S、SO2及汞蒸汽,就要用硅藻土;若要選擇性吸收NOx、CS2、H2S、NH3、CmHn、CCl4等,就要用到分子篩。
(3) 回流法:
指的是對于易液化的氣體, 可以通過特定的裝置使揮發(fā)的廢氣,在通過裝置時可以在空氣的冷卻下,液化為液體,再沿著長玻璃管的內壁回流到特定的反應裝置中。如在制取溴苯時,可以在在裝置上連接一根足夠長的玻璃管。
(4) 燃燒法:
指的是通過燃燒的方法來去除有毒害氣體。這是一種有效的處理有機氣體的方法,尤其適合處理排量大而濃度比較低的苯類、酮類、醛類、醇類等各種有機的廢氣。如對于CO尾氣的處理,還有對H2S的處理等,一般都會采用此法。
(5) 顆粒物的捕集:
指的是空氣中去除或捕集那些以固態(tài)的或液態(tài)形式存在于空氣中的顆粒污染物,這個過程一般稱為除塵。根據顆粒物的分離原理,除塵裝置一般可以分為過濾式除塵器、機械式除塵器、濕式除塵器。此外,實驗室在空氣的凈化方面也應該有所要求,主要表現在通風。
“廢液”的處理要求
關于實驗室廢液收集和管理:根據不同廢棄液的化學特性,實驗室可以將廢棄液進行分類再貯存到統一的規(guī)定的密閉的容器中,與此同時還要對廢棄液的種類、貯存的時間進行標明。待廢液打到一量后,依據廢棄液的性質和其組成成分,考慮采用混凝沉淀、酸堿中和或者氧化劑氧化等方法進行處理回收;另一方面,如果實驗室本身沒有能力處理,則要將廢棄液定期收集起來,并聯系具有此種能力和處理資格的單位對其進行統一的處理。同時,要注意選擇合適的收集容器。下面將具體介紹實驗室的廢棄液處理的主要方法。
(1) 絮凝沉淀法:
此方法主要適用于含有重金屬離子比較多的無機化學實驗室廢棄液。在初步確定了廢棄液中各種離子的沉降特性以后,可通過選擇合適的絮凝劑(如,石灰、鐵鹽或鋁鹽等等),讓其在弱堿條件下形成含Fe(OH)3和Al(OH)3成分的絮膠狀沉淀,絮狀沉降物可吸附廢棄液中的重金屬離子,色素,其他污染物等。
(2) 硫化物沉淀法:
此沉淀法主要是針對組成成分中含有汞、鉛、鎘等重金屬較多的實驗室的廢棄液,具體方法一般是調節(jié)pH值,然后采用Na2S或者NaHS把廢棄液中的此類重金屬轉化變?yōu)殡y以溶于水的金屬硫化物,再加入FeSO4作為共同沉淀劑,隨后在Fe(OH)3共同沉淀,通過靜置達到分離過濾的目的。
(3) 氧化還原中和沉淀法:
此方法通常適用于處理含有六價鉻(Cr6+)或是具有還原性的有毒的物質,如氰根離子等等,還有一些含有金屬元素的有機化合物。
(4) 活性炭吸附法:
此方法通常用在去除微量并且呈溶解狀態(tài)的一類有機物。實驗室里的有機廢棄液通常都含有大量的試驗殘液和廢棄溶劑,它的主要成分是烷烴類、芳香類或是能夠使液面表面的自由能降低的一類物質,而且廢棄液的濃度很高高、量很少、呈現酸性,非常適合用于活性炭進行吸附處理與此同時活性炭還可以一并吸附一部分的無機重金屬離子。
(5) 鐵氧體沉淀法以及GT鐵氧體法:
鐵氧體指的是一類復合的金屬氧化物,它的化學通式為M2FeO4或者是MOFe2O3(其中M代表的是其他金屬) ,一般呈現成尖晶石狀的立方結晶構造,其Fe2+∶Fe3+=1∶2(摩爾比)時的最理想的pH值條件為8.0~9.0,而鐵氧體特有的包裹和夾帶作用,則可以使重金屬離子在進入鐵氧體的晶格后形成復合的鐵氧體。復合的鐵氧體一般會具備有很強的穩(wěn)定性,只要在一般的酸堿條件下,就能一次性脫除廢棄液中的各種的金屬離子,如,對Cr3+、Fe3+、Pb2+、As3+、Zn2+、Hg2+、Cd2+、Mn2+、Cu2+等都有不錯的脫除效果,使那些包含在廢棄液中的有害的重金屬都不會浸出。
對于高濃度的有機廢棄液的處理方法,則有焚燒法、水解法、氧化分解法、生物化學處理法及溶劑萃取法等:
1) 焚燒法:
因為,有機物一般會具有可觀的可燃性質,因此對于這些有機溶劑、有機殘液或廢料液等通常采取焚燒法來進行處理,在高溫的條件下進行氧化分解,促使其生成水、CO2等對環(huán)境無害的產物。值得一提的是,用焚燒法是最容易實現工業(yè)化的方法之一,尤其是對一些濃度高同時組分復雜,或者污染物沒有回收利用的價值且熱值比較高的廢棄液,可以考慮直接來采用焚燒法進行處理。
2) 氧化分解法:
氧化分解法最常采用的工藝過程是先讓廢棄液經過一系列氧化還原的反應,而使高毒性的污染物質轉化成為低毒性的污染物質,再然后通過混凝和沉淀的方法將污染物從當前的反應體系中分離出去。
3) 水解法:
水解法從屬于厭氧生物處理方法,其通常適用于對高濃度的廢棄液的初步處理,一般是讓細菌利用污染物質為營養(yǎng)物質來進行生長,以消耗水中的污染物從而使廢水得到凈化。
4) 溶劑萃取法:
溶劑萃取法指的是利用化合物的溶解度或分配系數在兩種互不相溶的溶劑中的不同,使化合物可以從一種溶劑中被轉移到另外一種溶劑中,這樣經過反復多次的萃取,就可以將很大一部分的化合物質提取出來;一般來說,有機溶劑的親水性愈大,其與水做兩相萃取的效果就愈不好,這是因為其能使比較多的親水性的雜質隨之而出,這樣對有效成分的進一步精制有很大的影響。
5)生物化學處理法:
廢棄液中生物化學處理法指的是利用微生物的代謝,使廢棄液中的呈現溶解或膠體狀態(tài)的有機污染物質轉化成為無害的污染物質,從而達到凈化目的的方法。可以分為需氧的生物處理法和厭氧的生物處理法兩種。
“固廢”的處理要求
試驗中出現的固體廢棄物不能隨便亂放,以免發(fā)生事故。能放出有毒氣體或能自燃的危險廢料不能丟進廢品箱內和排進廢水管道中。不溶于水的固體廢棄物不能直接倒入垃圾桶,必須將其在適當的地方燒掉或用化學方法處理成無害物。碎玻璃和其他有棱角的銳利廢料,不能丟進廢紙簍內,要收集于利器盒內,交由專業(yè)人員處理。
實驗室固體廢棄物處理主要方法:
(1) 對固體廢棄物的預處理:
由于固體廢棄物難處理的特點,在對其進行進一步的綜合利用和最終的處理之前,通常都需要先對其實行預處理。固體廢棄物的預處理一般包括固體廢棄物的篩分、破碎、壓縮、粉磨等程序。
(2) 物理法處理固體廢棄物:
指的是通過利用固體廢棄物物理和其物理化學性質,用合適的方法從其中分選或者分離出有用和有害的固體物質。常用的分選方法有:重力分選、電力分選、磁力分選、彈道分選、光電分選、浮選和摩擦分選等。
(3) 化學法處理固體廢棄物:
指的是通過讓固體廢棄物發(fā)生一
系列的化學變化,進而可以轉換成能夠回收的有用物質或能源。常見的化學處理方法包括煅燒、焙燒、燒結、熱分解、溶劑浸出、電力輻射、焚燒等。
(4) 生物法處理固體廢棄物:
指的是利用微生物的作用來處理固體廢棄物。此方法的基本原理是利用微生物本身的生物-化學作用,使復雜的有機物分解成為簡單的物質,使有毒的物質轉化成為無毒的物質。常見的生物處理法有沼氣發(fā)酵和堆肥。
(5) 固體廢棄物的最終處理:
指的是對于沒有任何利用價值的有毒害固體廢棄物,就需要進行最終處理。常見的最終處理的方法有焚化法、掩埋法、海洋投棄法等。但是,固體廢棄物在掩埋和投棄入海洋之前都需要進行無害化的處理,而且深埋在遠離人類聚集的指定的地點,并要對掩埋地點做下記錄。
其他一些簡單的廢棄物處理方法
實驗室廢棄物類型預處理方法處理方法
實驗室廢棄物類型 | 預處理方法 | 處理方法 |
垃圾 | 打包 | 垃圾箱 |
弱酸 | 稀釋,中和 | 下水道排放,固化處理 |
弱堿 | 稀釋,中和 | 下水道排放,固化處理 |
濃酸 | 稀釋,中和 | 下水道排放,實驗室包裝,固化處理 |
濃堿 | 稀釋,還原 | 下水道排放,實驗室包裝,固化處理 |
易燃的非鹵化有機溶劑 | 焚燒,實驗室包裝,固化處理 | |
易燃的鹵化有機溶劑 | 焚燒,實驗室包裝,固化處理 | |
難燃的非鹵化有機溶劑 | 焚燒,實驗室包裝,固化處理 | |
難燃的鹵化有機溶劑 | 焚燒,實驗室包裝,固化處理 |
有機酸 | 中和 | 下水道排放,焚燒,實驗室包裝 |
有機堿 | 中和 | 下水道排放,焚燒,實驗室包裝 |
無機氧化物 | 稀釋,還原 | 下水道排放,實驗室包裝 |
有機氧化物 | 稀釋,還原 | 下水道排放,實驗室包裝 |
有毒金屬 | 稀釋,還原 | 下水道排放,實驗室包裝,固化處理 |
還原劑溶液 | 稀釋,氧化 | 下水道排放,實驗室包裝,固化處理 |
助燃物 | 消防隊或警察局處置 | |
含氰化物、硫化物或氨的廢棄物 | 稀釋,氧化 | 下水道排放或實驗室包裝 |
爆炸物 | 消防隊或警察局處置 | |
放射物 | 特殊廢棄物處理 | |
傳染物 | 滅菌,消毒 | 焚燒,實驗室包裝 |
多氯聯苯 | 堿分解法 | 焚燒 |
實驗室廢棄物化學處理法
1、回收再利用
實驗中產生的大量有機廢液可以采用蒸餾法進行回收,在滿足要求的前提下可重復使用;一些貴重金屬可以采用沉淀法、結晶法、吸附法、離子交換法等方法進行回收;實驗中的冷卻水可以冷卻后重新使用。
2、稀釋法
實驗室廢棄物如某些重金屬、可溶于水的易燃有機溶劑等,可以做適當稀釋后直接排入下水道。具體要求按GB 8978污水綜合排放標準排放。
3、中和法
強酸類和強堿類實驗室廢棄物可小心的中和到適當pH后直接排放,若中和后的廢液中含有其他有害物質需要做進一步處理。
4、氧化法
硫化物、氰化物、醛類、硫醇和酚類等化合物可以被氧化為低毒和低臭化合物。
5、還原法
氧化物性亞硫酸鹽、過氧化物、許多有機藥品和重金屬溶液可以被還原成低毒物質。含六價鉻的廢液可以被酸、硫酸亞鐵等還原劑還原為三價鉻,廢液中的汞、鉛和銀還原后,可以沉淀過濾出來。有機鉛也可以通過類似的方法去除。將處理后的濃縮液收集后裝人容器,送到指定地點處理。
實驗室廢棄物物理處理法
1、垃圾箱
對于適合公共衛(wèi)生垃圾場處理,且不會對處理人產生危害的惰性固體垃圾,可直接丟人垃圾箱,但必須符合《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》的相關規(guī)定。
2、下水道排放
經上述預處理方法處理后安全無害的實驗室廢棄物,符合相關環(huán)保法律法規(guī)排放要求,可直接通過下水道排放。
3、焚燒、溶劑回收
對不含固體、腐蝕性或可能起化學反應物質的廢有機溶劑應分類,收集,也可混人燃料后在鍋爐房或發(fā)電站進行燃燒處理。
4、實驗室包裝:
將少量的液體或固體實驗室廢棄物按照毒藥、氧化劑、易燃物、腐蝕性的酸和腐蝕性的堿進行分類
然后用雙層的密封罐收集,送往指定的安全場所或特定的垃圾場處理。
5、固化
在帶有內襯且上端開口的金屬罐中,對經過適當預處理后的液體實驗室廢棄物添加相容的固化劑(如蛙石、硅藻土或泥土等)。采用固化處理的容器要仔細密封,并做適當標識。
6、廢物交換
某一實驗室不需要的藥劑或廢液對于其他實驗室并非完全無用,在有效的信息交換。及確定分類原則下,可交換再利用。