化学实验室废弃物循环利用策略分析

2021-04-09王飞

中国资源综合利用 2021年9期

关键词：石油醚废液废弃物

王飞

（安徽省建设工程测试研究院有限责任公司，合肥 230051）

当前，在保护生态环境的背景下，应系统地提升化学实验室管理力度。很多化学废弃物含有一定危险因素，若处理不到位，将会形成难以估计的经济损失，危及化学研究发展。

1 化学废弃物应用现状

1.1 安全意识不佳

目前，众多化学实验室存在安全管理问题，化学废弃物的有效处理率未达到10%。部分安全管理工作的负责部门为后勤、行政等，此类部门具有专业性不足问题，无法结合化学实验室的安全管理需求完成废弃物处理。

1.2 监管制度不完善

部分化学实验室运行主体针对化学废弃物处理项目设定了相关规范内容。然而，具体操作期间，监管工作不到位，引起较为严重的废弃物排放问题，废弃物循环使用尚未有效执行。

1.3 管理工作相对滞后

部分化学实验室尚未运行有效的管理体系，实验室管理具有滞后性，难以有序进行实验室废弃物的处理与循环使用，甚至未明确下水道禁排废弃物。

1.4 环保宣传不到位

有些化学实验室环保宣传不到位，相关人员缺乏环保意识。当前，要加大环保宣传力度，使其正确认知化学废弃物的处理方式，提升环境保护效果[1]。

2 化学废弃物循环利用的有效措施

2.1 废液处理

2.1.1 处理一般化学试验形成的废液

在流程较少的化学试验中，柱层析试验对化学试剂用量提出了较高需求。通常情况下，每组化学试验中，石油醚消耗量为400 mL，丙酮洗脱剂消耗量同样为400 mL，若单位周期内完成，洗脱剂消耗量将会超过100 L，单位周期按4个月计算。在处理石油醚、洗脱剂两类物质在化学反应中形成的废液时，可采取分液处理形式。在试验完成时，大部分试验人员选择用清水完成层析柱的清洗程序，引起洗脱剂混入水中，滞留下水道，形成水资源污染问题。

在此期间，可采取洗脱剂干燥处理形式，干燥处理介质为脱水状态的硫酸钠，继而开展干燥蒸馏处理。此类馏分无法直接投运在其他试验环节，可采取适当调节予以使用。研究发现，在开展石油醚化学试验废物回收与处理时，在馏分程序中完成一定量石油醚添加，能够保障石油醚化学试验废弃物处于循环利用状态。

2.1.2 处理合成试验形成的废液

合成试验对石油醚有一定需求。然而，石油醚存在回收难的问题。在此背景下，无须针对石油醚与其他物质实施分离操作，应采取同时处理措施，在处理完成时，混合试剂可循环使用。

2.1.3 处理其他化学试验形成的废液

（1）中和处理。开展无机试验期间，试验产生的化学废弃物主要表现为废液形式，如酸碱废液、含有重金属元素的废液等。此类废液整体表现为弱酸、弱碱，处理方式为添加一定量的溶液，予以中和，调节其溶液性质，使其处于中性，降低废液环境污染能力。

（2）沉淀处理。若废液含有重金属元素，在废弃资源循环处理时，可采取沉淀处理方法，有效沉淀废弃资源中的金属离子，继而分离沉淀物与液体。针对废弃物成分中含有阴离子的，可采取氨水适量添加的形式，在溶液整体清晰可见时，再添加葡萄糖液，浓度选择10%，继而将添加完葡萄糖液的溶体放置在水中，采取加热措施，有效完成阴离子析出，以此减少化学废液对生态环境产生的危害。针对液体中含有砷元素的，可适量添加铁溶液、石灰乳等成分，提升砷元素的分离效果。

（3）化学反应处理。化学试验中可能生成氰化物，它具有一定毒性，可在其废液中完成混合碱液的添加，以便沉淀金属离子，使其获得有效分离。此外，加强滤液酸碱度调节，使其控制在合理范围内，继而在滤液中完成漂白粉的添加，使漂白粉在滤液中获得充分搅拌，在均匀室温状态中维持10 h，能够达成氰化物分离目标[2]。关于工业乙醇开展的化学试验，如蒸馏试验，其试验产物能够在处理后循环使用。在制备苯甲酸的化学试验中，苯甲酸采集方法为结晶获取法，此种采集方式具有循环使用苯甲酸的能力。在制备乙酸乙酯的化学试验中，化学试验获得的乙酸乙酯生成物具有较高纯度，能够在其他化学试验中循环利用。

2.2 循环应用的其他措施

在相关化学试验中，试验类型较多，实际应用的仪器种类多样，部分化学试剂在试验后形成的化学废液能够循环使用。

在异丙醇与环己烷相关化学试验中，形成的混合废液能够成为有机化学试验的原材料。在开展有机化学试验时，应从分馏、提纯等化学试验中认知废弃物的使用方法与循环利用措施。在有机化学试验中获取的提纯物质能够在物化试验中循环使用，提升能源循环利用效率。

在测定乙醇溶液性能的相关化学试验中，将会产生数量较多的废液，此类废液含有一定量的乙醇，其能够在有机化学试验中使用，如蒸馏提纯。

针对丙酮碘开展的化学反应，在试验完成时，形成的废液含有碘元素。可借助碘升华特点，加温处理含碘废液，使其转化为蒸汽。经由蒸馏处理，获取碘。

2.3 加强化学实验室管理

2.3.1 增强化学试验安全意识

化学实验室应建立完善的安全管理体系，增强化学试验安全意识，减少环境污染行为，提升废弃物处理效果，维护化学试验资源利用能力，为化学实验室有序发展提供基础的安全管理条件。

2.3.2 健全化学实验室废弃物管理体系

在健全化学实验室废弃物管理体系的过程中，应以化学试验参与人员为出发点，加强化学试验研发人员安全意识建设，使其认知化学废弃物循环利用的重要性。具体建设措施为：定期更新废弃物循环处理工作机制，包括废弃物分类管理、废弃物集中处理方法、化学试验安全防护、突发化学试验危险事件的紧急处理措施等；采取电子版文件分享、专题讲座等形式，提升化学试验研发人员对废弃物处理各项流程的认知能力，保障化学废弃物分类、处理、存储、再利用的安全与有效。

化学废弃物管理与化学试验人员应依据相关试验要求规范佩戴防护工具，如手套、口罩等，防止液体溅出形成化学试验危险事件，降低化学试验危险性，必要时佩戴护目镜。化学实验室应依据废弃物循环处理的具体需求，明确废弃处理、循环保存等工作职责，使化学试验人员具备基础性认知，提升化学废弃物的处理效果，精准完成化学废弃物的循环使用。

化学试验需要做好记录管理，有效记录试验产生的废弃物，翔实记录废弃物处理过程、循环应用情况等信息，为化学废弃物循环利用提供实践依据[3]。

3 废弃物循环使用实例

3.1 实例背景

在“刻蚀法制作印刷电路板”的化学试验中，将会生产一定量的废液，废液成分以Fe2+、Cu2+为主。

3.2 废弃物循环处理过程

一是提取适量废液，在其中添加一定量的双氧水，使其处于充分搅拌状态，改变Fe2+状态为Fe3+，处理过程产生的化学反应为：2份Fe2+与H2O2、2H+发生化学反应，生成物为2份Fe3+与2份H2O。二是调整生成物的酸碱度，借助少量氢氧化钠予以完成，使其酸碱度保持在3.5～3.9，此时将会形成沉淀，形成的化学反应为：1份Fe3+与3份OH-发生反应，获取Fe(OH)3沉淀物。之后采取过滤、沉淀处理等措施。三是在滤液中完成沉淀液混合，再向其中添加硫化钠溶液，使其发生充分的化学反应：一份Cu2+与Na2S发生反应，生成物为CuS沉淀物、2份Na+。

在此处理过程中，依据CuS沉淀物质量，可获知废液中的Cu2+含量，继而对其开展针对性的物质回收试验。同时，CuS沉淀物可作为资源回收的一种途径，将其应用于纳米材料制作试验中。