實(shí)驗(yàn)室廢液分類及處理方法研究進(jìn)展

張曼曼， 張飲江， 張樂(lè)婷， 黎 臻

(上海海洋大學(xué)水域環(huán)境生態(tài)上海高校工程研究中心，上海201306)

0 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室不斷擴(kuò)建，實(shí)驗(yàn)室的種類、數(shù)量與規(guī)模也不斷壯大，隨之而來(lái)的則是實(shí)驗(yàn)室所帶來(lái)的污染問(wèn)題［1］。實(shí)驗(yàn)室污染物主要包括:固體廢棄物，廢液，廢氣，噪聲與振動(dòng)，電磁輻射以及病毒和致病菌的生物性污染物等［2］。高校實(shí)驗(yàn)室廢棄物具有高毒性，高危害性，但環(huán)保部門(mén)并未列入環(huán)保檢測(cè)的項(xiàng)目，即使列入，也因量小、易被生活污水稀釋而難于檢測(cè)到［3］。而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢液數(shù)量很大，且實(shí)驗(yàn)室排放的廢水比其它廢水的成分更為復(fù)雜，排放水量及水質(zhì)具有不確定性及動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)，因此危害性也相對(duì)較大。并且，實(shí)驗(yàn)室的排水管道不利于集中處理，尤其是在老實(shí)驗(yàn)樓中，實(shí)驗(yàn)室下水道與生活污水共管排放，沒(méi)有收集池和處理裝置，含酸含堿、含重金屬?gòu)U液直接排入湖、河之中。甚至部分管道是鑄鐵管，沒(méi)有防酸防堿的功能，腐蝕嚴(yán)重，四處滲漏［4］。政府、學(xué)校以及科研工作者等，未對(duì)廢液?jiǎn)栴}給予足夠的重視。因此，本文系統(tǒng)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外有關(guān)實(shí)驗(yàn)室污水處理方法的研究，為實(shí)驗(yàn)室的廢液處理技術(shù)與工藝的進(jìn)一步發(fā)展，提供參考與借鑒之便。

1 實(shí)驗(yàn)室廢液的危害

(1)酸、堿廢液的危害。酸性溶液和堿性溶液如果從實(shí)驗(yàn)室直接進(jìn)入到排水管網(wǎng)系統(tǒng)有可能會(huì)腐蝕管道，若直接排放到河道，對(duì)水生生物及家畜家禽，甚至是人類自身健康造成不可估計(jì)的影響，并導(dǎo)致水體自凈能力的降低，破壞水體生態(tài)功能。

(2)有機(jī)廢液的危害。實(shí)驗(yàn)室廢水中的有機(jī)物主要為有機(jī)溶劑，有機(jī)物對(duì)人體健康危害嚴(yán)重，人體飲用含有千分之幾毫克甲醇的水，就會(huì)導(dǎo)致眼睛失明;飲用含吡啶、氯仿的水，會(huì)破壞人體神經(jīng)中樞，造成免疫能力下降，甚至引起機(jī)能失調(diào)，導(dǎo)致死亡。多氯代烴是具有持久性的有機(jī)污染物，能夠經(jīng)過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)富集，且其毒性非常高，還通過(guò)哺乳喂養(yǎng)傳遞給后代。

(3)含重金屬?gòu)U液的危害。實(shí)驗(yàn)室廢液中的重金屬有汞、鎘、鉛、鈷、銅、砷、鎳、鉻等，其中汞的毒性最大，室溫下即能蒸發(fā)，致毒作用極強(qiáng)，汞在生物體內(nèi)易與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的某些酶類結(jié)合，易導(dǎo)致神經(jīng)錯(cuò)亂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人的腦組織受損甚至死亡。鎳除了造成腸胃不適、皮膚炎癥，還能造成肺部和腎臟問(wèn)題［5］。鎘會(huì)影響肝臟和腎臟的酶系統(tǒng)的正常功能。較高銅濃度跟癌癥的形成有著直接的關(guān)系［6］。當(dāng)重金屬進(jìn)入水體后不能被微生物所分解，甚至能通過(guò)微生物的作用而產(chǎn)生毒性更大的金屬有機(jī)物。

(4)微生物污染的危害。醫(yī)學(xué)及微生物實(shí)驗(yàn)室接觸致病菌和病毒的幾率較大，在這些實(shí)驗(yàn)室中難免會(huì)產(chǎn)生被病原微生物所污染的廢液，這些廢液中的病毒和致病菌一旦進(jìn)入周圍環(huán)境，就有可能導(dǎo)致其它生物體的染病或組織的病變等，影響其免疫系統(tǒng)而使抵抗力下降，同時(shí)也具有導(dǎo)致生物體死亡的潛在危險(xiǎn)性。

(5)外來(lái)入侵物種的影響。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)際貿(mào)易日趨繁榮，外來(lái)入侵物種種類也逐年增多，以外來(lái)物種作為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)室也越來(lái)越多，如以引進(jìn)的新品種(水族館的一些外來(lái)水生生物、水產(chǎn)研究所的一些外來(lái)水產(chǎn)品)作為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)室，研究過(guò)程中所產(chǎn)生的廢液可能會(huì)含有外來(lái)物種的孢子或卵等，這些廢液若進(jìn)入到周圍河道或生態(tài)系統(tǒng)中，其中的孢子或卵可能會(huì)瘋狂繁殖，加速本地物種的消失或?qū)е氯郝溥z傳多樣性的丟失，并且外來(lái)物種成功入侵后會(huì)打破原有生態(tài)系統(tǒng)的整體平衡，導(dǎo)致不同生物地理區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，使其服務(wù)功能降低［7］。以船舶壓載水作為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)室，由于船舶壓載水?dāng)y帶的外來(lái)物種種類繁多，在檢測(cè)過(guò)程與檢測(cè)后所產(chǎn)生的廢液和剩余樣品里會(huì)含有一些外來(lái)物種(如藻類、貝類等)及其孢子或卵，因這些物種普遍適應(yīng)性都很強(qiáng)，一旦大面積繁殖就會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、人類健康以及經(jīng)濟(jì)等造成較大危害。因此應(yīng)注重外來(lái)物種的分類、發(fā)源地、習(xí)性和分布等研究，從而尋找有效的防治措施［8］。

2 實(shí)驗(yàn)室廢液來(lái)源與分類

2．1 實(shí)驗(yàn)室廢液的來(lái)源

我國(guó)實(shí)驗(yàn)室主要存在于高校、科研機(jī)構(gòu)及一些企業(yè)，根據(jù)其研究?jī)?nèi)容和研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)室基本可分為:生物實(shí)驗(yàn)室(植物、動(dòng)物、微生物等)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室(有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)等)、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室(臨床醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)、法醫(yī)等)、物理實(shí)驗(yàn)室(機(jī)械、光學(xué)與聲學(xué)、電磁與輻射等)及其它類型實(shí)驗(yàn)室。而廢液大都產(chǎn)生于生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，主要是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中剩余的試劑、溶劑、貯備液、標(biāo)準(zhǔn)使用液和試劑瓶的洗滌水以及混合物和過(guò)期藥品。而醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室和微生物實(shí)驗(yàn)室則會(huì)產(chǎn)生很多被病原微生物污染的試劑和溶液。此外，水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室的廢水，則主要由觀賞類水生生物與其他水產(chǎn)品的飼養(yǎng)所造成的［9］。

2．2 實(shí)驗(yàn)室廢液的分類原則

盡管分類越細(xì)對(duì)后續(xù)處理越為有利，但分類過(guò)細(xì)，規(guī)定太多，科研人員則不易分辨和遵守，更容易造成不相容性廢液混合的危害，且需要耗用的人力及物力也越大。所以，制定統(tǒng)一、適當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)室廢液管理中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到廢液的收集能否順利進(jìn)行。另外要遵循安全性、方便性和經(jīng)濟(jì)性的原則［10］，關(guān)注廢液的危險(xiǎn)特性及其相容性，禁止將不相容或會(huì)發(fā)生反應(yīng)的廢液放在一起存放。分類要為實(shí)際操作和后續(xù)處理提供方便，盡可能考慮收集和處理的經(jīng)濟(jì)性。

2．3 實(shí)驗(yàn)室廢液的分類

實(shí)驗(yàn)室的廢液成分和污染程度不同，且成分復(fù)雜，分類形式也不同。根據(jù)其污染程度和廢液的主要成分及性質(zhì)基本分類如下。

2．3．1 根據(jù)污染程度分類

實(shí)驗(yàn)室廢液，按照污染程度可分為無(wú)污染、低濃度的和高濃度。無(wú)污染性主要包括類似氯化鈉的鹽類和葡萄糖等非危險(xiǎn)性質(zhì)的試劑;低濃度低污染性廢液主要包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所使用的低濃度低污染性試劑、實(shí)驗(yàn)用水和各種儀器或器具的潤(rùn)洗液和洗滌廢水等;高濃度廢液主要是實(shí)驗(yàn)中使用的濃度過(guò)高、有毒或危害性較大的試劑及一些過(guò)期的液態(tài)試劑，如:廢酸、廢堿以及廢有機(jī)溶劑等。

2．3．2 根據(jù)污染物的成分和特性分類

(1)無(wú)機(jī)性廢水。主要含有重金屬(汞、銅、鉛、鉻等)及重金屬的絡(luò)合物，鹵素離子，強(qiáng)酸強(qiáng)堿，氰化物、硫化物以及其它無(wú)機(jī)離子等。

(2)有機(jī)性廢水。主要含有常用的有機(jī)溶劑，如有機(jī)酸，表面活性劑，醚類，石油類，染料類，多氯聯(lián)苯類，洗滌劑，有機(jī)磷化合物，酚類及脂類物質(zhì)等。

(3)生物性廢水。主要包含醫(yī)療的化驗(yàn)液和解剖臺(tái)沖洗液及生物實(shí)驗(yàn)室所使用的含有病原微生物的培養(yǎng)液、實(shí)驗(yàn)器具的沖刷水和動(dòng)物籠具沖刷廢水等。

(4)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水。未被魚(yú)蝦等同化的飼料和其排泄物，造成了養(yǎng)殖水中的氮和磷的營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度偏高。同時(shí)，水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中所使用的化學(xué)藥品和抗生素等，也增加了養(yǎng)殖廢水的污染性。

3 廢液的處理

《中華人民共和國(guó)水污染防治法》明確指出:含有重金屬、病原體和難以實(shí)現(xiàn)生物降解的廢水，不得稀釋排放，必須按照規(guī)定單獨(dú)處理達(dá)標(biāo)后，方可排放。教育部國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室排污管理》也指出:各高校應(yīng)切實(shí)履行國(guó)家、地方環(huán)境保護(hù)法規(guī)和制度，把環(huán)境保護(hù)工作、尤其是實(shí)驗(yàn)室排污管理納入學(xué)校日常工作計(jì)劃，將實(shí)驗(yàn)室污染防治費(fèi)用納入學(xué)校年度預(yù)算。實(shí)驗(yàn)室科研教學(xué)活動(dòng)中產(chǎn)生和排放的污染物，應(yīng)按環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)的要求進(jìn)行申報(bào)登記、收集、運(yùn)輸和處置。嚴(yán)禁把廢氣、廢液、廢渣和廢棄化學(xué)品等污染物直接向外界排放。污染物排放頻繁、超出排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)安裝符合環(huán)境保護(hù)要求的污染治理設(shè)施，保證污染治理設(shè)施處于正常工作狀態(tài)并達(dá)標(biāo)排放。

3．1 無(wú)污染性的廢液

無(wú)污染性廢液，可直接或稀釋后排放到下水道，或者儲(chǔ)存起來(lái)循環(huán)利用，以達(dá)到節(jié)約和環(huán)保的雙重收益。

3．2 有污染性的廢液3．2．1 廢酸廢堿溶液

一般根據(jù)酸、堿中和反應(yīng)的原理進(jìn)行處理:實(shí)驗(yàn)室設(shè)置廢酸、廢堿的廢液缸，將廢液中和至pH值為6～9，用水稀釋后方可排放至下水道。

3．2．2 有機(jī)污染廢液

(1)含甲醇、乙醇、醋酸類的可溶性溶劑的處理?？梢杂么罅康乃♂尯笈欧?，因?yàn)檫@些溶劑能被細(xì)菌分解。

(2)氯仿和四氯化碳等廢液。水浴蒸餾，收集餾出液，密閉保存，回收再利用。達(dá)到無(wú)害化處理以及節(jié)約的雙重目的。

(3)烴類及其含氧衍生物的處理。最簡(jiǎn)單的方法就是用活性碳吸附。具體方法:為先將廢水分為有機(jī)無(wú)機(jī)兩相并將有機(jī)相分離出來(lái)，之后經(jīng)過(guò)活性碳二級(jí)吸附，化學(xué)需氧量的去除率可達(dá)到93%。宣曉梅等研究發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的有機(jī)廢水經(jīng)過(guò)粉煤灰吸附處理后，去除了實(shí)驗(yàn)室廢液中大部分的COD［11］。

目前，有機(jī)污染物最廣泛最有效的處理方法是生物降解法、活性污泥法等［12］。廈門(mén)大學(xué)開(kāi)發(fā)的高濃度有機(jī)廢水水解-好氧循環(huán)一體生物處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高濃度有機(jī)廢水的高效生物處理［13］。北京大學(xué)有機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)其實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生廢液的一個(gè)處理流程［14］(見(jiàn)圖1)?？山梃b之，并結(jié)合不同實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)處理實(shí)驗(yàn)室的有機(jī)廢液。

圖1 有機(jī)實(shí)驗(yàn)室廢液處理流程

3．2．3 重金屬污染廢液的處理

重金屬?gòu)U液處理方法可分成以下幾類［15］(見(jiàn)表1)，并在實(shí)際處理重金屬?gòu)U水中都得到廣泛應(yīng)用，其中低成本的吸附劑和生物吸附劑的吸附法，被確認(rèn)為是一種可以替代活性碳而對(duì)低濃度重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理的有效且經(jīng)濟(jì)的方法。膜過(guò)濾技術(shù)去除重金屬離子具有很高的去處效率，但成本較高。這些方法各有利弊，選擇哪種方法處理含重金屬的廢水，要依據(jù)實(shí)際情況(金屬的初始濃度、廢水中金屬的主要組成部分、資本投資和運(yùn)營(yíng)成本、操作的靈活性和可靠性以及對(duì)環(huán)境的影響)來(lái)決定［16］。而一般采用化學(xué)沉淀之后，所含有NO3－、PO43－、NO2－等陰離子的溶液可以稀釋之后噴灑在土壤中以供綠色植物吸收［17］。

表1 重金屬污水處理方法

(1)含砷廢液的處理。對(duì)含砷廢液的處理可以向含砷廢液中加入鎂鹽，調(diào)節(jié)pH為9．5～10．5，生成氫氧化鎂沉淀，利用新生成的氫氧化鎂和砷化合物的吸附作用，攪拌，靜置一夜，分離沉淀，排放廢液［12］。KAUSER JAHAN等用藻類和細(xì)菌的混合培養(yǎng)來(lái)除去污水中的砷，所用的藻類是德克薩斯大學(xué)在25℃下培養(yǎng)的Scenedesmus abundans，而細(xì)菌是從有氧活性污泥系統(tǒng)中分離出來(lái)的細(xì)菌:Pseudomonas;Alcaligenes;Bacillus;Flavobacterium;Micrococcus and Achromobacter等。其研究表明混合培養(yǎng)的藻類和細(xì)菌對(duì)含砷污水中砷的去除率可以高達(dá)70%［18］?？山梃b此法對(duì)實(shí)驗(yàn)室含砷的廢液進(jìn)行處理。

(2)含鉻廢液的處理。D．Nayak等用海藻酸鈣(CA)和摻雜鐵的海藻酸鈣(Fe-CA)來(lái)除去鉻，研究表明:CA和Fe-CA在pH為5的時(shí)候?qū)θ齼r(jià)鉻的去除最明顯。Fe-CA在pH=2時(shí)在一個(gè)很寬的濃度范圍(1～20 mg/kg)可以除去六價(jià)鉻［19］。E．H．Borai等用SiO2和Al2O3混合氧化物并結(jié)合溶膠-凝膠的過(guò)程去除廢水中的鉻［20］，其主要作用原理可以概括為干凝膠的高比表面積導(dǎo)致了較高的吸附活性。此外，溶膠-凝膠的過(guò)程，提供了制備高度均一化的顆粒的一個(gè)簡(jiǎn)便方法。這些都對(duì)鉻的去除起到了簡(jiǎn)化和提高的作用。但運(yùn)用此法處理含鉻廢液時(shí)，要考慮到影響其處理效果的以下幾個(gè)因素:震蕩時(shí)間，鉻的初始濃度、表面積和重量比、溶液pH以及溫度。對(duì)于六價(jià)鉻的廢液，還可以先把Cr6+還原成Cr3+，然后用沉淀劑將其沉淀除去或?qū)⑵渑c其他的重金屬?gòu)U液一起處理。該反應(yīng)中的還原劑常為鐵粉、亞鐵鹽、亞硫酸氫鹽或二氧化硫等，在pH值低于3．0的條件下進(jìn)行反應(yīng)，然后中和沉淀，將鉻轉(zhuǎn)化為難溶鹽而除去［9］。另外，Rathinam Aravindhan等人用枯草芽孢桿菌對(duì)Cr3+的去除效果的研究表明，在較高的pH值(pH值是限定在3．0～4．5)時(shí)，三價(jià)鉻離子更容易變成氫氧化物沉淀。其原因在于pH值會(huì)影響羧基、氨基以及磷酸基團(tuán)等這些與重金屬離子相結(jié)合的主要官能團(tuán)的電離狀態(tài)［21］。

(3) 含汞廢液的處理。Sarcocornia fruticosa，Halimione portulacoides和 Spartina maritime等植物對(duì)汞都具有吸收作用，而且地下比地上部分富集的汞的濃度要高［22］。Jaysankar De等研究顯示，高度耐汞的細(xì)菌(BHRM)它們分別屬于 Alcaligenes faecalis(7種)，Bacillus pumilus(3 種)，Bacillus sp(1 種)，Pseudomonas aeruginosa (1 種)，Brevibacterium iodinium(1種)。這些細(xì)菌不僅對(duì)汞的去除率很大，對(duì)鉻和鉛的去除率也很大［23］。對(duì)實(shí)驗(yàn)室含汞廢液進(jìn)行處置，也可用硫化物共沉淀法，先將含汞鹽的廢液pH值調(diào)至8．0～10．0，然后加入過(guò)量的硫化鈉使其生成硫化汞沉淀，再加入硫酸亞鐵(共沉淀劑)，與過(guò)量的S2－生成硫化亞鐵沉淀，將懸浮在水中難以沉淀的硫化汞微粒吸附共沉淀，然后靜置、分離，再經(jīng)過(guò)離心、過(guò)濾，濾液的含汞量可降至0．05 mg/L以下［24］。

(4)含鉛廢液的處理。對(duì)含鉛廢液的處理，用Na2S處理含鉛廢液的效果相對(duì)較好。但S2－離子本身也是一種污染物，且Na2S價(jià)格較貴，處理的成本較高。用Ca(OH)2處理含鉛廢液，當(dāng)pH控制在8～9時(shí)，上清液中Pb2+離子的濃度僅為0．125μg/mL，相比其他幾種沉淀劑，Ca(OH)2的處理效果最好;其次，Ca(OH)2價(jià)格低廉，處理的成本較低。所以，不論從經(jīng)濟(jì)性或環(huán)保性，Ca(OH)2都是處理含鉛廢液的沉淀劑中最佳的一種［25］。

(5)含銅廢液的處理。主要是利用形成氫氧化銅的沉淀去除銅離子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明銅離子的濃度隨著溶液pH值的增大先減小，在pH值為8時(shí)降到最小，在pH值大于8后銅離子的濃度又反而增大。這是由于銅離子可以形成多羥基配合物，當(dāng)溶液堿性較強(qiáng)時(shí)，氫氧化銅沉淀又會(huì)以配合物離子的形式進(jìn)入溶液。最后溶液如果呈堿性還要中和至中性再排放［26］。

(6)含鋇廢液的處理。含鋇的廢液可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)锽aSO4，沉淀完全時(shí)，溶液pH=7，此時(shí)可以將沉淀過(guò)濾，然后余下濾液可以稀釋后直接排放［27］。

(7)含鎘廢液的處理。在pH為10～12的介質(zhì)中，加入硫化鈉，生成硫化鎘沉淀，并將沉淀送往當(dāng)?shù)匚ｋU(xiǎn)品處理場(chǎng)處理［28］。另外，Eleni Manousaki等研究鹽度對(duì)地中海藜吸收鎘的影響結(jié)果顯示，隨著鹽度的增加，地中海藜對(duì)鎘的吸收增加［29］。

(8)含銀廢液的處理?？紤]到銀是貴重金屬，將含銀廢水累積到一定數(shù)量后，用電解法和化學(xué)法回收［27］。在含銀廢液中加入飽和硫化鈉溶液生成黑色沉淀，過(guò)濾后加過(guò)量濃鹽酸于硫化銀沉淀，在電爐上加熱至沸，用無(wú)銹鐵絲置換銀，再用磁鐵和鹽酸除鐵，用清水洗去硫和氯，900～1 000℃冶煉可得白色銀錠［28］。

(9)含鎳廢液的處理。Adel用SiO2-TiO2復(fù)合氧化物去除鎳的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示，復(fù)合氧化物對(duì)鎳的去除率很高，且在適宜的范圍內(nèi)，隨著pH值的升高，去除率上升［30］。

3．2．4 含氰廢液的處理

主要的方法有氯堿法(先用堿溶液將溶液pH值調(diào)到大于11后，加入次氯酸鈉或漂白粉，充分?jǐn)嚢?，氰化物分解為二氧化碳和氮?dú)?，放?4 h后排放)、電解氧化法、普魯士藍(lán)法 (是以生成鐵氰化合物而使之沉淀的方法)、臭氧氧化法以及鐵屑內(nèi)電解法［25］。

3．2．5 微生物污染的廢液處理

通常采用物理處理法中的熱力消毒滅菌與化學(xué)處理法中的化學(xué)藥劑消毒滅菌。熱力消毒滅菌法，通過(guò)處理設(shè)備的加熱使廢水溫度升高，達(dá)到或超過(guò)某些有害微生物存活溫度的最高極限，從而殺滅它們?；瘜W(xué)藥劑消毒滅菌法，利用化學(xué)藥劑對(duì)廢水中的有害微生物進(jìn)行殺菌消毒處理。熱力消毒滅菌具有效果可靠、對(duì)自然環(huán)境無(wú)污染、操作使用方便且易于控制的優(yōu)點(diǎn)，而化學(xué)藥劑消毒滅菌具有種類多且選擇面大、殺菌力強(qiáng)、殺菌譜廣、但對(duì)環(huán)境有再次污染的可能性的特點(diǎn)，因此，可以采用熱力和化學(xué)藥劑相結(jié)合的消毒滅菌方式，各取其利，安全有效地處理此類廢水［31］。

3．2．6 養(yǎng)殖廢水的處理

馬冬冬等將亞心形扁藻(Platymonas subcordiformis)引入光-膜反應(yīng)器，構(gòu)建了光-膜組合式生物反應(yīng)器，用于去除南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖廢水中的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽，廢水中無(wú)機(jī)氮和無(wú)機(jī)磷的去除率均在80%以上［32］。此方法值得借鑒，可使用于其他養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室的廢水處理。

3．2．7 含外來(lái)物種的廢液的處理

對(duì)于含有外來(lái)物種的一些廢液，要先將外來(lái)物種清除干凈，對(duì)于廢液中的繁殖體根據(jù)其生物學(xué)特性，采取相應(yīng)的措施將其中的卵或孢子滅活殺死。另外對(duì)一些微生物致病菌可采用3．2．5所述的方法進(jìn)行處理。

4 實(shí)驗(yàn)室廢水處理工藝

李東升等設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)室廢水處理工藝流程圖［33］(見(jiàn)圖2):實(shí)驗(yàn)廢水經(jīng)下水槽，重金屬類廢水進(jìn)入螯合反應(yīng)沉淀池進(jìn)行沉淀分離(投加螯合劑)，酸堿無(wú)機(jī)廢水進(jìn)入中和池進(jìn)行自然中和及沉淀分離(不投加試劑)。這兩類廢水經(jīng)一級(jí)沉淀分離后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池。有機(jī)廢水則直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池。三類廢水全部收集在調(diào)節(jié)池后，通過(guò)投加酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)整pH值至絮凝劑的最佳范圍。經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水，通過(guò)水泵，將廢水以一定的流速送入旋流式反應(yīng)池，通過(guò)水力攪拌進(jìn)行絮凝并沉淀，在反應(yīng)池經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的停留(絮凝，沉淀)后，由出水管排出，經(jīng)下水管排入下水道。通過(guò)小試，實(shí)驗(yàn)室廢水經(jīng)過(guò)螯合沉淀、中和、混凝處理后，廢水關(guān)鍵指標(biāo)100%達(dá)到了直接排入下水道的標(biāo)準(zhǔn)。但是，此工藝對(duì)銀等貴重金屬污染物達(dá)不到收集利用的目的，因此還有待改善。

圖2 實(shí)驗(yàn)室廢水處理工藝流程

5 對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢液的收集與管理及削減措施

借鑒國(guó)外的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，解決實(shí)驗(yàn)室廢液?jiǎn)栴}可以有兩個(gè)較理想的途徑:委托環(huán)保公司或?qū)嶒?yàn)室擁有專門(mén)的處理設(shè)備，但就目前情況來(lái)看，完全實(shí)施兩種方式的條件都尚不成熟［34］。因此，盡量用以下方法解決實(shí)驗(yàn)室廢液的問(wèn)題。

5．1 選擇合適的容器并分類收集處理

實(shí)驗(yàn)室廢水應(yīng)根據(jù)其化學(xué)特性選擇合適的容器和存放地點(diǎn)。用特定的收集裝置密閉貯存，并貼上標(biāo)簽，注明廢水性質(zhì)、貯存時(shí)間，定期處理，盡量做到以廢治廢、降低成本。對(duì)于濃度高、毒性大且無(wú)法回收的有機(jī)廢水，應(yīng)交由環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)認(rèn)可、持有危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證的單位處置。并且實(shí)驗(yàn)室應(yīng)單獨(dú)設(shè)立污水處理管網(wǎng)，實(shí)行清污分流。各實(shí)驗(yàn)室廢水經(jīng)預(yù)處理后統(tǒng)一排放至污水處理系統(tǒng)的隔柵池，去除廢水中的漂浮物后進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池，廢水在調(diào)節(jié)池中充分勻質(zhì)，并用泵提升至接觸氧化池，接觸氧化池中掛有好氧組合填料作為好氧微生物的載體，通過(guò)好氧微生物的新陳代謝活動(dòng)，降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)。出水進(jìn)入沉淀池，沉淀的上清液排入市政管網(wǎng)。同時(shí)建立在線監(jiān)測(cè)設(shè)施，包括COD/TOC和pH值在線實(shí)時(shí)檢測(cè)和遠(yuǎn)程傳送，確保實(shí)驗(yàn)室廢水的達(dá)標(biāo)排放［35］。

5．2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法

通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，合理安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和次序，盡可能將前期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的反應(yīng)產(chǎn)物作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的待測(cè)物。同時(shí)，在保證實(shí)驗(yàn)效果前提下，采用常規(guī)儀器減少試劑用量來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)［36］。

5．3 全面推行清潔實(shí)驗(yàn)

在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，用無(wú)毒害、無(wú)污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強(qiáng)的試劑。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)方法，例如在農(nóng)殘檢測(cè)中利用固相萃取取代傳統(tǒng)的液液萃取，可以大大減少乙腈等有毒試劑的使用量，進(jìn)一步減少污染。過(guò)期、失效的化學(xué)試劑的處理是世界性的難題。各實(shí)驗(yàn)室可以合作建立區(qū)域性的試劑調(diào)度網(wǎng)，選擇一部分危害大，用量少，易失效的試劑進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行實(shí)驗(yàn)室間資源共享，盡量避免大批化學(xué)試劑失效，也可節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本［37］?！熬G色化學(xué)”一直都是國(guó)內(nèi)外所追求的實(shí)驗(yàn)室要達(dá)到的目標(biāo)，是當(dāng)今國(guó)際化學(xué)科學(xué)研究的前沿［38］。而“綠色化學(xué)”也是建立在清潔生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上的。

5．4 積極開(kāi)展微型實(shí)驗(yàn)

采用微型化操作，試劑用量比常規(guī)實(shí)驗(yàn)節(jié)約90%以上，由于試劑用量減少，對(duì)環(huán)境污染大大減少。積極探索用無(wú)毒藥品試劑代替有毒藥品試劑的實(shí)驗(yàn)方法，并注意控制用量。不僅降低成本，更能增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的安全性，減少對(duì)環(huán)境的污染［9］。微型實(shí)驗(yàn)易于開(kāi)展、現(xiàn)象明顯、節(jié)約時(shí)間、節(jié)省試劑、減少污染、安全可靠、效果良好，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面具有特別重要的意義［39］。

5．5 計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也可以借助電腦的動(dòng)畫(huà)效果，逼真地模擬出化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，從而替代藥品消耗量大或必須使用大量有毒有害試劑且不易控制、危險(xiǎn)性大的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，教師們通過(guò)優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件，使學(xué)生有身臨其境的感覺(jué)，同樣完全可以達(dá)到教學(xué)的目的［40］。虛擬實(shí)驗(yàn)通過(guò)低成本的軟件系統(tǒng)替代高成本的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本，減少了污染，對(duì)大面積的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)很好的辦法［41］。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)實(shí)驗(yàn)室類型繁多，所產(chǎn)生的廢液種類也多種多樣，而很多廢液未經(jīng)處理直接排入排污管道，這樣不可避免地會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響，因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢液進(jìn)行科學(xué)的處理顯得越來(lái)越重要。

實(shí)驗(yàn)室的廢液多為多種成分混雜，所以要進(jìn)一步探索多種處理方法的聯(lián)合相同作用，并在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)，應(yīng)同步規(guī)劃與設(shè)計(jì)廢液處理系統(tǒng)。其中生物-生態(tài)法處理廢水既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，應(yīng)加大生物-生態(tài)處理法的研究力度，積極研究對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢水中有毒有害物質(zhì)具有較強(qiáng)吸收作用的各類植物或微生物的探索，并深入探究其吸收污染物的機(jī)制以及影響其吸收效果的各種因素，以防止二次污染。

利用海洋的巨大的環(huán)境容量與自凈能力，根據(jù)法規(guī)，選擇適宜的處置區(qū)域，結(jié)合區(qū)域的特點(diǎn)、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、廢液種類與傾倒方法進(jìn)行科學(xué)處理，以采用海洋傾倒及遠(yuǎn)洋焚燒處理污染性較小的廢液和廢物，并防止海洋受到污染，有重要的研究?jī)r(jià)值。參照實(shí)驗(yàn)室廢水的不同處理方法，研發(fā)更多去污效果顯著的工藝對(duì)解決實(shí)驗(yàn)室廢水帶來(lái)的污染，具有更重要的實(shí)際意義。

解決實(shí)驗(yàn)室廢液?jiǎn)栴}，需要加強(qiáng)科研人員的環(huán)保意識(shí)，積極推行“綠色化學(xué)”，從源頭上減少或杜絕廢液的產(chǎn)生，保護(hù)環(huán)境。

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