高校實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的初步建構(gòu)

張 鍵，周驥平，周 俊，何成達(dá)，王小治，王國田，于林堂

(1.揚(yáng)州大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.揚(yáng)州大學(xué) 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處，江蘇 揚(yáng)州 225009)

1 問題的提出

實(shí)驗(yàn)室廢液，一般定義為實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的具有毒性或其他危險(xiǎn)性，其濃度或數(shù)量足以影響人體健康或污染環(huán)境的液態(tài)廢棄物。本文涉及的實(shí)驗(yàn)室廢液主要為液態(tài)的失效試劑、液態(tài)的實(shí)驗(yàn)廢棄物或中間產(chǎn)物(如各種有機(jī)溶劑，離心液，液體副產(chǎn)物等)以及各種高濃度的洗滌液。這些廢液主要來自科研單位的研究室和高等院校的科研、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，其排放量雖小，但水質(zhì)惡劣，如直接排放至城市下水道，將造成局部或瞬時(shí)污染物濃度過高，無法得到城市污水處理廠的有效處理。如果大量實(shí)驗(yàn)室廢液最終排入了受納水體，還會通過食物鏈對人類或動物造成危害，且累積效應(yīng)嚴(yán)重，產(chǎn)生的危害不可估量[1-2]，后患無窮。

很多發(fā)達(dá)國家對實(shí)驗(yàn)室外排廢液(水)制定有較為完善的管理辦法，包括廢液排放申報(bào)登記、廢液中污染物成分鑒定、廢液的分類和收集，各種預(yù)處理措施、排放口的定期監(jiān)測、突發(fā)事故的應(yīng)急對策及補(bǔ)救措施等[3-5]。美國康涅狄格州環(huán)保局(CDEPA)規(guī)定每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的廢液(水)排放量最高不得超過公共污水處理廠容量的1%，并且其中不能含有易燃易爆物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)、不可生物降解的油脂、對污水處理廠工人健康造成危害的有毒物質(zhì)等。日本的高校建有實(shí)驗(yàn)室專用排水系統(tǒng)，規(guī)定廢液分類方法、規(guī)范廢液處置流程、建立廢液信息管理系統(tǒng)、檢測實(shí)驗(yàn)室排出廢液(水)水質(zhì)，從多個(gè)方面杜絕污染和安全隱患[6]。

國內(nèi)許多學(xué)者對我國實(shí)驗(yàn)室廢液(水)的減量、收集、處理等也進(jìn)行了一些研究和探索，已取得了不少成果[7-15]，但尚未提出一套系統(tǒng)的、較為經(jīng)濟(jì)有效而又普遍適用的實(shí)驗(yàn)室廢液處置模式。

因此，研究并建立我國高校實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系并有效實(shí)施非常重要，也十分迫切[16]。

2 實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的建構(gòu)原則、流程與架構(gòu)

2.1 實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的建構(gòu)原則

(1) 遵守相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。例如國務(wù)院頒布的《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》、教育部和原國家環(huán)?？偩止餐掳l(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室排污管理的通知》以及我國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ 343—2010《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》等。

(2) 實(shí)行誰產(chǎn)生、誰負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)室廢液管理原則。

(3) 全過程的安全原則。

(4) 分類收集、分類處理原則，降低廢液處理難度，提高處理的效率。

(5) 處理工藝的有效性和通用性。要求開發(fā)、研制的廢液成套處理系統(tǒng)對各種復(fù)雜成分的廢液具有良好的適用性。

2.2 實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的建構(gòu)流程和架構(gòu)

依據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的建構(gòu)原則，首先要進(jìn)行文獻(xiàn)研究和高校實(shí)驗(yàn)室廢液的水質(zhì)水量調(diào)查，在此基礎(chǔ)上，建立實(shí)驗(yàn)室廢液收集、處理的管理制度和行之有效的廢液控制及分類收集、儲存、輸送方法，并確定實(shí)驗(yàn)室廢液處理工藝。

校內(nèi)各實(shí)驗(yàn)室、研究室對實(shí)驗(yàn)(試驗(yàn))所產(chǎn)生的廢液進(jìn)行收集、標(biāo)示、貯存、申報(bào)、收集、處理、數(shù)據(jù)文件建立及注銷等，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的架構(gòu)(見圖1)。

圖1 實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系架構(gòu)圖

各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)充分掌握實(shí)驗(yàn)時(shí)可能產(chǎn)生的廢液種類和數(shù)量，并依實(shí)驗(yàn)廢液管理規(guī)范做好分類、收集等工作，盡可能評估廢液處理成本及其可能對環(huán)境造成的影響。學(xué)校鼓勵各實(shí)驗(yàn)室、研究室在廢液收集前進(jìn)行以回收利用為目的的前處理。

3 實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的建構(gòu)

揚(yáng)州大學(xué)是江蘇省屬重點(diǎn)綜合性大學(xué)，學(xué)校歷來重視實(shí)驗(yàn)室安全與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境保護(hù)工作。2009年，結(jié)合揚(yáng)子津新校區(qū)的投入使用，學(xué)校對實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的建設(shè)進(jìn)行立項(xiàng)、規(guī)劃和實(shí)施。學(xué)校成立了由校實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處、教務(wù)處、保衛(wèi)處、環(huán)境學(xué)院等組成的實(shí)驗(yàn)室廢液處置工作協(xié)調(diào)小組，直接負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的建設(shè)和各項(xiàng)規(guī)章制度的落實(shí)。2011年5月，揚(yáng)州大學(xué)初步構(gòu)建成一套較為完善的實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系。

3.1 管理制度的建立

依法依規(guī)管理是保障實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系正常運(yùn)行、消除實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染的根本。在立足本校實(shí)際、廣泛查閱資料并多次到其他高校實(shí)地考察，借鑒境內(nèi)外知名高校在實(shí)驗(yàn)室廢液處理和安全管理先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)校重新制定了一套針對實(shí)驗(yàn)室廢液處置的完善的規(guī)章制度，包括“揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全制度”、“揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則”、“揚(yáng)州大學(xué)危險(xiǎn)品管理制度”、“揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液收集處理管理辦法(試行)”、“揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系實(shí)施細(xì)則”等，對實(shí)驗(yàn)室廢液的界定、分類收集、標(biāo)簽、貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)、處理，以及相關(guān)人員職責(zé)、運(yùn)行經(jīng)費(fèi)保證等都予以明確，并通過設(shè)備處和環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站發(fā)布。

3.2 實(shí)驗(yàn)室廢液的分類

可以肯定的是，對實(shí)驗(yàn)室廢液的分類越細(xì)，對后續(xù)處理就越有利，但如果分類過細(xì)，則可操作性不強(qiáng)，而且需要耗用更多的人力和物力。所以，制定統(tǒng)一、適當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到廢液的收集工作能否順利進(jìn)行。制定分類標(biāo)準(zhǔn)遵循的原則主要有：(1)安全性原則，禁止將不相容(相互反應(yīng))的危險(xiǎn)廢液在同一容器內(nèi)混裝；(2)方便性原則，不僅要方便收集、貯存和清運(yùn)，還要方便后續(xù)的處理；(3)經(jīng)濟(jì)性原則，在保證良好效果的前提下，資金投入和資源消耗盡可能小[17]。

揚(yáng)州大學(xué)制定的廢液分類如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)室廢液分類表

表1(續(xù))

3.3 實(shí)驗(yàn)室廢液的收集

收集實(shí)驗(yàn)室廢液的做法是，將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液由各學(xué)院組織回收，將剩余藥劑、反應(yīng)廢液、失效藥劑等分類倒入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)貼有標(biāo)簽的廢液桶內(nèi)，然后，由學(xué)院派專人將各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的廢液收集至學(xué)院廢液收集站中集中儲存。

收集廢液的容器由設(shè)備處統(tǒng)一發(fā)放，按廢液種類的不同而使用不同顏色、不同材質(zhì)的容器。容器的容量主要有25 L、50 L和100 L三種，容器顏色有白、黑、黃、藍(lán)4種，表面標(biāo)有不同顏色的如“汞系廢液；毒性”等標(biāo)志字體。領(lǐng)取容器需預(yù)約申報(bào)，在領(lǐng)取容器的同時(shí)還要領(lǐng)取“實(shí)驗(yàn)室廢液收集三聯(lián)單”，并將“分類標(biāo)簽”正確貼在容器的指定位置上。

3.4 實(shí)驗(yàn)室廢液的轉(zhuǎn)運(yùn)

在實(shí)驗(yàn)室廢液從暫存地移送至集中存儲和處理場所的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，廢液收集轉(zhuǎn)運(yùn)工作人員核對數(shù)量、申報(bào)數(shù)據(jù)及標(biāo)志的完整性，在確認(rèn)無誤后進(jìn)行收集。如果實(shí)驗(yàn)室廢液有標(biāo)志不清、貯存容器不符合要求、未辦理申報(bào)等情形，將不予接收和轉(zhuǎn)運(yùn)。

實(shí)驗(yàn)室廢液的轉(zhuǎn)運(yùn)由學(xué)校車隊(duì)負(fù)責(zé)并設(shè)有專門的廢液轉(zhuǎn)運(yùn)車。廢液轉(zhuǎn)運(yùn)車為依維柯小型客車根據(jù)廢液運(yùn)輸特點(diǎn)改造而成。轉(zhuǎn)運(yùn)車配備2名轉(zhuǎn)運(yùn)工人，并配備護(hù)目鏡、防腐蝕手套、防護(hù)服、膠鞋等安全防護(hù)用具。

集中清運(yùn)廢液的時(shí)間規(guī)定為每兩周1次。如遇特殊情況，廢液集中清運(yùn)時(shí)間另行安排。

3.5 實(shí)驗(yàn)室廢液的處理

由于實(shí)驗(yàn)室廢液含重金屬或有機(jī)污染物等多種組分，因此，廢液的綜合處理往往不能僅靠一種處理單元，而是需要多種處理方法的合理組合。目前，關(guān)于將實(shí)驗(yàn)室廢液綜合處理后達(dá)標(biāo)排放的較為成熟的處理工藝與方法，國內(nèi)外報(bào)道較少。

經(jīng)查閱文獻(xiàn)資料、對實(shí)驗(yàn)室廢液進(jìn)行調(diào)研，并通過比較分析、技術(shù)集成和試驗(yàn)驗(yàn)證，揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系運(yùn)用了圖2所示的廢液處理工藝。

圖2 揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處理工藝流程圖

各校區(qū)實(shí)驗(yàn)室廢液轉(zhuǎn)運(yùn)至環(huán)境學(xué)院后，被分類注入廢液貯槽，然后分別依次泵入氧化還原反應(yīng)器分類單獨(dú)進(jìn)行氧化還原預(yù)處理。氧化還原反應(yīng)器由計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)廢液性質(zhì)輸入設(shè)定的處理程序。各類廢液經(jīng)依次預(yù)處理后均排入混合池，與環(huán)境學(xué)院樓內(nèi)各實(shí)驗(yàn)室排放的洗滌廢水混合后泵入物化處理單元進(jìn)行微電解、混凝沉淀等物化處理，再排入調(diào)節(jié)池，與環(huán)境學(xué)院樓排放的生活污水混合后泵入生化處理裝置進(jìn)行生化處理，最后經(jīng)過深度處理、消毒后排入校區(qū)景觀河道。目前，深度處理設(shè)施尚在建設(shè)中，廢水處理達(dá)標(biāo)后暫排入城市下水道。

處理過程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后作為危險(xiǎn)性固體廢棄物交由有處理資質(zhì)的單位處置。

4 廢液處置體系的運(yùn)行管理和主要技術(shù)指標(biāo)

揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處是實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系運(yùn)行管理的責(zé)任主體，負(fù)責(zé)監(jiān)督相關(guān)部門和單位執(zhí)行廢液收集、標(biāo)示、貯存、申報(bào)、收集、處理、數(shù)據(jù)文件建立及注銷等項(xiàng)工作的情況。廢液處理設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)、管理由環(huán)境學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心負(fù)責(zé)。

揚(yáng)州大學(xué)的廢液處理設(shè)施自2011年5月開始正常運(yùn)行以來，一直保持良好狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)中心委派專人進(jìn)行操作，加大對原液和處理后水質(zhì)的監(jiān)測頻率，做好運(yùn)行臺賬記錄，定期進(jìn)行管理人員專業(yè)培訓(xùn)，制定運(yùn)行維護(hù)計(jì)劃，優(yōu)化運(yùn)行工況，建立健全運(yùn)行維護(hù)管理制度，明確日常運(yùn)行維護(hù)內(nèi)容。2011—2013年的數(shù)次抽樣監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，處理后水質(zhì)指標(biāo)均大大優(yōu)于《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。

揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處理設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)委托校外專業(yè)環(huán)保公司負(fù)責(zé)，設(shè)施運(yùn)行的相關(guān)費(fèi)用為學(xué)校設(shè)定的實(shí)驗(yàn)室廢液處理專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)。

揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系的主要技術(shù)指標(biāo)包括：

(1) 一次轉(zhuǎn)運(yùn)量500 L(桶裝)，廢液貯槽總?cè)萘? m3，廢液處理量1 m3/d，每周運(yùn)行時(shí)間不少于16 h；洗滌廢水貯存容量20 m3，廢(污)水處理量2.0 m3/h，每周運(yùn)行時(shí)間不少于30小時(shí)；

(2) 處理過程采用全自動過程控制模式，自動控制部分包含工控組態(tài)系統(tǒng)、現(xiàn)場控制單元、水質(zhì)傳感器測控等，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對主要監(jiān)控對象在線檢測、數(shù)據(jù)處理與遠(yuǎn)程控制；

(3) 處理設(shè)施模塊化設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的組合性、開放性和可擴(kuò)展性，既可實(shí)現(xiàn)工藝單元的獨(dú)立運(yùn)行，又可實(shí)現(xiàn)任意組合運(yùn)行。

5 結(jié)束語

本實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系具有如下特點(diǎn)：

(1) 符合綜合性高校多學(xué)科、多校區(qū)的實(shí)驗(yàn)室廢液處置的特點(diǎn)，且具有良好的操作性；

(2) 既是高校實(shí)驗(yàn)室廢液處理設(shè)施，又是相關(guān)專業(yè)本科生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺和研究生科研實(shí)踐基地；

(3)處理實(shí)驗(yàn)室廢液效果良好、運(yùn)行過程可靠，處理成本相對較低；

(4) 具有良好的可擴(kuò)展性。

實(shí)踐過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，主要是部分實(shí)驗(yàn)室廢液分類不清，部分廢液中含有少量固形物，可能堵塞管道和水泵，使系統(tǒng)不能正常工作。因此提出以下建議：

(1) 進(jìn)一步強(qiáng)化制度的執(zhí)行，嚴(yán)格監(jiān)督各方責(zé)任和義務(wù)；

(2) 在提交《委托處理申請單》的同時(shí)提交《實(shí)驗(yàn)廢液傾倒紀(jì)錄表》，明確廢液的組分和濃度，提高處理效率，節(jié)約處理成本；

(3) 建立廢液處置體系的信息化管理系統(tǒng)，廢液容器號碼、廢液來源、責(zé)任人、廢液種類等采用條形碼管理，以提高工作效率，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)廢液信息，為管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

高校實(shí)驗(yàn)室的廢液處理處置工作對于促進(jìn)高校環(huán)境建設(shè)、建設(shè)高水平大學(xué)具有重要意義。揚(yáng)州大學(xué)在國內(nèi)高校中首創(chuàng)建構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室廢液處置體系，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室廢液處置管理制度和技術(shù)手段的統(tǒng)一，為促進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)室廢液處置和高校環(huán)境建設(shè)提供了可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

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