高校實驗室廢棄化學(xué)品標準處理方法研究

李 晶，孫海軍，金 沖，李春鴿，白玉璞

（1. 天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300350；2. 天津大學(xué) 國有資產(chǎn)與實驗室管理處，天津 300350）

高?；瘜W(xué)類實驗室在開展教學(xué)和科研活動的過程中不可避免要產(chǎn)生廢棄化學(xué)品，而且由于參與教學(xué)與科研的人數(shù)眾多，高校實驗室廢棄化學(xué)品已經(jīng)成為一個小型污染源[1-4]，是實驗室內(nèi)的一大安全隱患。高校實驗室產(chǎn)生的廢棄化學(xué)品種類繁多，每種廢液數(shù)量較少、濃度不一，自行處理困難，大多數(shù)采用實驗室回收后交由專業(yè)公司進行處理[5]。高校每年在回收處理廢棄化學(xué)品上付出上百萬元的處理費，對學(xué)校辦學(xué)經(jīng)費造成壓力[6-7]。

我?；W(xué)院樓宇面積近100 000 m2，實驗室1 000 余間，廢棄化學(xué)品的管理極其復(fù)雜。通過IChemE認證學(xué)習(xí)國外高校先進方法[8]，走訪學(xué)習(xí)國內(nèi)高校企業(yè)的處理辦法，結(jié)合實際處理中的經(jīng)驗與教訓(xùn)，總結(jié)出一套廢棄化學(xué)品標準處理方法。

1 實驗室階段

1.1 設(shè)置專門存放區(qū)域

在實驗室內(nèi)用黃黑警示線劃定1 m2左右區(qū)域設(shè)置廢棄化學(xué)品存放區(qū)，并在上方張貼明顯標志。設(shè)置廢棄化學(xué)品存放區(qū)并由專人進行管理，有利于提高實驗室人員環(huán)保意識，保證廢棄化學(xué)品的回收率。

1.2 粘貼標簽、分類存放

廢棄化學(xué)品必須粘貼標簽，注明廢棄化學(xué)品具體成分，并按照酸性廢棄化學(xué)品、廢棄化學(xué)品廢物、有機廢棄化學(xué)品、無機廢棄化學(xué)品幾大類進行分類存放，廢棄化學(xué)品分類標簽見圖1。

重金屬、易制爆類廢棄化學(xué)品須單獨存放。重金屬類包括含鋇、鉛、鉻、鎳、鎘、銅、鋅、錳、汞等的廢棄化學(xué)品；易制爆類包括高氯酸、高氯酸鹽及氯酸鹽類、硝酸及硝酸鹽類、硝基化合物類、過氧化物與超氧化物類、燃料還原劑類等，其他類包括苦氨酸鈉（含水>20%）、高錳酸鉀、高猛酸鈉等。同時空瓶需打開瓶蓋倒置于箱內(nèi)，保證無殘留廢棄化學(xué)品，嚴格禁止產(chǎn)生無名廢棄化學(xué)品[9]。

對生物類廢棄物單獨存放進行處理，包括放射性物質(zhì)、生物類化學(xué)試劑、實驗動物、生物活性材料、實驗器械與耗材等。對生物危害性廢棄物先行滅菌后再進行后續(xù)處理，以保證環(huán)境安全和人員健康[10-12]。

圖1 廢棄化學(xué)品分類標簽

1.3 推廣使用廢液桶

高校實驗室內(nèi)最常見化學(xué)品包裝為500 ml 棕色玻璃瓶，通常化學(xué)試劑使用完后，玻璃瓶用于存放廢棄化學(xué)品等待處理。通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，處理公司將玻璃瓶連同廢棄化學(xué)品一同稱重，以廢棄化學(xué)品價格計價，造成學(xué)校辦學(xué)經(jīng)費的浪費。與此同時，瓶裝廢棄化學(xué)品分揀時需要逐瓶分揀，造成分揀人員及處理廢棄化學(xué)品學(xué)生時間上的浪費。

20 L 廢棄化學(xué)溶液需使用40 個500 ml 棕色玻璃瓶存放，瓶子總重為15.2 kg，按廢棄普通化學(xué)品處理價格為10 元/kg，處理費用為152 元。而20 L 廢液桶價格為20 元，處理費用52 元。因此每推廣使用一個廢液桶，可節(jié)約處理費用100 元，每年處理2 000 桶左右，節(jié)約費用約20 萬元，同時還極大減少分揀人員處理廢棄化學(xué)品的工作量。

考慮到重金屬、易制爆類廢棄化學(xué)品需單獨存放，因此在實驗室內(nèi)配備適量的5 L 廢液桶。如無法確認某種廢棄化學(xué)品能否和其他試劑共存，則該廢棄化學(xué)品應(yīng)單獨存放。

2 轉(zhuǎn)運階段

2.1 設(shè)置集裝箱式暫存柜

廢棄化學(xué)品是實驗室的安全隱患之一，通過設(shè)置集裝箱式暫存柜，在實驗室內(nèi)廢棄化學(xué)品過多情況下，可將廢棄化學(xué)品放置暫存柜內(nèi)，以保證實驗室安全。

暫存柜結(jié)構(gòu)包括箱體、貯存裝置、檢測設(shè)備、消防設(shè)備、安全凈化裝置、外部預(yù)留廢液回收裝置、噴淋洗眼設(shè)備、安全降溫系統(tǒng)等。柜體上方配自動排風裝置，柜體外部設(shè)噴灑降溫裝置，內(nèi)部設(shè)置防爆空調(diào)，全方位控制箱體溫度。柜體內(nèi)部配化學(xué)品儲存柜、廢液回收桶、儲物架。柜體底部有漏液回收槽，通過導(dǎo)流槽將廢液排至柜體外部廢液回收裝置中。柜體內(nèi)部配專業(yè)檢測儀器對VOC 氣體、可燃氣體實現(xiàn)24 h 檢測。配備安全凈化裝置，使整個柜體中氣體排放達到國家標準，將廢氣安全降解為CO2和H2O，實現(xiàn)無異味排放。

2.2 分揀

廢棄化學(xué)品處理公司定期到學(xué)校分揀廢棄化學(xué)品，在做好粘貼標簽、分類存放、使用廢液桶、空瓶倒置等前期準備工作的情況下，公司可以提高工作效率。此外，廢棄化學(xué)品處理公司需保證分揀頻率，確定2 周左右進行一次分揀。

2.3 運輸

環(huán)保部門對廢棄化學(xué)品的運輸進行嚴格監(jiān)管，由學(xué)校、運輸公司、處理公司三方通過轉(zhuǎn)運聯(lián)單形式進行控制。異地研究院產(chǎn)生的廢棄化學(xué)品，根據(jù)環(huán)保要求對廢棄化學(xué)品進行屬地處理，嚴禁私自運輸，必須由指定處理公司和運輸公司進行分揀運輸。

3 處理公司階段

針對學(xué)院產(chǎn)生的廢棄化學(xué)品，處理公司通過焚燒、固化填埋、物化等幾種方法，對廢棄化學(xué)品進行最終處理。

3.1 焚燒

廢棄化學(xué)品中可燃燒部分或可通過高溫分解部分，通過爐內(nèi)高溫氧化反應(yīng)，變?yōu)镃O2和H2O 為主的廢氣和少量殘渣。焚燒系統(tǒng)由料坑、進料裝置、焚燒裝置、冷卻裝置、尾氣處理裝置組成。焚燒爐由窯式回轉(zhuǎn)爐和立爐組成，窯式回轉(zhuǎn)爐工作溫度為850 ℃～1 100 ℃，以柴油為輔助燃料進行初步處理；立爐工作溫度為1 100 ℃～1 250 ℃，煙氣進入立爐內(nèi)進一步燃燒。最終將氣體中的有機物質(zhì)徹底分解，達到無害化處理，殘渣進行固化填埋。

3.2 固化填埋

固化填埋主要為無機性廢棄化學(xué)品，廢棄化學(xué)品來自焚燒后的殘渣以及物化處理后的重金屬污泥。對無機性廢棄化學(xué)品進行穩(wěn)定化處理，固化后的廢棄化學(xué)品運往填埋場進行安全填埋。填埋場由雙層防滲系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、沉降監(jiān)測系統(tǒng)、地下水監(jiān)測系統(tǒng)、覆蓋系統(tǒng)組成。

3.3 物化處理

對直接焚燒和填埋以外的廢棄化學(xué)品，使用物理化學(xué)方法使其無害化，處理后的殘渣達到焚燒或填埋的要求。主要處理對象為重金屬母液、高濃度有機母液，有機、無機廢水、廢酸、廢堿，有毒、有害化學(xué)品，廢舊電池，廢舊日光燈等。

4 結(jié)語

通過分析總結(jié)廢棄化學(xué)品在實驗室階段、轉(zhuǎn)運階段、處理公司階段的處理方法，形成一套相對規(guī)范、標準的廢棄化學(xué)品處理程序。在實驗室階段廢棄化學(xué)品產(chǎn)生后，設(shè)置專門存放區(qū)域、粘貼標簽、分類存放，并推廣使用廢液桶；在轉(zhuǎn)運階段，設(shè)置集裝箱式暫存柜，并在分揀和運輸中加強管理；在處理公司階段，通過焚燒、固化填埋、物化等方法，對廢棄化學(xué)品進行最終處理。推廣使用廢液桶后，減輕了學(xué)校廢棄化學(xué)品處理費用上的壓力；設(shè)置集裝箱式暫存柜后，解決了廢棄化學(xué)品在實驗室內(nèi)存放存在的安全隱患。

通過建立實驗室廢棄化學(xué)品處理標準系統(tǒng)，提高了化學(xué)廢棄品的處理效率，在很大程度上消除了安全隱患，為教學(xué)及科研提供了一個安全、健康的實驗環(huán)境。