高校實驗室三廢治理方式探索與實踐研究

中圖分類號：X511文獻標志碼：A

Exploration and Practice on Treatment of“Three Wastes”in University Laboratories FangJie1，Zhai Muyuan’，Gong Fei2，ZhangJiwen3，Xu Zunzhu3

（1.Jiangsu AirPolution TreatmentEnginneringamp;Research Center，Academy ofEnvironmental Planningamp;Design Co.，Ltd.，Nanjing University，Nanjing 210093，China； 2.Nantong Haimen Ecological Environment Monitoring Station，Nantong 26199，China; 3.Nanjing University Enjie Environmental Technology（Jiangsu）Co.，Ltd.，Nanjing 210093，China）

Abstract：Withtherapiddevelopmentofhighereducation，theamountof“threewastes”ofexperimentalexhaustgas，experimental wastewaterndexperimentalsolidwaste，neratedbyunvesityaboratoisisicreasingImperfectaageentquremetsreot enoughtogudepractice.Overall，theanagementlevelof“threewastes”inlaboratoriesiselativelyeak，whichwillavecertain negativeimpactonthesuroundingenvironment，thehealthofteachersandtudents，andtheigh-qualityevelopmentfsientifice search.The“threwastes”inlaboratoriesarecomplexanducertain，makingitfcultoandle.Soitisecessarytofoulaeffe tivegoverancemeasuresThesourcesof“threewastes”inlaboratorywassummarized，thecurentsituationof“threewastes”treatment wasinvestigatedndalzed，andthentargetedcountermeasuresfor“threewastes”treatmentwereproposed，opingtoprovideoe reference for laboratory management personnel in universities..

Keywords：universitylaboratories；experimentalexhaustgas；experimentalwastewater；experimentalsolidwaste；threewastes

前言

高校實驗室實驗過程中會大量使用多種化學試劑，不可避免會產(chǎn)生實驗廢氣、實驗廢水和實驗固廢等三廢。教育部和生態(tài)環(huán)境部等管理部門針對三廢提出了相應管控要求，如2005年聯(lián)合發(fā)布的《關于加強高等學校實驗室排污管理的通知》，要求高校實驗室要提高排污管理工作的認識，將高校實驗室排污納入環(huán)境監(jiān)督管理范圍。但整體上高校實驗室的三廢管控仍處于相對粗獷的水平，目前尚無有效的政策法規(guī)文件和標準體系進行指導[1]，同時實驗室管理人員受管理理念、經(jīng)費預算、知識儲備等條件制約，高校實驗室三廢治理已逐漸成為制約高?？蒲懈哔|(zhì)量發(fā)展的重要因素之一。高校實驗室三廢的有效治理，是保證師生身體健康、周邊環(huán)境質(zhì)量改善[2]、實驗室規(guī)范化管理的重要保障。

1高校實驗室三廢來源分析

高校實驗具備不可預見性的典型科學研究特征，使用的化學試劑和材料種類繁多、實驗操作形式多樣，這也導致了實驗室廢氣、廢水和固廢具有復雜性和不確定性。

1.1 高校實驗室廢氣來源分析

高校實驗室廢氣主要產(chǎn)生于易揮發(fā)的化學試劑，包括易揮發(fā)有機溶劑和易揮發(fā)無機試劑，易揮發(fā)有機溶劑常見有烴類、酯類、醇類、酮類、醛類、醚類等，易揮發(fā)無機試劑常見有鹽酸、硝酸等。

高校實驗室一般易揮發(fā)有機溶劑用量遠大于無機試劑，易揮發(fā)有機溶劑使用過程中約 10%～20% 會揮發(fā)至氣相變成揮發(fā)性有機廢氣（V0Cs），高校VOCs排放強度約為 2.84t/a^[3] ，易揮發(fā)無機試劑排放強度約為有機溶劑的 10%～15% 0

高校實驗具有不可預見性，排放的廢氣組分復雜、源強波動大，雖然一般具有低濃度大風量的特征，但總體排放量不容忽視，尤其是實驗集中時段。

1.2高校實驗室廢水來源分析

高校實驗室廢水主要來自于實驗過程中的廢棄化學試劑和含少量試劑的配液或清洗廢水，包括無機類的酸堿溶液、鹽溶液和有機廢水。

廢棄化學試劑屬于高濃廢水，常作危險廢物收集委外處置，一般一個學院年產(chǎn)生量為 1～5t^[4] ；配液或前道清洗廢水一般濃度較高，需要處置后才能接管排放;后道清洗廢水一般濃度較低，可以直接達到接管標準。

實驗室廢水組分和濃度波動性也較大，具有波動性、瞬時性和不確定性，與具體實驗類別有關。

1.3高校實驗室固廢來源分析

高校實驗室固廢主要來自于實驗過程中產(chǎn)生的喪失原有價值或者廢棄的固態(tài)、半固態(tài)物質(zhì)，包括實驗樣品、沾染有機或無機試劑的廢棄包裝、容器以及實驗耗材等。

高校實驗室固廢產(chǎn)生量大，其中具有易燃性、腐蝕性、毒性、感染性或者反應性的危險廢物占比高，一般綜合性高校年危險廢物產(chǎn)生量為 30～120t^[5] 固廢儲存或處置不當會通過不同途徑影響周邊環(huán)境和人體健康[6]，有害物質(zhì)排入地下會造成水質(zhì)污染，沾染物質(zhì)飄入空氣會造成大氣污染。

固廢儲存或處置過程往往伴生有廢氣和廢水，整體安全風險高，管理難度大。

2高校實驗室三廢治理現(xiàn)狀

國內(nèi)雙一流類高校，以及京津冀、長三角、珠三角等地區(qū)高校，由于經(jīng)費相對充足，高校實驗室三廢治理較為完善，有系統(tǒng)的管理制度。但絕大多數(shù)高校的三廢治理仍不理想，屬于粗放式管理模式。

2.1 高校實驗室廢氣治理現(xiàn)狀

實驗室廢氣點源分散，廢氣難以做到分質(zhì)收集處理，一般涉及大量廢氣產(chǎn)生的實驗操作，會在排風柜中進行；收集的有機廢氣一般通過吸附法處理，無機廢氣通過吸收法處理[6-8]

高校廢氣收集主要存在以下問題：（1）已拆分存放易揮發(fā)試劑的試劑瓶散亂放置，未設廢氣收集措施；（2）部分產(chǎn)生廢氣的實驗操作和儀器設備未在排風柜中進行，未設廢氣收集措施；（3）存放易揮發(fā)試劑的試劑柜和危化品柜未設廢氣收集措施等。

高校廢氣處理主要存在以下問題：（1）收集廢氣未經(jīng)處理直接排出室外；（2）廢氣處理工藝選定不合理，設計不規(guī)范，吸附劑和吸收劑裝填量不足；（3）廢氣處理裝置未有效運行，耗材未及時更換導致處理系統(tǒng)無效運行等。

2.2高校實驗室廢水治理現(xiàn)狀

高校實驗室廢水中的高濃廢水，目前一般桶裝就近放置，定期集中轉(zhuǎn)運至學校固定存放位置，

高校廢水收集治理主要存在以下問題：（1）有機高濃廢液和無機高濃廢液未有效分質(zhì)收集；（2）廢液未有效密閉存儲，存儲場所未規(guī)范建設，現(xiàn)場跑冒滴漏嚴重，異味明顯；（3）配液和前道清洗廢水未集中收集處理，未達接管標準直接排入市政管網(wǎng)。

2.3高校實驗室固廢治理現(xiàn)狀

高校實驗室固廢一般就近放置于垃圾桶中，定期外運。

高校固廢收集治理主要存在以下問題：（1）實驗廢棄物與生活垃圾混放；（2）沾染化學試劑的廢棄包裝、容器以及實驗耗材等開放置，現(xiàn)場異味明顯；（3）危廢與普通固廢未分類收集，危廢未建設專用貯存場所。

3高校實驗室三廢治理對策

高校實驗室產(chǎn)生的廢氣、廢水和固廢，對人體健康和環(huán)境安全均存在一定的風險，在條件許可的情況下，宜合理配置資源，將分散污染源集中管理，采用共享式實驗、節(jié)約式處置的模式[9]，降低三廢治理系統(tǒng)的管理難度，節(jié)約投資運行費用。同時學校應明確三廢治理的責任部門和責任人，預留充足經(jīng)費，制定相應管理政策和實施細則，完善相關臺賬，確保三廢得到有效治理。

3.1高校實驗室廢氣治理對策

根據(jù)具體實驗操作和易揮發(fā)試劑的使用情況，選用合適的廢氣收集方式，如排風柜、排風罩和帶排風的試劑柜等。

廢氣產(chǎn)生量大的實驗操作宜集中于排風柜中，排風操作口平均面風速應大于 0.4m/s ，排風柜排出的廢氣應有效處置后由室外排氣筒排放；針對污染物程度較低的場合也可以采用無管道自凈式通風柜，自凈式通風柜應裝有過濾或吸附裝置。

無法在排風柜中進行的實驗操作應設置排風罩，排風罩常見形式有萬向罩和原子吸收罩，排風罩開口面最遠處廢氣無組織排放位置控制風速應大于0.3m/s 。

已拆分和待用易揮發(fā)試劑應入柜存放，并設置廢氣收集措施，單個點位廢氣收集風量不低于50m³/h 。

存放易揮發(fā)試劑的試劑庫以及?；穾?，應設廢氣收集措施，換氣次數(shù)不低于6次/h。

有機廢氣和無機廢氣在條件允許的情況下，宜分質(zhì)收集處理。

有機廢氣可采用吸附法進行處理，廢氣在吸附裝置中停留時間應大于0.3s，不帶原位再生功能的吸附劑更換周期不應超過6個月，顆粒炭吸附劑氣體流速應小于 0.6m/s. 碘值應大于 800mg/g 、四氯化碳吸附率應大于 50% ，蜂窩炭吸附劑氣體流速應小于 1.2m/s. 碘值應大于 650mg/g 、四氯化碳吸附率應大于 35% ，纖維炭吸附劑氣體流速應小于0.15m/s 、比表面積應大于1 100m²/g

無機廢氣可采用酸性廢氣吸附劑或者吸收法進行處理，酸性廢氣吸附劑對鹽酸霧的吸附容量應大于 400mg/g ，更換周期不應超過1年;吸收裝置空塔氣速應大于 2m/s ，停留時間應大于 2s 。

廢氣治理系統(tǒng)應妥善運維，及時足量更換吸附劑、添加化學藥劑，確保處理系統(tǒng)有效運行。

3.2高校實驗室廢水治理對策

實驗室廢水應分類收集，高濃廢液和高毒廢液應密閉存儲，定期委托有資質(zhì)的第三方處置；中濃的配液、前道清洗廢水和三廢處理設施運行過程中產(chǎn)生的廢水，應通過固定管線集中收集，處理達標后接管。

在分類收集的基礎上，建議按照含鹵有機廢水、其它有機廢水、含貴金屬廢水、酸堿性無機廢水、其它含鹽無機廢水和生物類廢水進行分質(zhì)收集，便于第三方或者校內(nèi)處置。無機酸堿廢液，優(yōu)先進行酸堿中和預處理后再行處置。

實驗室高濃廢液和高毒廢液存儲容器應張貼醒 目標簽，下方放置防漏托盤，并明確物質(zhì)種類、性質(zhì) 和存儲量，實驗室高濃廢液轉(zhuǎn)運至危廢倉庫時間不宜超過一周。

針對中濃廢水，應根據(jù)廢水源強、水量和波動性等特點，選用適宜處理技術，高校實驗室常用廢水組合工藝見表1。

3.3高校實驗室固廢治理對策

實驗廢棄物應與生活垃圾分開放置，單獨及時轉(zhuǎn)運。

試劑瓶用完后應確?；瘜W試劑無殘留，妥善集中封口放置，避免破碎;針對需回收的試劑瓶應集中清洗，清洗廢液需進入集中廢水處理設施處理達標后接管排放。

沾染化學試劑的廢棄包裝和實驗耗材等應采用 固定容器加蓋封口，密閉存放，固定容器內(nèi)部體積不 應大于 1m³ ，無法裝入常用容器的危險廢物可用防 漏膠袋盛裝。

化學藥劑應按規(guī)范領用，提前規(guī)劃，現(xiàn)配現(xiàn)用，減少化學藥劑的浪費。

實驗室固廢中的危廢應與高濃廢液和高毒廢液集中就近存放于危廢倉庫，應根據(jù)反應特性分區(qū)放置；危廢倉庫內(nèi)部面積不應大于 30m² ，高度不應大于 3m ;危廢倉庫應按照標準化建設，做好防滲漏和泄漏液體收集措施及安全防護措施。

貯存危險廢物應根據(jù)危險廢物的類別、形態(tài)、物理化學性質(zhì)和污染防治要求進行分類貯存，且應避免危險廢物與不相容的物質(zhì)或材料接觸。

危險廢物貯存過程產(chǎn)生的液態(tài)廢物和固態(tài)廢物應分類收集，按環(huán)境管理要求妥善處理；貯存過程產(chǎn)生的廢氣應收集后排至廢氣處理系統(tǒng)；危廢倉庫內(nèi)應設有廢氣收集處理措施，換氣次數(shù)不低于6次/小時。

4結(jié)束語

高校實驗室存在大量實驗廢氣、廢水和固廢等三廢排放，目前高校三廢管控水平相對比較薄弱，缺乏相關的標準規(guī)范體系支撐，三廢的有效治理已成為制約高?？蒲懈哔|(zhì)量發(fā)展的因素之一。實驗室三廢具有復雜性和不確定性，需要實驗室管理人員充分了解實驗室三廢產(chǎn)生來源、危害和收集治理方法，合理配置資源，明確治理方式，確保實驗室三廢得到妥善治理，才能為高校科研發(fā)展和師生身體健康保駕護航。

參考文獻：

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