高校實驗室廢液處置體系的初步建構

張 鍵，周驥平，周 俊，何成達，王小治，王國田，于林堂

(1.揚州大學 環境科學與工程學院，江蘇 揚州 225009；2.揚州大學 實驗室與設備管理處，江蘇 揚州 225009)

1 問題的提出

實驗室廢液，一般定義為實驗室在實驗過程中產生的具有毒性或其他危險性，其濃度或數量足以影響人體健康或污染環境的液態廢棄物。本文涉及的實驗室廢液主要為液態的失效試劑、液態的實驗廢棄物或中間產物(如各種有機溶劑，離心液，液體副產物等)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、教學實驗室，其排放量雖小，但水質惡劣，如直接排放至城市下水道，將造成局部或瞬時污染物濃度過高，無法得到城市污水處理廠的有效處理。如果大量實驗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，且累積效應嚴重，產生的危害不可估量[1-2]，后患無窮。

很多發達國家對實驗室外排廢液(水)制定有較為完善的管理辦法，包括廢液排放申報登記、廢液中污染物成分鑒定、廢液的分類和收集，各種預處理措施、排放口的定期監測、突發事故的應急對策及補救措施等[3-5]。美國康涅狄格州環保局(CDEPA)規定每個實驗室的廢液(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、腐蝕性物質、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等。日本的高校建有實驗室專用排水系統，規定廢液分類方法、規范廢液處置流程、建立廢液信息管理系統、檢測實驗室排出廢液(水)水質，從多個方面杜絕污染和安全隱患[6]。

國內許多學者對我國實驗室廢液(水)的減量、收集、處理等也進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的、較為經濟有效而又普遍適用的實驗室廢液處置模式。

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

2 實驗室廢液處置體系的建構原則、流程與架構

2.1 實驗室廢液處置體系的建構原則

(1) 遵守相關法律法規和標準。例如國務院頒布的《危險化學品安全管理條例》、教育部和原國家環保總局共同下發的《關于加強高等學校實驗室排污管理的通知》以及我國城鎮建設行業標準CJ 343—2010《污水排入城市下水道水質標準》等。

(2) 實行誰產生、誰負責的實驗室廢液管理原則。

(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、研制的廢液成套處理系統對各種復雜成分的廢液具有良好的適用性。

2.2 實驗室廢液處置體系的建構流程和架構

依據實驗室廢液處置體系的建構原則，首先要進行文獻研究和高校實驗室廢液的水質水量調查，在此基礎上，建立實驗室廢液收集、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，并確定實驗室廢液處理工藝。

校內各實驗室、研究室對實驗(試驗)所產生的廢液進行收集、標示、貯存、申報、收集、處理、數據文件建立及注銷等，構成實驗室廢液處置體系的架構(見圖1)。

圖1 實驗室廢液處置體系架構圖

各實驗室應充分掌握實驗時可能產生的廢液種類和數量，并依實驗廢液管理規范做好分類、收集等工作，盡可能評估廢液處理成本及其可能對環境造成的影響。學校鼓勵各實驗室、研究室在廢液收集前進行以回收利用為目的的前處理。

3 實驗室廢液處置體系的建構

揚州大學是江蘇省屬重點綜合性大學，學校歷來重視實驗室安全與實驗室環境保護工作。2009年，結合揚子津新校區的投入使用，學校對實驗室廢液處置體系的建設進行立項、規劃和實施。學校成立了由校實驗室與設備管理處、教務處、保衛處、環境學院等組成的實驗室廢液處置工作協調小組，直接負責實驗室廢液處置體系的建設和各項規章制度的落實。2011年5月，揚州大學初步構建成一套較為完善的實驗室廢液處置體系。

3.1 管理制度的建立

依法依規管理是保障實驗室廢液處置體系正常運行、消除實驗室環境污染的根本。在立足本校實際、廣泛查閱資料并多次到其他高校實地考察，借鑒境內外知名高校在實驗室廢液處理和安全管理先進經驗的基礎上，學校重新制定了一套針對實驗室廢液處置的完善的規章制度，包括“揚州大學實驗室安全制度”、“揚州大學實驗室規則”、“揚州大學危險品管理制度”、“揚州大學實驗室廢液收集處理管理辦法(試行)”、“揚州大學實驗室廢液處置體系實施細則”等，對實驗室廢液的界定、分類收集、標簽、貯存、轉運、處理，以及相關人員職責、運行經費保證等都予以明確，并通過設備處和環境學院實驗教學中心網站發布。

3.2 實驗室廢液的分類

可以肯定的是，對實驗室廢液的分類越細，對后續處理就越有利，但如果分類過細，則可操作性不強，而且需要耗用更多的人力和物力。所以，制定統一、適當的分類標準直接關系到廢液的收集工作能否順利進行。制定分類標準遵循的原則主要有：(1)安全性原則，禁止將不相容(相互反應)的危險廢液在同一容器內混裝；(2)方便性原則，不僅要方便收集、貯存和清運，還要方便后續的處理；(3)經濟性原則，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]。

揚州大學制定的廢液分類如表1所示。

表1 實驗室廢液分類表

表1(續)

3.3 實驗室廢液的收集

收集實驗室廢液的做法是，將實驗產生的廢液由各學院組織回收，將剩余藥劑、反應廢液、失效藥劑等分類倒入實驗室內貼有標簽的廢液桶內，然后，由學院派專人將各實驗室內的廢液收集至學院廢液收集站中集中儲存。

收集廢液的容器由設備處統一發放，按廢液種類的不同而使用不同顏色、不同材質的容器。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4種，表面標有不同顏色的如“汞系廢液；毒性”等標志字體。領取容器需預約申報，在領取容器的同時還要領取“實驗室廢液收集三聯單”，并將“分類標簽”正確貼在容器的指定位置上。

3.4 實驗室廢液的轉運

在實驗室廢液從暫存地移送至集中存儲和處理場所的轉運過程中，廢液收集轉運工作人員核對數量、申報數據及標志的完整性，在確認無誤后進行收集。如果實驗室廢液有標志不清、貯存容器不符合要求、未辦理申報等情形，將不予接收和轉運。

實驗室廢液的轉運由學校車隊負責并設有專門的廢液轉運車。廢液轉運車為依維柯小型客車根據廢液運輸特點改造而成。轉運車配備2名轉運工人，并配備護目鏡、防腐蝕手套、防護服、膠鞋等安全防護用具。

集中清運廢液的時間規定為每兩周1次。如遇特殊情況，廢液集中清運時間另行安排。

3.5 實驗室廢液的處理

由于實驗室廢液含重金屬或有機污染物等多種組分，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，關于將實驗室廢液綜合處理后達標排放的較為成熟的處理工藝與方法，國內外報道較少。

經查閱文獻資料、對實驗室廢液進行調研，并通過比較分析、技術集成和試驗驗證，揚州大學實驗室廢液處置體系運用了圖2所示的廢液處理工藝。

圖2 揚州大學實驗室廢液處理工藝流程圖

各校區實驗室廢液轉運至環境學院后，被分類注入廢液貯槽，然后分別依次泵入氧化還原反應器分類單獨進行氧化還原預處理。氧化還原反應器由計算機控制，根據廢液性質輸入設定的處理程序。各類廢液經依次預處理后均排入混合池，與環境學院樓內各實驗室排放的洗滌廢水混合后泵入物化處理單元進行微電解、混凝沉淀等物化處理，再排入調節池，與環境學院樓排放的生活污水混合后泵入生化處理裝置進行生化處理，最后經過深度處理、消毒后排入校區景觀河道。目前，深度處理設施尚在建設中，廢水處理達標后暫排入城市下水道。

處理過程中產生的污泥經板框壓濾機脫水后作為危險性固體廢棄物交由有處理資質的單位處置。

4 廢液處置體系的運行管理和主要技術指標

揚州大學實驗室與設備管理處是實驗室廢液處置體系運行管理的責任主體，負責監督相關部門和單位執行廢液收集、標示、貯存、申報、收集、處理、數據文件建立及注銷等項工作的情況。廢液處理設施的運行、維護、管理由環境學院教學實驗中心負責。

揚州大學的廢液處理設施自2011年5月開始正常運行以來，一直保持良好狀態。實驗中心委派專人進行操作，加大對原液和處理后水質的監測頻率，做好運行臺賬記錄，定期進行管理人員專業培訓，制定運行維護計劃，優化運行工況，建立健全運行維護管理制度，明確日常運行維護內容。2011—2013年的數次抽樣監測數據顯示，處理后水質指標均大大優于《污水排入城市下水道水質標準》。

揚州大學實驗室廢液處理設施的維護保養委托校外專業環保公司負責，設施運行的相關費用為學校設定的實驗室廢液處理專項經費。

揚州大學實驗室廢液處置體系的主要技術指標包括：

(1) 一次轉運量500 L(桶裝)，廢液貯槽總容量5 m3，廢液處理量1 m3/d，每周運行時間不少于16 h；洗滌廢水貯存容量20 m3，廢(污)水處理量2.0 m3/h，每周運行時間不少于30小時；

(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系統、現場控制單元、水質傳感器測控等，系統可實現對主要監控對象在線檢測、數據處理與遠程控制；

(3) 處理設施模塊化設計，具有較強的組合性、開放性和可擴展性，既可實現工藝單元的獨立運行，又可實現任意組合運行。

5 結束語

本實驗室廢液處置體系具有如下特點：

(1) 符合綜合性高校多學科、多校區的實驗室廢液處置的特點，且具有良好的操作性；

(2) 既是高校實驗室廢液處理設施，又是相關專業本科生的實驗實訓平臺和研究生科研實踐基地；

(3)處理實驗室廢液效果良好、運行過程可靠，處理成本相對較低；

(4) 具有良好的可擴展性。

實踐過程中也發現了一些問題，主要是部分實驗室廢液分類不清，部分廢液中含有少量固形物，可能堵塞管道和水泵，使系統不能正常工作。因此提出以下建議：

(1) 進一步強化制度的執行，嚴格監督各方責任和義務；

(2) 在提交《委托處理申請單》的同時提交《實驗廢液傾倒紀錄表》，明確廢液的組分和濃度，提高處理效率，節約處理成本；

(3) 建立廢液處置體系的信息化管理系統，廢液容器號碼、廢液來源、責任人、廢液種類等采用條形碼管理，以提高工作效率，準確統計廢液信息，為管理提供可靠的數據支持。

高校實驗室的廢液處理處置工作對于促進高校環境建設、建設高水平大學具有重要意義。揚州大學在國內高校中首創建構的實驗室廢液處置體系，實現了實驗室廢液處置管理制度和技術手段的統一，為促進高校實驗室廢液處置和高校環境建設提供了可以借鑒的經驗。

[1] 張奕,賀纓,程文濤.高校實驗室廢水處理及污染防治措施評價初探[J].環境科學與技術，2006,29(8)：54-56.

[2] 王瑩.化學實驗室廢液處理的研究[J].實驗室科學,2007,10(3):160-161.

[3] 宣曉梅.高濃度有機實驗室廢水處理研究[D].天津：南開大學，2005.

[4] Sawyer C N,McCarty P L,Parkin G F.Chemistry for Environmental Engineering and Science [M].4th ed.McGraw-Hill,1994.

[5] Larissa C A,Humberto M Henrique，Alcina M F Xavier,et al.Potential treatment alternative for laboratory effluents[J].BioresourceTechnology,2005(96):1650-1657.

[6] 彭實,沈立娜,吳良莉.日本高校化學廢液管理及啟示[J].實驗技術與管理,2009，26(6):165-167.

[7] 蔡成翔，沈文聞，凌紹明.高校化學實驗廢水的處理[J].廣西民族學院學報，2001,7(4):269-273.

[8] 羅賽珍，金明，屈蕓.高校化學實驗室廢水處理[J].江西化工，2005(4)：32-34.

[9] 楊秀培,晉玉秀,蔡鐸昌.大孔陽離子交換樹脂治理實驗室廢水中銅和鉛的研究[J].四川大學學報：自然科學版,2008,45(5):1199-1202.

[10] 顏翠平,王成端,張明星，等.超濾膜處理實驗室廢水中重金屬離子實驗研究[J].環境衛生工程,2006,14(5):17-19.

[11] 陳梓云,彭夢俠.超聲波誘導催化氧化處理有機化學實驗室廢水的初步試驗[J].廣州環境科學,2008,23(1):5-7.

[12] 朱啟紅,宋仲容.Fenton試劑與活化粉煤灰聯合處理實驗室廢水研究[J].煤炭轉化,2008,31(3):82-85.

[13] 宣曉梅,金朝暉.粉煤灰吸附-Fenton氧化聯合處理高濃度有機實驗室廢水[J].環境衛生工程,2007,15(l):18-20,24.

[14] 侯一寧.高級化學氧化技術處理實驗室廢水的研究[D].成都：四川大學,2005.

[15] 史兵方.電絮凝法治理實驗室廢水的研究[J].水資源與水工程學報,2008(19):108-110.

[16] 彭實.關于一些高校實驗室廢液管理現狀的調研報告[J].實驗技術與管理,2010,27(2):153-157.

[17] 國家環境保護總局.GB 18597—2001危險廢物貯存污染控制標準[S].北京：中國標準出版社，2002.