環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水污染防治技術

楚瓊 谷立志 胡丹

（湘潭污水處理有限責任公司，湖南湘潭 411100）

1 引言

環(huán)境監(jiān)測實驗室既是承擔環(huán)境監(jiān)測任務的機構(gòu)，同時也是排放各類污染物的污染源。在污染物監(jiān)測過程中，往往會產(chǎn)生各種廢渣、廢土、廢氣、廢液和廢水。目前，對于環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的排放尚沒有明確的標準，相關監(jiān)督措施也并不完善，大部分實驗室廢水仍處于隨意排放的狀態(tài)。實驗室廢水具有一次產(chǎn)生量少、排放周期不穩(wěn)定、排放量和濃度不穩(wěn)定、污染物種類和成分復雜、有毒有害物質(zhì)種類多等特點［1］。如果未經(jīng)處理直接排放，對水體、土壤和植被可能造成嚴重傷害，間接影響人類的健康。因此，實驗室廢水的污染不可忽視，對環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的處理和管控迫在眉睫。本文從環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的分類出發(fā)，探討了各類水污染物的防治技術，并提出相關建議。

2 環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水分類

2.1 按污染程度分類

按污染程度分類，環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水可分為高濃度廢水、中低濃度廢水及無污染廢水。

高濃度廢水主要包括過期或失效的液體試劑，過期高濃度溶液、廢酸、廢堿、廢有機溶劑，高濃度剩余廢水樣等。這類廢水（液）具有水量少、濃度高、毒性大等特點。

中低濃度廢水主要包括洗滌廢水、中低濃度過期或失效試劑、中低濃度剩余廢水樣等。這類廢水具有濃度和毒性相對較小，但水量較大的特點。

無污染廢水主要包括分析實驗過程中的各種冷凝水、冷凍水，水浴、減壓抽濾等用水，沒有引入污染物或者引入的污染物較少，對環(huán)境較友好，一般可以重復利用。

2.2 按性質(zhì)分類

按性質(zhì)分類，環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水可分為無機實驗廢水、有機實驗廢水、含病原微生物實驗廢水及綜合廢水。

無機實驗廢水主要含酸堿、重金屬、氰化物、硫化物等。

有機實驗廢水主要含有機溶劑、酚類、苯系物、醚類、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、有機氯、有機磷、油類等。

含病原微生物實驗廢水主要是微生物實驗廢水、培養(yǎng)液、實驗沖洗廢水等包含微生物較多的廢水。

一般實驗室廢水既含無機物，也包含有機物和病原微生物，是多種污染物皆存在的綜合性廢水。

3 環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水污染防治技術

對環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水污染的防治應遵循回收利用、減量、分類處理、避免二次污染原則。

3.1 環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水污染的源頭控制

源頭控制就是要將實驗室廢水的產(chǎn)生量盡量降低。需要從以下幾個方面進行控制：

（1）按照監(jiān)測任務的需要合理規(guī)劃購買試劑材料，盡量選擇污染小、對環(huán)境友好的高效試劑材料。試劑材料的庫存量不宜過多，避免浪費，提高效率。

（2）加強實驗室試劑材料的調(diào)度管理，采取統(tǒng)一調(diào)度，有效整合，達到物盡其用。

（3）加強實驗分析人員的操作熟練度，在滿足監(jiān)測需要的基礎上，盡量減少試劑藥品的使用量。

（4）對廢水廢液進行綜合利用。例如，將有機廢液重蒸餾或干燥后提取有機溶劑進行重復使用；要排放的低濃度廢水若酸堿度較大，可以檢測其pH值后用廢酸或廢堿調(diào)節(jié)至中性后再排放。

（5）為便于后期處理以及減少不明性質(zhì)污染物的產(chǎn)生，應對實驗室廢水按性質(zhì)進行分類收集、貯存，并盡快處理。例如，含氰化物的廢水不能與酸性廢水混合，避免產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。

3.2 環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水污染的處理技術

3.2.1 重金屬廢水的處理

處理重金屬廢水主要有物理法、化學法及生物法［2］。

物理法主要包括離子交換法、離子反滲透膜法、離子吸附法等。物理法處理重金屬廢水工藝簡單、處理速度快、處理量大，但能耗物耗大、成本高。

化學法包括化學沉淀法、電解法、置換法等。化學沉淀法主要有中和沉淀、硫化物沉淀以及鐵氧體共沉淀，是將廢水中的重金屬通過沉淀劑形成不溶于水的沉淀物，再過濾去除。化學沉淀法對pH、水溫、攪拌方式及攪拌時間的要求較高，并需要投入大量化學試劑，但其操作較為簡單，去除效率較高，成本較低；電解法是利用電流將重金屬從廢水中還原富集，可達到回收的效果，但其成本高，不宜廣泛應用；置換法是利用活潑的低毒性金屬置換不活潑的高毒性重金屬，此方法成本較高，應用范圍較小。

生物法僅適合處理低濃度的重金屬廢水，如Baldrian 利用白腐菌對重金屬的吸附作用處理重金屬廢水［3］。生物法是近幾年才發(fā)展起來的新技術，具有成本低、效率高等優(yōu)點，但由于不適合處理中高濃度的重金屬廢水，限制了其應用。

3.2.2 無機非金屬廢水的處理

環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水中無機非金屬廢水的種類繁多，但對環(huán)境影響較大的主要是含酸堿廢水、含氰化物廢水、含硫化物廢水等幾種。

含酸堿廢水主要是采用中和法進行處理。中和處理過程需要使用大量對應的酸堿試劑，酸性（堿性）廢水應優(yōu)先考慮用堿性（酸性）廢水進行中和，以減少試劑的使用。低濃度酸堿廢水中和處理后可直接排放。對于濃度較高的廢酸或廢堿，應考慮集中收集處理，回收利用。

含氰化物廢水的處理主要可采用電解法、高溫分解法、高級氧化法、生物法等［4］。高級氧化法具有操作簡單、成本低等優(yōu)點，使用最為廣泛。考慮到氰化物在酸性條件下會生成劇毒的氰化氫，因此氧化必須在堿性條件下進行。目前，普遍采用的是堿性氯化法。

處理含硫化物廢水的方法主要有吹脫法（汽提法）、化學氧化法、化學沉淀法和生物法等［5］。吹脫法是使用最早的工藝，其操作簡便、工藝簡單，但去除率不高，容易對空氣產(chǎn)生二次污染；化學氧化技術適合各種濃度含硫廢水的處理，具有去除效率高、無二次污染等特點。但此技術對設備和催化劑及反應條件要求較高，且需要儲存大量的氧化劑，容易造成安全隱患，限制了其發(fā)展；化學沉淀法是通過添加金屬離子與硫離子反應生成金屬硫化物沉淀而去除硫化物，具有除硫效率高、反應速度快、易操作等特點，但對高含硫廢水進行處理時需要大量的沉淀劑，使成本偏高且易造成二次污染；生物法是用微生物將廢水中的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌麪顟B(tài)的硫，適用于處理中低濃度的含硫廢水，具有投資少、能耗低、二次污染少等特點，是處理含硫廢水最理想的技術。

3.2.3 有機廢水的處理

對含有機物實驗室廢水的處理方法主要有物理法、化學法和生物法。

物理法主要包括吸附法、汽提法和萃取法等，實際上是將有機污染物進行轉(zhuǎn)移后，再利用化學法或生物法進行進一步處理。近年來，也有研究者用離子交換法和膜分離法處理含特殊有機物的廢水［6-7］。

化學法主要包括化學氧化法、微電解法、焚燒法等幾種。化學氧化法是選擇合適的氧化劑如臭氧等將廢水中的有機物氧化，處理效率高，但成本也高，適用于少量廢水中有機物的去除；微電解法是利用金屬的電化學原理，用鐵屑或鐵粉與碳形成原電池，氧化廢水中的有機污染物，適用于高鹽度有機廢水的處理；而對難生化處理、濃度高、組分復雜、難以回收的有機廢水（液）的處理，可以選擇焚燒法。

生物法對實驗室廢水的水質(zhì)要求較高，對于濃度高、難降解、B/C 比值低的廢水，用生物法很難達到處理要求，其一般用于廢水的末端處理，包括活性污泥法、生物膜法、厭氧生物法等幾種。

3.2.4 含病原微生物廢水的處理

微生物監(jiān)測實驗室涉及大量病毒、細菌等，這些微生物在監(jiān)測實驗過程中產(chǎn)生的實驗廢水往往含有傳染性有害病菌，必須經(jīng)過合適的處理方式使之達到相應水質(zhì)排放標準。有害病菌滅活的方式主要包括物理法和化學法［8］。

物理法主要有加熱滅菌法、紫外線輻射法、微波消毒法和電磁輻射法。其中，加熱滅菌法和紫外線輻射法應用最為廣泛。

化學法是利用化學消毒劑對實驗室廢水進行消毒，主要有二氧化氯法、次氯酸鹽法和臭氧氧化法。其中，次氯酸鈉法由于具有原料價格低廉、安全可靠、操作方便等優(yōu)點而得到廣泛應用。

3.2.5 綜合廢水處理技術

綜合廢水是包含各種污染物的混合性廢水，包括有機污染物、無機污染物和病原體微生物，成分復雜，處理有難度。綜合廢水的處理需要多種污水處理技術的有機組合。目前，只有少數(shù)環(huán)境監(jiān)測實驗室專門建立了處理綜合廢水的設施，其中部分機構(gòu)的經(jīng)驗值得借鑒。例如，谷鑫等［9］用次氯酸鈉和聚合氯化鋁作為消毒劑，采用“混凝－沉淀－過濾－活性炭吸附－消毒”的處理工藝對疾控中心污水進行處理，處理后水質(zhì)能夠滿足達標要求。章黎筍等［10］設計“中和調(diào)節(jié)－水解酸化－接觸氧化－沉淀－消毒”工藝，選用二氧化氯作為消毒劑來處理實驗室廢水，處理后排水滿足GB 8978—1996《污水綜合排放標準》的要求。

4 結(jié)語

環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的成分復雜，排放不穩(wěn)定。對于其防治，首先，要從源頭著手，減少化學試劑的浪費，對產(chǎn)生的廢水廢液盡量回收利用；其次，不同廢水應結(jié)合其成分和性質(zhì)分類進行收集和處理；最后，對于產(chǎn)生量大、成分復雜、排放穩(wěn)定的廢水，應考慮建立綜合污水處理設施，聯(lián)合多種污水處理技術，以實現(xiàn)污水綜合治理，達標排放。