保护环境,人人有责。担负着教书育人重任的高等院校,更应成为全社会爱护和保护环境的典范。“三废”(废气、残液、残渣)是实验室常见的污染物,并且,由于各实验室的实验内容以及所使用的实验材料和药品不同,产生的“三废”数量、种类、成分及其毒性也不相同,大大增加了其管理和处理难度。为了防止实验室“三废”污染环境和危害实验人员健康,教师在设计实验内容时应尽量选择无害、无毒或低毒的物品,尽量减少实验过程中“三废”产生量,实验室“三废”要尽量回收,“三废”处理和排放应遵守相关管理规定及国家环境保护法的有关要求。为了规范实验室“三废”、放射性物品及剧毒药品等废弃物的处理,中心特制定本管理细则。
(一) 废气的处理
实验室的少量废气一般可通过通风橱或通风管道直接排到室外,排气管必须高于附近的屋顶3 m以上;大量的毒性气体必须通过与氧气充分燃烧或采用适当的方法处理和吸收后才能排放,主要处理方法如下:
(1) 物理综合掩蔽法:采用更强烈的芳香气味与臭气掺和,以掩蔽臭气,使之能被人接受,适用于需即地、暂时地消除低浓度恶臭气体影响的场合,恶臭强度2.5左右,无组织排放源,优点是尽快消除恶臭影响,灵活性大,费用低,缺点是恶臭成分并没有被除去。
(2) 稀释扩散法:将污染有臭味的气体通过烟囱排至大气或用干净的空气稀释,降低恶臭物质浓度以减少污染气体浓度,适用于处理中、低浓度的有组织排放的有毒污染气体,优点是费用低、设备简单,缺点是受气象条件限制,有毒污染物质依然存在。
(3) 热力燃烧法或催化燃烧法:在高温下污染物质与燃料气充分混合,实现完全燃烧,适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体,优点是净化效率高,污染物质被彻底氧化分解、缺点是设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染。
(4) 水吸收法:利用污染气体中某些物质易溶于水的特性,使污染成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱去污染成分的目的,适用于水溶性、有组织排放源的污染气体,优点是工艺简单、管理方便、设备运转费用低,缺点是易产生二次污染,需对洗涤液进行处理,净化效率低,应与其他技术联合使用,对硫醇,脂肪酸等处理效果差。
(5) 药液吸收法:利用污染气体中某些物质和药液产生化学反应的特性,去除某些污染气体成分,适用于处理大气量、高中浓度的污染气体,优点是能够针对性处理某些污染成分,工艺较成熟,缺点是净化效率不高,消耗吸收剂,易形成二次污染。
(6) 吸附法:利用吸附剂的吸附功能使污染物质由气相转移至固相,适用于处理低浓度,高净化要求污染气体,净化效率很高,可以处理多组分污染物质,缺点是吸附剂费用昂贵,再生较困难,要求待处理的污染气体有较低的温度和含尘量。
(7) 生物池式脱污染气体法:污染的气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后,从滤床底部由下至上穿过由滤料组成的滤床,污染气体由气相转移至水——微生物混合相,通过固着于滤料上得微生物代谢作用而被分解掉,目前研究最多,工艺成熟,在实际中也最常用的生物脱污染气方法,又可细分为土壤脱污染气法、泥炭脱污染气法等,优点是处理费用低,缺点是占地面积大,填料需定期更换,脱污染气过程不易控制,运行一段时间后容易出现问题,对疏水性和难生物降解物质的处理还存在较大的难度。
(8) 生物滴滤池式污染气脱气法:原理同生物滤池式类似,不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料,只针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上,而不会出现生物滤池中混合微生物群同时消耗虑料池中混合微生物群同时消耗滤料有机质的情况,优点是池内微生物数量大,能承受比生物滤池大地污染负荷,惰性滤料可以更换,造成压力损失小,而且操作条件极易控制,缺点是需不断投加营养物,而且操作复杂,使得其应用受到限制。
(9) 洗涤式活性污泥脱污染气方法:将污染气体和含悬浮物泥浆的混合液充分接触,使之在吸收器中从污染气中去除掉,洗涤液再送到反应器中,通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解污染气体,具有较大的使用范围,优点是可以处理大气量的污染气体,同时操作条件易于控制,占地面积小,缺点是设备费用大,杂而且需要投物质。
(10) 曝气式活性泥脱污染气方法:将污染物质以曝气形式分散到含活性污泥的混合液中,通过悬浮生长的微生物降解污染物质,使用范围广,目前日本已用于粪便处理场、污水处理场的污染气处理,优点是活性污泥经过驯化后,对不超过极限负荷量的污染成分,去除率可达99.5%,缺点是受到曝气强度的限制,该法的应用还有一定局限。
(11) 三相多介质催化氧化工艺:反应塔内装填特制的固态符合填料,调料内部复配多介质催化剂,当污染气体在引风机的作用下穿过填料层,与通过特制喷嘴呈发散状喷出的液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触,并在多介质催化剂的催化作用下,出污染气体中的污染物质被充分分解,使用范围广,尤其使用处理大气量、中高浓度的废气,对疏水性污染物质有很好的去除率。优点是占地小,投资低,运行成本低,管理方便,即开即用,耐冲击负荷,不易受污染物质浓度及温度变化影响,缺点是小号一定量的试剂。
(12) 低温等离子技术:介质阻挡放电过程中等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等,废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,最终转化为二氧化碳和水等物质,从而达到净化污染气体的目的,适用范围广,净化效率高,尤其适用于其他方法难以处理的多组分污染物质气体,如化工、医药等行业。优点是电子能高,几乎可以和所有的污染气体分子作用,运行费用低,反应快,设备启动、停止十分迅速,随用随开,缺点是一次性投资较高。
如果实验室存有汞液,可在汞液面覆盖液体化学药品,以防汞蒸气蒸发,覆盖用的液体以甘油效果最好,5%Na2S·9H2O溶液次之,水效果最差,尽量勿选用。对于溅落地上的汞,应尽量捡起,再洒上漂白粉、多硫化钙或硫磺后清扫干净。
(二) 废液的处理
实验室的废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点,以密闭容器存放,不可混合贮存,容器标签必须标明废物种类和贮存时间等,并要定期处理。一般废液通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放,有机溶剂废液应根据性质进行回收。
我国“污水综合排放标准”(国家标准GB8978-88)中对能在环境或动植物体内蓄积并对人体产生长远影响的污染物称第一污染物,对该类污染物的允许排放浓度有严格的规定(附表12-4)。对于长远影响小于第一污染物的称为第二污染物,根据排入水域的3种级别,对挥发酚、氰化物、氟化物等20种第二污染物的最高允许排放浓度也有规定(如附表 12-5)。
实验室的废液可以分别收集进行处理,各种化学类废液和生物类废液的常用处理方法如下:
1. 化学类废液
(1) 无机酸类:将废液慢慢倒入废碱中相互中和或将废液慢慢倒入过量的含碳酸钠或氢氧化钙的水溶液中进行中和后,用大量水冲洗。
(2) 氢氧化钠、氨水:用6 mol/L盐酸中和,或用废酸中和后用大量水冲洗。
(3) 含汞废液:主要有硫化物共沉淀法和还原法2种处理方法。
硫化物共沉淀法:先将含汞的废液pH值调至8-10,然后加入过量的Na2S,使其生成HgS沉淀。再加入FeSO4(共沉淀剂),与过量的S2-生成FeS沉淀,将悬浮在水中难以沉淀的H2S微粒吸附共沉淀,然后静置、分离,再离心、过滤,滤液的含汞量可降至0.05 mg/L以下。
还原法:用铜屑、铁屑、锌屑、硼氢化钠等作还原剂,可以直接回收金属汞。
(4) 含镉废液:主要有氢氧化物沉淀法和离子交换法2种处理方法。
氢氧化物沉淀法:在含镉的废液中加入石灰,调节pH值至10.5以上,充分搅拌使其反应后,放置过夜,使镉离子变为难溶的氢氧化镉沉淀,分离沉淀,用双硫腙分光光度法检测滤液中的镉离子浓度小于0.1 mg/L后,将滤液中和至pH值约为7,然后排放。
离子交换法:利用镉离子比水中其它离子与阳离子交换树脂有更强的结合力,优先交换。
(5) 含砷、锑、铋等离子的废液:采用硫酸控制酸度至0.3mol/L[H+],使其生成硫化物沉淀。
(6) 含氰废液:加入氢氧化钠调节pH值至10以上,再加过量的高锰酸钾(3%)溶液,使CN-氧化分解,若CN-含量仍然高,可再加入过量的次氯酸钙和氢氧化钠溶液。
(7) 含氟废液:加入石灰使其生成氟化钙沉淀。
(8) 可燃性有机物:用焚烧法处理。焚烧炉的设计要确保安全、保证充分燃烧,如有有毒气体应设洗涤器;不易燃烧的可先用废易燃溶剂稀释。
2. 生物类废液
生物类废物应根据病原特性、物理特性选择合适的容器和地点,专人分类收集进行消毒、烧毁处理,必须日产日清。
(1) 液体生物类废物一般可加漂白粉进行氯化消毒处理;
(2) 培养过微生物的琼脂平板应用压力灭菌锅灭菌,然后将琼脂倒弃处理。
(3) 血液等生物样品,加漂白粉搅拌2~4 h后,倒入化粪池或厕所;或进行焚烧处理。
(三) 废渣的处理
(1) 实验中会产生有毒、有害废渣的实验室应配备专用的废渣收集装置,每次实验后的废渣必须经过处理解毒后才能集中处理,严禁将其倒在生活垃圾处或直接放在走廊。
(2) 实验中产生的废渣(提取物沉淀等),在工作由实验室人员监督下,由值日生收集到废品桶中,拉到空地深埋,要求埋入深度0.5m以上,坚决杜绝乱丢,造成腐烂发臭污染环境。
(3) 固体生物类可燃性废物经分类收集后一律及时焚烧处理;固体生物类非可燃性废物经分类收集,再加漂泊粉进行氯化消毒处理。
(4) 一次性使用的制品如手套、帽子、工作物、口罩等使用后放入污物袋内集中烧毁。
(5) 可重复利用的玻璃器材如载玻片、吸管、玻璃瓶等可以用1000~3000mg/L有效氯溶液浸泡2~6h,然后清洗干净。
(四) 有毒废弃物处理
实验室有毒废弃物不仅是重要的环境污染源,还可严重危害实验师生的身体健康,因此,应高度重视有毒有害废弃物的处理。对于不同类别的废弃物要求分类回收,分别处理,并做好实验室有毒废弃物处理记录本(附表12-6)。
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