传统农学类实验大楼三废处理设施升级改造实践?

2020-09-02周国强曹科宗锦涛

湖南农业科学 2020年7期

周国强曹科宗锦涛

摘要：设计规范、合理运行的科学实验室是绝大部分基础科学研究和应用研究的基本工作平台，但大部分农业科研教学机构建设年代久远，设备设施陈旧，尤其是“三废”（废水、废气和固体废弃物）处理设备配备不齐或根本没有配备，难以满足当前日益严格的环保要求。结合湖南省农业科学院实验大楼“三废”处理设备的升级改造实践，提出根据实验室规模大小，各实验楼分别建立废水、废气和固体废弃物的收集和处理单元的处理方案：废气一般经集中收集后在楼顶设置喷淋塔处理后排放;废水经雨污和污污分流后，由自建的污水处理站通过设定的工艺处理后排入市政管网或达标后直排;固体废弃物由固废收储中心收集分类后交专门的固废处理中心处理。此方案可为老旧实验室“三废”处理设施的升级改造提供一定的借鉴。

关键词：农业科学;传统老旧实验室;三废处理;升级改造

中图分类号：X33 文献标识码：A文章编号：1006-060X（2020）07-0065-03

Abstract： The scientific laboratory with standard design and reasonable operation is the basic platform for most basic scientific research and applied research. However， most agricultural scientific research and teaching institutions have been built for a long time with obsolete equipment and facilities， especially the “three wastes” （waste water， waste gas and solid waste） disposal equipment is unequipped or not fully equipped， so it is difficult to meet the increasingly stringent environmental requirements. According to the practice of upgrading and renovating of “three wastes” disposal equipment in the experimental building of Hunan Academy of Agricultural Sciences， this paper puts forward that each experimental building needs to establish the treatment scheme corresponding to the collection and treatment unit of waste water， waste gas and solid waste according to the laboratory size. The waste gas is generally collected centrally and then discharged after being treated by a spray tower on the roof. The waste water is separated originally from rain and sewage through the independent pipe， then treated by the self-built sewage treatment station， finally discharged into the municipal pipe network or discharged directly after reaching the safety standard. The solid waste is collected and classified by the solid waste collection and storage center and then handed over to a special solid waste treatment center for treatment. We hope to provide some reference for the upgrading and transformation of “three wastes” treatment facilities of old laboratories.

Key words： agricultural science; old laboratory; three wastes disposal; upgrading and renovating

科學研究离不开实验室内的先期试验和反复论证，可以说实验室是全部基础研究和绝大部分应用研究的基本工作平台。就农学类而言，按照国家科研和教学体系的设置，每个省、自治区和直辖市都设立了农业科学院和农业大学，很多省市还设有独立的农业研究机构和第三方农业检测实验室。这些实验平台为国家的农业创新、食品安全和科普示范提供了基本支撑，在我国农业科技创新体系中发挥了不可替代的作用。但是，因大部分农业科研教学单位建设年代较久，建设初期又多处于当时偏僻的城郊结合部，经费相对缺乏，实验大楼整体相对比较老旧，“三废”（废水、废气和固体废弃物）处理设施配备不齐或根本就没有配备[1-2]。随着城市化进程的加快，环保理念的加强，特别是新的环保法实施后，环保责任主体进一步明确，监管主体责任进一步下沉，排放的标准要求进一步提高，老旧和传统实验大楼环保处理设施的升级改造已经迫在眉睫[3]。基于此，湖南省农业科学院实验大楼在长沙市生态环境保护委员会的帮助下于近年完成了“三废”处理设备的升级改造，经过一段时间的运行，取得了比较好的效果。笔者主要就废水、废气和固体废弃物的处理做了基本介绍，希望为老旧实验大楼“三废”处理设施的升级改造提供参考和借鉴。

1 农业实验室“三废”的基本类型与来源

1.1 废气主要来源

实验室废气主要是实验过程中样品前处理、部分样品浓缩及部分样品提纯过程中产生的挥发性有机气体，消化过程中产生的酸性气体和氨气，病毒研究过程中产生的含有害微生物气溶胶的废气等[4-5]。

1.2 废水主要来源

实验废水中分为高浓度实验废水和低浓度实验废水[6-7]。高浓度废水主要包括实验过程中产生的高浓度试验废液和高浓度清洗废水（主要是指管道清洗废水）。低浓度实验室废水主要是指实验过程中排放的浓度与毒性较低的实验用水，各种洗涤废水，实验室人员洗手废水，毒性小、浓度低的废试液以及用作冷却、加热用途的水。

1.3 固体废弃物主要来源

实验室固体废弃物主要是原料拆包产生的废弃包装纸箱[8]，过期试剂（主要是指过期的酸、碱、有机溶剂等），废弃实验器材（主要是指一次性实验器材例如一次性手套、枪头、沾有药品的破碎实验容器，空试剂瓶等），病原微生物实验中产生的各种含病原微生物培养基废液、沾有病原微生物的盛具、量具和衣服以及高效过滤器替换部分等。

2 试验模型中“三废”处理设施的升级改造

根据实验室废水排放标准（表1）[9-10]，各实验楼需要分别建立废水、废气和固体废弃物的收集和处理单元。废气一般经集中收集后在楼顶设置喷淋塔处理后排放。废水经雨污和污污分流后，由自建的污水处理站通过设定的工艺处理后排入市政管网或达标后直排。固废由固废收储中心（大多与污水站工作室连体建设）收集分类后交专门的固废处理中心处理。实验室废水的排放标准采用GB 8978—1996污水综合排放标准的数据。

2.1 废气处理单元的升级改造

实践模型在改造前采用分散收集后高空直排和喷淋塔中后排放相结合的方式进行处理，废气排放指标不是特别稳定。经跟踪分析，主要原因是喷淋塔维护不及时，循环水酸碱度控制没有专人管理，影响处理效果。具体改造方法如下：一是维修大楼内各实验室废气收集柜至楼顶的废气通道，主要目的是防止废气“跑冒滴漏”。二是安排专人定期对喷淋塔进行维护保养，一般要求每个星期对喷淋水体进行1次pH值检测，保证喷淋水pH值保持中性水平。三是在喷淋塔至排放口之间的管道上加装一个活性炭吸附盒，半年左右更换一次活性炭基质。

2.2 废水处理单位的升级改造

首先对大楼进行雨污分流和污污分流，将雨水和生活污水用独立管道分别接入市政相应管网（雨水排入市政雨水管，生活污水经化粪池收集沉淀后接入市政污水管）。试验废水经过各实验室—楼层—下水管道集中收集后进入污水处理站进行处理，处理流程主要包括集中收集调节、酸碱中和、絮凝沉淀、氧化还原、石英砂过滤处理（流程见图1）。pH值调节池安装有pH值自动测试探头装置，并与工作间进行有线联系，通过显示屏实时显示池内废水的pH值。监测系统会根据废水池pH值的变化自动增加酸、碱调节剂（一般用稀盐酸或碳酸氢钠作为调节剂）来纠正调节池里的水体酸碱度。值得提醒的是，过滤池内的石英砂基质也要根据处理水体的杂质含量定期进行更换，保证过滤效果。

2.3 固体废弃物处理单元的升级改造

实验室固体废物的处理实践模型按照《国家危废处理条例》的要求进行定点收储，专门处理[11-12]。与污水处理站控制室一起建设了一间固废定点收储室，且对收储室进行了固液分区。由实验楼管理员做好各实验室固废的集中收集，分类储存，规范包装和定期转运等工作。与正规备案的固废处理站建立良好的互动关系，确保固废收集进得来、运得走、不泄露。

3 升级改造前后效果对比

3.1 废气排放效果对比

采用喷淋塔-活性炭吸附的方式进行改良（喷淋塔的循环水每周应定期调节pH值，活性炭每半年更换一次基质），对楼顶2个喷淋塔排放口处理前2017年和处理后2018年检测结果进行对比（表2），发现效果较好。

比对数据表明，经改良后的实验模型处理后，实验大楼废气污染物排放浓度均符合GB 16297—1996大气污染物综合排放标准中二级标准要求和GB 14554—93恶臭污染物排放标准的要求，且维护改良后的检测结果明显优于改进前的数据。

3.2 废水处理效果对比

经样本自建污水处理站处理后，所有排放废水均达到城市污水三类排放标准（设备运行前2017年和设备运行后2018年出水口污水各项指标连续检测2次数据见表3），在市政污水管网接入比较方便的情况下可以就近接入市政污水管排放。

实验数据表明，该项目试验废水经污水处理站处理后，外排水质pH值检测值为7.19，化学需氧量的日浓度为89.5 mg/L，五日生化需氧量的日浓度为24.7 mg/L，氨氮的日浓度为13.345 mg/L，石油类的日浓度为0.59 mg/L，挥发酚的日均浓度为0.003 1 mg/L，总氰化物均未检出，各类污染物排放浓度均达到了GB 8978—1996污水综合排放标准中的三级标准，总铬的日均浓度为0.16 mg/L，六价铬的日浓度为0.004～0.007 mg/L，总铅的日平均浓度为0.05 mg/L，总汞、总镉、总砷和总银均未检出，各类污染物的排放浓度均达到了GB 8978—1996污水综合排放标准中第一类污染物最高允许排放浓度的要求，与设备运行前差异显著。

4 结论与建议

农学类老旧实验室“三废”处理系统的升级改造既是环保法的基本要求，更是践行绿色发展理念的必然趋势[13]。实践证明，升级改造的难度是可以克服的，效果也是明显的。各实验室主体单位在完成系统升级改造后，若再安排专人管理、增加“三废”常规预算、实现实验室“三废”处理智能化管理，可以使项目模型更加精准高效。

参考文献：

[1] 檀华兵. 环境监测实验室“三废”污染及处理方式探讨[J]. 环境与发展，2019，31（9）：158， 160.

[2] 陈强，张明智. 浅谈环境监测实验室“三废”处理[J]. 资源节约与环保，2018（7）：67-68.

[3] 郑会勤，王宇婷. 高校化学实验室 “三废”的防治与绿色化处理方案[J]. 河南化工，2017，34（11）：50-53.

[4] 游先武，伍小兵，周四黎. 大学无机化学实验中“三废”的绿色化处理[J]. 化工设计通讯，2016，42（9）：90.

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[6] 周骥平，张键，何朝龙，等. 综合性大学实验室“三废”治理探讨[J]. 实验技术与管理，2016，33（6）：216-220.

[7] 牛丽伟，曹艳莎，李宁. 建设绿色实验室加强实验室化学毒性试剂处理[J]. 科技资讯，2015，13（32）：194-195.

[8] 谢丹梅. 环境监测实验室的“三废”处理方法与控制途径[J]. 资源节约与环保，2013（10）：134， 145.

[9] 杨小青，黄文霞，罗一帆. 高校实验室三废来源及防治管理[J]. 实验室研究与探索，2011，30（8）：423-425.