实验室危化品废液“减量化”处理与处置技术研究

关键词：实验室废液；减量化处理；分类预处理；末端吸附；重金属污染物

中图分类号：X703 文献标志码：B

前言

随着科学技术的不断发展和实验室研究的不断深入，实验室废液的产生量也在不断增加。实验废液可分为无机、有机、微生物废液。实验室废液中污染物浓度不明确、组成成分复杂，多数废液具有腐蚀性、爆炸性、毒性。这些废液中含有各种有害物质，对环境和人体健康造成潜在的危害。因此，如何有效地处理和处置实验室危化品废液，成为亟待解决的问题。传统的实验室废液处理方法包括稀释、中和、沉淀等，这些方法虽然能够将废液中的有害物质转化为无害物质或沉淀下来，但无法从根本上减少废液的产生量。多数实验室常规处理办法是与具有处理资质的企业合作，完成废液收集、转运和处理，但是这种处理方式会增加各机构废物处理成本。为解决这些问题，研究人员开始探索实验室危化品废液“减量化”处理与处置技术。与传统的废液处理方法相比，减量化处理技术具有许多优势。此次研究旨在对实验室危化品废液“减量化”处理与处置技术进行深入分析，通过整体工艺和一体化设备的设计，探索在实际应用中的可行性和效果，通过实验和数据分析，将评估减量化处理技术的处理效果，希望能够为实验室废液的处理与处置提供新的思路和方法，为环境保护工作作出贡献。

1实验方法

1.1工艺设计

为实现实验室废液一体化处理与减量化，研究提出以下工艺思路。

1.1.1分类预处理

分类预处理对实验室废液的管理非常重要，废液的性质各不相同，因此需根据不同的性质采取相应的预处理方法。

1.1.2二级处理

涉及生物、化学和物理方法。生物处理利用微生物降解有机物，化学处理通过化学反应去除污染物，物理处理则利用过滤、吸附等手段去除悬浮物和溶解物。

1.1.3末端吸附

二级处理后的废液进行末端吸附处理，利用吸附剂去除有机物和重金属，提升处理效果。处理后的废液可纳入水净化回用系统，实现无害化和资源转化。实验室废液分为五类：疏水有机溶剂废液（如苯、甲苯，易燃挥发）；亲水有机物度液（如醇类、酮类，溶解稳定）；无机废酸／碱（如硫酸、氢氧化钠，腐蚀性强）；重金属废液（如铅、汞，毒性大、危害环境）；专项废液（如放射性、生物医学废液，需特殊处理）。不同实验室来源的相同类型废液进行混合统一处理，其中含有I类有机污染物的废液是不能统一处理的。

利用袋式过滤器去除疏水有机溶剂废液杂质，经两相分离器分层分离后，溶剂相由第三方处理或焚烧，废水则排入储罐待后续处理。亲水有机物废液经一级反应器破乳、重金属处理及氧化，再经二级反应器化学沉淀和固液分离去除重金属。无机废液与亲水有机废液共用处理单元，去除重金属等污染物。系统由PLC控制，确保稳定运行。有机物和重金属吸附树脂去除污染物，生物降解净化废水。废液减量处理一体化设备单元见表1。

由表1可见，设备包含10个单元，设计处理能力为每天1.2吨。所有处理单元都被安置在一个标准集装箱内，该集装箱的尺寸为长9200毫米、宽2700毫米、高2400毫米。

1.2分析方法

利用快速消解分光光度法对化学需氧量（COD）测定。重金属元素Ag、Cd、Cr、Cu、Ni和Pb的浓度测定采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）。重金属元素As、Hg的浓度测定则采用电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）。此外，利用水质测定仪进行pH、氧化还原电位（Eh）和电导率测定。

2结果与分析

2.1处理效果分析

在工程进入稳定期间，检测实验室废液降危减量一体化设备对废液中COD的去除效果，COD和悬浮物去除效果见图1。

如图1所示，实验室废液处理设备效果显著：COD去除率达82%，有效降低有机物污染；悬浮物去除率58%，使废液更清澈。不同废液处理方法阳药剂投加量可实现废液减量。疏水性有机废液减量效果50%～80%，亲水性有机和无机废液减量效果可达90%。设备有效降低废液危险性和减少废液量，实现一体化处理。进出水质与排放标准对比见表2。

实验室废液经过重金属处理设备后，重金属的浓度明显降低。表明实验室废液经过一体化处理设备后，重金属的去除效果良好。

2.2经济效益分析

一体化设备的经济性从以下几个方面分析。

2.2.1运行成本

该装置的运行成本包括电力、药剂和第三方处置等方面。其中，电费是设备正常运行所需的电力消耗费用；药剂费用于处理废液的化学药剂费用；污泥外委处置费是指将处理后的污泥委托给专业机构进行处置的费用。

2.2.2处置成本降低

采用一体化装置处理废液，可以大幅缩短处理时间，处理耗时在8小时左右，并且成本与第三方处置相比降低85%。使用该装置可降低废液的处理成本，对于产废单位有重要意义。处置时间和成本对比见图2。

2.2.3安全无害化处置

实验室废液通常含有有机物和无机物等危险废物。采用实验室废液降危减量一体化装置可以确保危废的安全无害化处置，减少对环境的污染和人体健康的影响。

2.2.4控制环境风险

实验室废液中可能含有各种有害物质，如果不进行有效的处理，可能会对周围环境造成污染和风险。采用实验室废液降危减量一体化装置可有效控制废液的处理过程，减少废液对环境的影响。

3结论

针对实验室废液处理，研究提出实验室废液一体化处理与减量化整体工艺思路，并设计了实验室废液降危减量一体化设备，得出以下结论：对废液进行减量化处理，并委托第三方专业危险废物处置企业对特殊废液和污泥进行处理，可以大幅减少处置成本。废液降危减量一体化处理工艺通过分类预处理、二级处理和末端吸附的方法，可以有效降低Ⅰ类重金属污染物指标，使其满足排放标准。与直接委托第三方企业处置相比，减量化处理工艺可以有效降低综合成本，降本比例高达85%。这种处理方式不仅具有很好的经济效益，还对环境产生积极的影响。通过减少废液的产生和采取合理的处理措施，可以降低资源消耗和环境污染，实现可持续发展。