实验室产生的废水、废气如何处理？

实验室需要排放的废水、废气、废渣称为实验室“三废”。由于各实验室实验内容不同，产生的三废中所含化学物质的毒性不同，数量也有很大的差别。为了保证实验人员的健康及防止环境污染，实验室三废的排放也应遵守我国环境保护法的有关规定。
一、废气处理措施
1、废气种类
　　废气中包含无机废气和有机废气，以下列举了废气的一些种类，不同的实验室还会有某些特定种类的废气。
（1）无机废气
　　主要包括：氮氧化物、硫酸雾、氯化氢等无机废气。
（2）有机废气
　　主要包括芳香类：苯、甲醛、茚三酮、乙酸乙酯、甲酰胺、乙醇、三氯甲烷、环己烷等
2、处理方案
　　常用的有活性炭吸附、光催化净化和填料喷淋塔，或者多种组合的方式进行处理。
　　一般有机废气采用活性炭吸附法和光催化净化法，无机物采用填料喷淋塔进行处理。
（1）活性炭吸附原理
　　①活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800-1500平方米，特殊的更高。也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的空隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。
　　②分子之间相互吸附的作用力即“范德华力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内空隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到填满活性炭内部空隙为止。
　　③活性炭脱附方法
　　当活性炭内部空隙被有机废气即被吸附物质填满而达到饱和时，污染物便开始被释放出来，这种现象称为穿透。达到饱和的活性炭吸附床需要进行再生，一般采用加热的气体对吸附床进行脱附，一方面使吸附床再生重新具有活性，一方面是污染物被解脱出来进行回收或分解处理。这种脱附方法称为升温脱附。物质的吸附量是随温度的升高而减小的，将吸附剂的温度升高，可以使已被吸附的组分脱附下来，这种方法也称为变温脱附，整个过程中的温度是周期变化的。
（2）光触媒催化滤网：在聚氨酯蜂窝网孔基材上沉积纳米二氧化钛光催化材料，纳米二氧化钛光触媒经紫外光照射（理想紫外光波长253nm-365nm 左右），激发价带上的电子（eˉ）跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴（h+）,生成具有极强氧化作用的氢氧自由基、超氧离子自由基、超氧羟基自由基，将甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC 等有毒有害污染物，臭气异味、细菌等污染物氧化分解成无害的CO2 和H2O。产品具有良好的空气净化效果和广谱的消毒杀菌性能，能有效净化室内空气，控制细菌、病毒的交叉感染达到空气净化和消毒杀菌的目的。光触媒滤网采用的纳米二氧化钛光触媒在作用过程中，本身不发生变化和损耗只提供一个反应场所，具有作用时间长久，空气净化和消毒杀菌效率高，安全、无毒等优点，不产生二次污染，是国际公认的绿色环保无污染的产品。

（3）酸雾喷淋净化塔是需处理的废气，由玻璃钢离心风机压入净化塔进气段后，垂直向上与喷淋段自上而下的吸收液起中和反应，使废气浓度降低，然后继续向上进入填料段，废气在填料内交叉洗涤，再与吸收液起中和反应，使废气浓度进一步降低后进入脱水层段，脱去液滴，将净化后的气排出。酸雾喷淋净化塔是无机气体净化的常用处理工艺，工艺技术相当成熟，且稳定可靠。其工作时吸收液通过填料塔顶部的喷淋装置被均匀地喷洒在填料层顶部，并沿着填料层自上而下呈膜状流动，而废气则自塔下部进入，穿过填料层从塔顶排出。在此过程中，废气被迫多次改变方向、速度与吸收液不断碰撞、接触，使废气与吸收液在填料层中有充分接触反应时间，令废气中有害成分能够被吸收液充分吸收净化。净化后的气体经塔内除雾后可达标排放。
3、排放标准
　　根据所在地区的类别，满足《大气污染物综合排放标准GB16297-1996》的排放要求。
二、废气处理措施
1、废水种类
　　（1）强酸：如盐酸、硫酸、磷酸等
　　（2）强碱：如氢氧化钠等
　　（3）有机溶剂：如苯、甲醛等
2、处理方案
　　常用的废水处理方案包括：酸碱中和、斜管沉淀、多介质过滤、活性炭吸附、紫外、臭氧或氯片杀菌消毒、生物降解，或者多种组合的方式进行处理。
　　（1）酸碱中和
　　废水经收集管网汇入收集调节池，经曝气管鼓风搅拌后水质均匀，提升泵将调节池废水经格栅去除毛发等杂物后流入碱沉反应池，通过pH自动仪监测来水pH情况后自动加碱，使得废水中重金属离子首先形成沉淀除去。而后通过自动加酸使得中和池中废水pH处于8~9，通过提升泵将中和后废水泵入带有絮凝和混凝两个反应段的组合气浮设备，主要是混凝去除实验室产生的组织碎屑、脂质等和水中的有机污染物、阴离子表面活性剂（LAS）等。
　　混凝机理：
　　a双电层压缩机理：当向溶液中投入加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减小。当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，ζ电位降低，因此它们互相排斥的力就减小了，胶粒得以迅速凝聚。
　　b吸附电中和作用机理：吸附电中和作用指胶粒表面对带异号电荷的部分有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其他颗粒接近而互相吸附。
　　c吸附架桥作用原理：吸附架桥作用主要是指高分子物质与胶粒相互吸附，但胶粒与胶粒本身并不直接接触，而使胶粒凝聚为大的絮凝体。
　　（2）斜管沉淀
　　基本原理是“浅层沉淀”，又称“浅池理论”，设斜管沉淀池池长为L，池中水平流速为V，颗粒沉速为u0，在理想状态下，L/H＝V/ u0。可见L与V值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将H分成3层，每层层深为H/3，在u0与v不变的条件下，只需L/3，就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变，由于池深为H/3，则水平流速可正加的3v，仍能将沉速为u0的颗粒除去，也即处理能力提高倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。
　　（3）多介质过滤
　　过滤器材质为FRP,内部级配无烟煤和石英砂滤料，主要过滤废水中大颗粒和絮状杂质，滤层高度一般为≥1000mm，配置一台自动阀，按运行-反洗-正洗-运行模式运作。
　　（4）紫外、臭氧或氯片杀菌消毒
　　废水按一定的速度从紫外杀菌器反应腔或流过或臭氧发生器的产生臭氧，水中的微生物受到高强度的UV照射，微生物DNA、RNA内部结构遭到破坏，从而在不使用任何化学药物的情况下，达到大肠杆菌排放标准，或者采用定期投加氯片的消毒方式。
　　（5）活性炭吸附
　　废水汇入活性炭生物滤池，尚未被去除的细小悬浮物、微量金属及极少量的有机物等，一部分通过具有巨大孔隙结构和比表面积的活性炭的吸咐、截留等物理、化学作用等去除。
　　（6）生物降解
　　利用厌氧、好氧及兼性菌进行生物降解。专性好氧的不动细菌在厌氧条件下处于压抑状态,以菌体内的多聚磷酸盐为能源,把有机物吸收到细胞内转化成聚β羟丁酸贮存起来,同时将体内多聚磷酸盐分解为可溶性磷酸盐排出体外,经过厌氧压抑释放的不动细菌,在好氧状态下具有很强的吸磷能力,将污水中的磷酸盐吸收转化为多聚磷酸盐贮存体内。在厌氧条件下释放的磷越多,则在好氧条件下吸收得越多,利用排剩余污泥达到去除污水中的磷的目的，厌氧池内配液下搅拌系统，以防沉淀。好氧微生物去除碳源需氧量即BoD和硝化细菌将NH3－N转化NOX所需的高氧环境和污染物质与生物相充分反应的接触环境。
　　3、排放标准
　　废水的排放必须满足《污水综合排放标准GB8978-1996》和《CJ 343-2010 污水排入城市下水道水质标准》，根据所在地区废水站的等级确定废水排放标准。
三、固体废物处理措施
　　1、使用防刺穿、防泄漏、密封的容器收集
　　2、避免装载过满
　　3、把利器放入专用容器内
　　4、废弃物离开实验室前要对其外表进行消毒
　　5、分类做上标记，分清能回收与不可回收的
　　6、贴封条，安全地运送到高压灭菌处，并保持到高压灭菌结束
　　7、无法高压灭菌或回收的，由专门的人收集后集中焚烧处理
来源：实验与分析