环境监测实验室废水污染防治技术

楚琼 谷立志 胡丹

（湘潭污水处理有限责任公司，湖南湘潭 411100）

1 引言

环境监测实验室既是承担环境监测任务的机构，同时也是排放各类污染物的污染源。在污染物监测过程中，往往会产生各种废渣、废土、废气、废液和废水。目前，对于环境监测实验室废水的排放尚没有明确的标准，相关监督措施也并不完善，大部分实验室废水仍处于随意排放的状态。实验室废水具有一次产生量少、排放周期不稳定、排放量和浓度不稳定、污染物种类和成分复杂、有毒有害物质种类多等特点［1］。如果未经处理直接排放，对水体、土壤和植被可能造成严重伤害，间接影响人类的健康。因此，实验室废水的污染不可忽视，对环境监测实验室废水的处理和管控迫在眉睫。本文从环境监测实验室废水的分类出发，探讨了各类水污染物的防治技术，并提出相关建议。

2 环境监测实验室废水分类

2.1 按污染程度分类

按污染程度分类，环境监测实验室废水可分为高浓度废水、中低浓度废水及无污染废水。

高浓度废水主要包括过期或失效的液体试剂，过期高浓度溶液、废酸、废碱、废有机溶剂，高浓度剩余废水样等。这类废水（液）具有水量少、浓度高、毒性大等特点。

中低浓度废水主要包括洗涤废水、中低浓度过期或失效试剂、中低浓度剩余废水样等。这类废水具有浓度和毒性相对较小，但水量较大的特点。

无污染废水主要包括分析实验过程中的各种冷凝水、冷冻水，水浴、减压抽滤等用水，没有引入污染物或者引入的污染物较少，对环境较友好，一般可以重复利用。

2.2 按性质分类

按性质分类，环境监测实验室废水可分为无机实验废水、有机实验废水、含病原微生物实验废水及综合废水。

无机实验废水主要含酸碱、重金属、氰化物、硫化物等。

有机实验废水主要含有机溶剂、酚类、苯系物、醚类、多氯联苯、多环芳烃、有机氯、有机磷、油类等。

含病原微生物实验废水主要是微生物实验废水、培养液、实验冲洗废水等包含微生物较多的废水。

一般实验室废水既含无机物，也包含有机物和病原微生物，是多种污染物皆存在的综合性废水。

3 环境监测实验室废水污染防治技术

对环境监测实验室废水污染的防治应遵循回收利用、减量、分类处理、避免二次污染原则。

3.1 环境监测实验室废水污染的源头控制

源头控制就是要将实验室废水的产生量尽量降低。需要从以下几个方面进行控制：

（1）按照监测任务的需要合理规划购买试剂材料，尽量选择污染小、对环境友好的高效试剂材料。试剂材料的库存量不宜过多，避免浪费，提高效率。

（2）加强实验室试剂材料的调度管理，采取统一调度，有效整合，达到物尽其用。

（3）加强实验分析人员的操作熟练度，在满足监测需要的基础上，尽量减少试剂药品的使用量。

（4）对废水废液进行综合利用。例如，将有机废液重蒸馏或干燥后提取有机溶剂进行重复使用；要排放的低浓度废水若酸碱度较大，可以检测其pH值后用废酸或废碱调节至中性后再排放。

（5）为便于后期处理以及减少不明性质污染物的产生，应对实验室废水按性质进行分类收集、贮存，并尽快处理。例如，含氰化物的废水不能与酸性废水混合，避免产生剧毒的氰化氢气体。

3.2 环境监测实验室废水污染的处理技术

3.2.1 重金属废水的处理

处理重金属废水主要有物理法、化学法及生物法［2］。

物理法主要包括离子交换法、离子反渗透膜法、离子吸附法等。物理法处理重金属废水工艺简单、处理速度快、处理量大，但能耗物耗大、成本高。

化学法包括化学沉淀法、电解法、置换法等。化学沉淀法主要有中和沉淀、硫化物沉淀以及铁氧体共沉淀，是将废水中的重金属通过沉淀剂形成不溶于水的沉淀物，再过滤去除。化学沉淀法对pH、水温、搅拌方式及搅拌时间的要求较高，并需要投入大量化学试剂，但其操作较为简单，去除效率较高，成本较低；电解法是利用电流将重金属从废水中还原富集，可达到回收的效果，但其成本高，不宜广泛应用；置换法是利用活泼的低毒性金属置换不活泼的高毒性重金属，此方法成本较高，应用范围较小。

生物法仅适合处理低浓度的重金属废水，如Baldrian 利用白腐菌对重金属的吸附作用处理重金属废水［3］。生物法是近几年才发展起来的新技术，具有成本低、效率高等优点，但由于不适合处理中高浓度的重金属废水，限制了其应用。

3.2.2 无机非金属废水的处理

环境监测实验室废水中无机非金属废水的种类繁多，但对环境影响较大的主要是含酸碱废水、含氰化物废水、含硫化物废水等几种。

含酸碱废水主要是采用中和法进行处理。中和处理过程需要使用大量对应的酸碱试剂，酸性（碱性）废水应优先考虑用碱性（酸性）废水进行中和，以减少试剂的使用。低浓度酸碱废水中和处理后可直接排放。对于浓度较高的废酸或废碱，应考虑集中收集处理，回收利用。

含氰化物废水的处理主要可采用电解法、高温分解法、高级氧化法、生物法等［4］。高级氧化法具有操作简单、成本低等优点，使用最为广泛。考虑到氰化物在酸性条件下会生成剧毒的氰化氢，因此氧化必须在碱性条件下进行。目前，普遍采用的是碱性氯化法。

处理含硫化物废水的方法主要有吹脱法（汽提法）、化学氧化法、化学沉淀法和生物法等［5］。吹脱法是使用最早的工艺，其操作简便、工艺简单，但去除率不高，容易对空气产生二次污染；化学氧化技术适合各种浓度含硫废水的处理，具有去除效率高、无二次污染等特点。但此技术对设备和催化剂及反应条件要求较高，且需要储存大量的氧化剂，容易造成安全隐患，限制了其发展；化学沉淀法是通过添加金属离子与硫离子反应生成金属硫化物沉淀而去除硫化物，具有除硫效率高、反应速度快、易操作等特点，但对高含硫废水进行处理时需要大量的沉淀剂，使成本偏高且易造成二次污染；生物法是用微生物将废水中的硫化物转变为其他状态的硫，适用于处理中低浓度的含硫废水，具有投资少、能耗低、二次污染少等特点，是处理含硫废水最理想的技术。

3.2.3 有机废水的处理

对含有机物实验室废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。

物理法主要包括吸附法、汽提法和萃取法等，实际上是将有机污染物进行转移后，再利用化学法或生物法进行进一步处理。近年来，也有研究者用离子交换法和膜分离法处理含特殊有机物的废水［6-7］。

化学法主要包括化学氧化法、微电解法、焚烧法等几种。化学氧化法是选择合适的氧化剂如臭氧等将废水中的有机物氧化，处理效率高，但成本也高，适用于少量废水中有机物的去除；微电解法是利用金属的电化学原理，用铁屑或铁粉与碳形成原电池，氧化废水中的有机污染物，适用于高盐度有机废水的处理；而对难生化处理、浓度高、组分复杂、难以回收的有机废水（液）的处理，可以选择焚烧法。

生物法对实验室废水的水质要求较高，对于浓度高、难降解、B/C 比值低的废水，用生物法很难达到处理要求，其一般用于废水的末端处理，包括活性污泥法、生物膜法、厌氧生物法等几种。

3.2.4 含病原微生物废水的处理

微生物监测实验室涉及大量病毒、细菌等，这些微生物在监测实验过程中产生的实验废水往往含有传染性有害病菌，必须经过合适的处理方式使之达到相应水质排放标准。有害病菌灭活的方式主要包括物理法和化学法［8］。

物理法主要有加热灭菌法、紫外线辐射法、微波消毒法和电磁辐射法。其中，加热灭菌法和紫外线辐射法应用最为广泛。

化学法是利用化学消毒剂对实验室废水进行消毒，主要有二氧化氯法、次氯酸盐法和臭氧氧化法。其中，次氯酸钠法由于具有原料价格低廉、安全可靠、操作方便等优点而得到广泛应用。

3.2.5 综合废水处理技术

综合废水是包含各种污染物的混合性废水，包括有机污染物、无机污染物和病原体微生物，成分复杂，处理有难度。综合废水的处理需要多种污水处理技术的有机组合。目前，只有少数环境监测实验室专门建立了处理综合废水的设施，其中部分机构的经验值得借鉴。例如，谷鑫等［9］用次氯酸钠和聚合氯化铝作为消毒剂，采用“混凝－沉淀－过滤－活性炭吸附－消毒”的处理工艺对疾控中心污水进行处理，处理后水质能够满足达标要求。章黎笋等［10］设计“中和调节－水解酸化－接触氧化－沉淀－消毒”工艺，选用二氧化氯作为消毒剂来处理实验室废水，处理后排水满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。

4 结语

环境监测实验室废水的成分复杂，排放不稳定。对于其防治，首先，要从源头着手，减少化学试剂的浪费，对产生的废水废液尽量回收利用；其次，不同废水应结合其成分和性质分类进行收集和处理；最后，对于产生量大、成分复杂、排放稳定的废水，应考虑建立综合污水处理设施，联合多种污水处理技术，以实现污水综合治理，达标排放。