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化学实验室废液处理-化学实验室管理

时间:2023-10-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:1998年1月4日,国家环保总局、国家经济贸易委员会、对外贸易经济合作部和公安部联合颁布的《国家危险废物名录》中,化学实验室废液作为单独的一类,被纳入危险废物的管理体系中进行统一管理。因此,可能存在随意倾倒化学实验室废液的隐患。通过对各高校实验室的调研情况进行汇总,目前高校化学实验室废液主要分为以下几类。

化学实验室废液处理-化学实验室管理

一、化学实验室废液管理的现状分析

(一)废液管理现状分析

1.废液的产生情况

各种化学实验室由于实验功能的不同,因而使用的化学试剂种类不同,产生的化学废液也存在差异,但它们通常都具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性等危害。1998年1月4日,国家环保总局、国家经济贸易委员会、对外贸易经济合作部和公安部联合颁布的《国家危险废物名录》中,化学实验室废液作为单独的一类,被纳入危险废物的管理体系中进行统一管理。大多数高校,例如清华大学北京化工大学都已经针对学校实验室产生的各种废弃物制定了管理制度。但每个高校处置实验室产生的实验化学废液等废弃物的经费也存在差异,少数学校为了学校统一经费处置,大多数为学校与院系按比例分摊。因此,可能存在随意倾倒化学实验室废液的隐患。

目前,高校的化学实验废液主要来自于日常的教学实验和课题项目研究过程中产生的实验废液以及其他化学固体废物,其中教学实验的化学废液产量是高校化学废液总量中最为基础且相对稳定的部分。在设有化学类专业的学校里,一般教学实验,包括大学化学实验、无机和有机化学实验、分析化学实验以及物理化学实验等。同时,由于实验属性不同,实验过程中产生的化学废液也会存在差异。在目前,课题研究项目大多数是为了进行创新性研究,根据研究方向的不同,使用的化学试剂以及产生的废化学试剂品种存在差异,且每种试剂的使用量很小,因而在完成物理、化学反应试验后产生的废试剂种类将更为多样和复杂。

由于清华大学的知名度很高,而且化学实验环保意识强,因此本节把清华大学作为重点调研对象。通过实验室与设备处的调研发现,校方已在实验室安全环保这方面做了一些工作,并愿意把实验室废液的管理和回收再利用的工作进一步提高和更加环保化,为北京市环保事业的发展做出努力。在1998年时,清华大学就曾下发过相关的管理制度,对清华大学下属的所有实验室提出实验室废液按照使用的每种废试剂进行分类贮存,但是清华下属的各学院、各专业的实验室非常多,每个实验室老师的研究方向也不同,因此使用的试剂种类繁杂,将每种废试剂分类贮存操作起来难度非常大,对包装容器的数量和种类要求较高,最后只能按照有机、无机、剧毒、酸碱等几大类,以不互相发生反应,不会产生危险因素的原则进行了混合贮存。

本节在对清华大学化学系负责老师的调研过程中了解到,清华大学化学系下设有机化学、无机化学、分析化学、物理化学四个专业方向,由于其在全国高校中所处的位置特殊,从事的基本上都是创新型的基础性研究,4个专业方向的老师基本上每人都要同时负责好几个课题项目的研究,每个课题下面还会有不同的研究方向,每个老师带领的学生从5~19个不等,且学生会分成若干个小组,每个小组的研究方向也不同,从而造成在研究过程中通常使用的试剂种类繁多、量较小的现象,要想做到更细致的分类储存,要花费大量的人力和时间,以目前的人员情况是很难做到的。但实践上是由于每个老师都有要负责的研究课题,学生的学业和研究任务较重,每天除了睡觉、吃饭就是在实验室里做试验,试验工作量非常大,没有时间和精力把使用完后的废液再细分储存。因而如果要进行这项工作,按照清华大学化学系目前的情况,必须安排专人进行监督和记录,但是按照化学系目前的人员情况,此项工作难以开展。并且实验过程中能够统计记录的只是试验时使用的试剂种类,而试验产生的化学反应,尤其是复杂的化学反应,最终产生的实验废液是何物质有时可能连做试验的人员都无法确定,因此使用后的化学试剂也只能确认其中的主要组分,很多未知的组分是无法准确得知的。

在清华大学调研的院系中发现,也有组分相对比较单一,完全可以进行循环再利用的实验室废液。例如清华大学微电子所,在从事的微电子科学技术研究中,其中一个环节是必须使用高纯试剂对微电子原件进行去脂清洗,使用的试剂主要为乙醇丙酮,使用后的乙醇和丙酮因含有水分和其他固体杂质,无法再次使用,只能作为实验室废液进行处置。但由于这两种试剂在使用的过程中,没有其他化学试剂的掺入,因此完全能够进行分离、处置后,作为普通乙醇和丙酮溶剂在其他对纯度要求不高的行业进行循环使用。

总的来说,在高校化学实验室里有机类实验是产废量最大的一类,并且难以处理,包括烷烃类、醚类、醋类、醇类、酚类等。这些化学废液主要来自于反应液、萃取液、反应物等,由于这些有机物化学废液大部分具有挥发性,且不同类的废液对眼睛、呼吸系统神经系统有着不同程度的危害,因而对人体和环境危害较大。

2.废液产生量及分类储存情况

由于实验后产生的实验废液是多种化学试剂混合在一起的,其危险特性成倍地增加,按照《国家危险废物名录》的要求,应该按最为危险、等级最高的危险废物进行储存管理,因此其存储的场所的安全要求要比存储化学试剂的等级还要高,但是很多高校都达不到,有些高校甚至没有专门集中存储实验废液的场所,平时大都将实验废液暂存于各实验室,每年在固定的时间,由有资质的处理公司将实验室废液集中拉运、处理。

通过对各高校实验室的调研情况进行汇总,目前高校化学实验室废液主要分为以下几类。

(1)有机废液类

①一般有机溶剂废液

包括常见的醇类(甲醇、乙醇)、脂类(乙酸乙酯乙酸丁酯)、有机酸(醋酸磺酸)、酮(丙酮、丁酮)、醚(乙醚乙二醇二甲醚)等由C、H、O元素构成的物质。

②含石油、动植物性油脂的废液

此类废液包括:从石油中提取出的煤油、轻油、重油等油类物质;生产制造加工过程中使用的润滑油、切削油、机器油等物质;食用或工业使用的固体脂肪酸等物质产生的废液。

③含卤素类有机溶剂类

包括含有脂肪族卤素类化合物,如氯仿、氯化甲烷二氯甲烷四氯化碳等;或含芳香族卤素类化合物,如氯苯、苯甲氯等。

④非卤素类有机溶剂类

不含脂肪族卤素类化合物或芳香族卤素类化合物。

⑤含有酸、碱、氧化剂、还原剂及无机盐类的有机废液。

化学实验中,尤其是在有机合成类实验室,不可避免的会将酸(含有硫酸盐酸硝酸等),碱(氢氧化钠、碳酸钠、氨等),氧化剂(过氧化氢、过氧化物等),还原剂(硫化物、联氨等)混入有机溶剂中的废液。

(2)无机废液类

①含重金属废液

含有任一种类重金属(如铁、钻、铜、锰、铅、银、镁等)的化学废液。

②含其他盐类的化学废液

含如钙、钠等盐类的化学废液。

③废酸液

含有盐酸、硝酸、硫酸等无机酸废液。

④废碱液

含有氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等水溶液的无机碱废液。

(3)含酚类废液

此类废液包含苯酚甲酚、茶酚等物质。

(4)剧毒类废液

①含汞废液

含有汞及其化合物的废液。

②含砷废液

氧化砷属于剧毒物质,0.1g就能致死。

③含氰废液

含有氰化物的废液。

④含氟废液

废液含有氢氟酸或氧化物的废液。

本节对北京大学、首都师范大学的高校化学实验教学中心的废液类别进行了统计调查说明。以含卤素有机废液、不含卤素有机废液、含氰废液、含汞废液、含重金属废液、含氟废液、废酸、废碱等8大类,如表4—6所示。

表4—6 学校化学实验室废液分类表

在进行大学实验室调研过程中发现,虽然学校根据各实验室的实际情况,制定和下发了化学实验室废液的管理文件,要求对废试剂进行分类贮存、详细登记记录。但是在高校实验室的实际管理工作中,由于在管理人员方面,学校各实验室难以有多余的人员编制来完成实验废液日常的登记、记录、分类储存等管理工作,并且随着化学行业的快速发展,化学实验产生的化合物种类不断增多,且有时难以明确确认化学反应是否完全;同时由于实验产生的废液的性质存在差异,所需的包装物材质要求也因此不同,因而需要大量的废液包装物,进一步提升了实验室废液的管理成本。甚至部分学校没有专门用于储存教学和课题研究过程中产生的化学实验室废液的库房,量小的化学废液平时都分散储存在各实验室,或小批量的集中贮存在空闲实验室,包装主要为500 mL玻璃瓶、2.5 L玻璃瓶和10 L塑料桶,从而给化学实验室带来隐患。

(二)废液处置情况

1.高校内部处置

在进行调研的高校中,由于化学实验产生的废液量较大,最常见的是含有酸、碱、盐的化学废液,普遍使用中和法和沉淀法的处置方式。

(1)中和法

这种方法通常适用于含酸或者含碱的化学废液。在查明废酸废碱混合无危险时,将含酸的化学废液与含碱的化学废液互相中和。具体化学反应为,含有硝酸、盐酸、硫酸的溶液用含碱溶液中和生成中性的盐溶液排放,而氢氧化钠,氢氧化钾等含有碱的溶液用含酸溶液中和生成中性的盐溶液排放。最终将操作中的化学废液pH值调节为7左右,用大量水稀释至1%以下浓度后排放至污水管线。

(2)沉淀法

这种方法通常适用于含重金属银、汞盐溶液的处理。例如,教学实验中产生的硝酸银废液,处理时可以加入稀盐酸,反应生成氯化银沉淀,再通过过滤将氯化银沉淀分离,分离的液体中加入氢氧化钠或碳酸钠将废液将pH值调节为7左右,然后加入水稀释至1%以下进行排放,而过滤分离出的氯化银沉淀可以进行干燥,再另外进行处理。

2.第三方处置

高校一般都能够与具有专业处理资质的公司签订了处置协议,由专业的公司进入校园回收实验废物。首先,学校实验室管理部门会根据各院系的处置需要,统一联系处置单位以确定处置时间和频次;然后,在处置单位的运输车辆到学校后,由各实验室人员将需要处置的废液以及其他化学固体废物统一搬到指定放置区;最后,由处置单位专业人员进行分类打包、装车和运输,而为各高校服务的危险废物处置单位的最终无害化处置手段主要是焚烧法。

焚烧法。根据环保部的相关要求,化学实验室产生的各种实验室废液要作为危险废物的一部分进行管理,而当前对于实验室废液的处置方法主要是采用焚烧法。由于实验室产生的废液含有的有机物,一般具有一定的热值,有很好的可燃性质。因此,可以利用焚烧法在密闭空间内进行可控制焚烧,通过燃烧对废液中的化学组分进行高温氧化分解,使化学实验室废液最终转化为气体和残渣,来达到化学废液的无害化处理。这种方法是对废液中化学组分深度氧化处理的有效手段,也是能够最终无害化处置实验室废液的处置技术。同时,燃烧完后产生的灰渣也不是毫无价值的废物,可以作为水泥生产的原料,最终以水泥固化的方式结束其对环境的危害。

焚烧法的原理是让废液中的有机组分在高温下最终被分解成小分子,小分子与空气中的氧结合生成气体物质和少量性质稳定的固体残渣,气体经过空气净化装置净化后,再排放到大气中。焚烧过程可以使固体废弃物的体积减小80%~90%,新型的焚烧装置可使焚烧后的废物体积只有其原来体积的5%甚至更少,重金属成分被浓缩并转移到稳定的灰渣和灰尘中,同时焚烧产生的热量在余热锅炉中被回收利用,用来发电或供热。

随着焚烧法装置运行数量的增加,此技术已经日趋成熟和完善,在众多发达国家得到广泛的应用,同时也成为处置城市生活垃圾、医疗废弃物等危险废物的主要技术手段之一。例如,美国80%的焚烧设备归私人所有自行运营,已经实现高度商业化,并且大多数更是实现了就地处置液体类危险废物,而且大部分的焚烧设备都配置了能量回收系统。

(三)高校化学实验室废液管理中存在的问题

1.化学试剂存储存在的问题

国内试剂产业、物流行业、电子商务等行业的快速发展,为国内化学试剂的购买提供了方便、快捷、多样的购买渠道,满足了国内化学试剂的购买需求。其中,大学各实验室的化学试剂购买,有的是由学校统一采购,有的是由各实验室负责教师直接与试剂供应商联系购买。由于采购源头多元化,使得学校对化学试剂总量、使用量等信息无法有效掌握,对后期化学实验室废液的排放管理造成了很大的隐患。

化学试剂具有有毒有害、易燃易爆的特性,因学校不同,各高校化学试剂采购、存储的数量、种类千差万别,但是化学试剂一般都属于危险化学品,因而国家对危险化学品储存场所的要求有很多。例如,储存库房的建筑物耐火等级、占地面积、层数、防火间距等方面应符合国家的有关规定;储存场所必须提供足够的通风,或是自然通风,或是机械通风,其目的是防止化学试剂挥发后,可燃气体或有害气体的生成和集聚;有条件的还应该安装自动监控和火灾报警系统。但目前很多高校存储化学试剂的库房不满足国家的相关规定,例如没有通风系统、自动监控系统、火灾报警系统等。

2.实验过程中存在的问题

近几年来,随着重点理工科院校本科、硕士、博士生源的扩招,进入实验室进行实验的学生人数逐年增加,学校进行的科研项目也有显著的增多,这就直接导致了化学试剂使用量、化学废液产生数量和种类的相应增加。

由于许多高校没有落实到位对学生进行化学试剂这类危险化学品的安全教育和培训工作,从而导致一部分参加实验的学生,甚至是实验室的管理人员对安全的重要性缺乏必要的认识,一些师生安全意识淡薄、思想麻痹、有的还存在侥幸心理;另一部分学生由于跨专业升学,缺少化学专业背景基础知识,对使用的化学试剂以及实验过程中的危险性认识不足,对实验设备和实验室环境的安全性没有进行认真的分析,导致实验过程中发生事故的可能性增高。

3.化学实验废液在搜集、储存过程中存在的问题

(1)不当排污造成土壤、水体和大气污染

目前,对实验室产生的化学废液不经任何处理就和其他非危险废物一起倒入下水道或生活垃圾桶的现象还普遍存在,这种野蛮的行为,使废液中的有害组分非常容易对土壤、水体、大气产生污染。废液中的有害组分不仅容易破坏土壤的生态平衡,使微生物和动植物不能正常的繁殖和生长,而且还将随着天然降水流入水体,造成地下水受到严重污染,破坏天然水体的生态平衡,妨碍水体中生物的生存和水资源的使用,这就可能进一步危害人们的健康

同时,由于实验室废液中大量的有机物具有挥发性,例如烷烃、烯烃、炔烃的非甲烷碳氢化合物卤代烃、含氮化合物等,一旦挥发进入空气中,将成为雾霾频发和空气污染的促进因素。

(2)种类繁多导致分类搜集无法实现

近年来,随着国家对环保意识的宣传工作推进,高校实验室管理人员对实验室化学废液分类搜集知识了解的人数比例逐年升高。尤其是随着实验室管理人员接触实验、参与实验活动的机会增多,积累的相关知识较丰富,且受学校重视管理人员的培训和教育等多种因素的影响,进行分类搜集的意识和意愿都很高。

但是高校化学实验室承担的是教学和大量科研的双重任务,而且科学研究的内容随时间变化而变化,因此使用的化学试剂种类不但繁多,而且在不断地变化和增加,客观上给分类搜集带来了相当大难度的问题。

(四)化学实验室废液处置现状的成因分析

1.资源化、循环再利用意识方面

人类是化学实验废物、废液的生产者,同时也是受害者,虽然我们在生产和生活过程中,产生了这些废液,同时又无时无刻不受到这些废液的影响。但是如果我们能够通过人们已经具备的技术手段,废物利用变废为宝,那么我们的身份就会变成既是废液的生产者,又是受益者。

在《国家危险废物名录》中,实验室废液作为固体废物进行管理。废液作为废物的一种,在人们的日常认识中,是“失去原有价值的东西”,不但失去了自身的价值,同时对人和环境都会产生危害。在传统的观念里,人们对固体废物的认识是没有用的垃圾,即对人类没有任何用处和价值。因此,这些废液被置于物质的最末端,其处置的思维不是如何对其再利用,而是一味地被动防治。随着社会的进步,地球资源日渐贫乏,因此各种科技技术在不断发展的今天,人们的认识需要立即转变,因为社会产生的固体废物污染问题的解决已经到了刻不容缓的地步。人们尤其是现在的政府领导者,已经形成了综合利用和循环利用的理念,并且在不断付之于行动,即将控制污染的产生从被动的接受转变为主动的行动。

2.认识不到位、关注度不够

对于实验室废液污染问题的严重性,以及防治的思想,很多人还缺乏足够的认识,尤其是一部分实验室人员的环境意识还很薄弱,认为自己实验产生的这点废液对环境,相比较于工矿企业带来的环境污染,完全是小题大做。在类似错误观念的影响下,许多实验室废液被直接倒入下水道。而许多学生由于没有接受这方面的环保教育,因此没有相关的环保意识,胡乱处理在实验操作中导致废液的现象普遍存在。也正是因为认识不足,造成各学校的管理层在实验室废弃物的管理工作方面投入不足,实验室废弃物、实验废液没有安排专门、专业的人员进行管理。(www.xing528.com)

虽然作为环境管理的相关政府部门,多年来一直将工业企业的废弃物污染作为控制和防治重点工作来开展,但是对于学校实验室这样的社会污染源的重视程度远远不够,在日常的监督、检查工作也没有作为重点工作来开展。这是因为单个实验室即使发生安全、环保方面的事故,对环境造成的影响远没有单个企业的环保事故影响范围大,所以即使某个实验室发生实验室废弃物的污染事故,都不会引起媒体和社会大众的高度关注,也造成了实验室污染控制防治工作的水平不高。

3.关于环保方面教育内容的缺失

学生在初中、高中、大学的各个学习阶段,所设置的课程和学习的知识中,关于环保方面的内容基本上为“零”。不论是初高中、还是大学阶段所开设的实验课程,实验教材的编写、内容的设计、实验步骤的安排和计划,其目的性都是只要求学生懂得实验目的、步骤和结果,对于实验可能对环境造成的影响以及如何进行避免则没有提及,从而导致在学生教育的过程中缺乏环保意识的灌输,没有充分认识到实验室废液处置不当会对环境造成的严重后果。

二、化学实验室废液处置的对策建议

(一)实验室废液监管体系建设

1.相关主管部门的监管体系建设

目前,国家已针对不同类型的实验室制定实验室废液和污染管控方面的政策和法规,即具体要求对实验室废液污染进行分级管理,针对不同级别制定相应的污染控制标准,使得实验室废液污染的防控有法可依。虽然目前已有实验室废液和污染管控方面的政策和法规,但是仍然存在监管力度不足,监管不完善的问题。因此,针对以上问题作者提出以下一些建议。

(1)加强监管力度

环保部门的督查机构应将高校化学实验室的监督检查纳入日常的环境监测范围内,从而使实验室的污染控制工作情况成为直接影响实验室验收、考评的重要指标之一。同时要求实验室建成后的验收环节必须要有实验室废弃物排放方面的达标验收和取证工作,只有在污染控制方面的所有指标达标后,实验室才能运行。环保部门可以参照醉酒驾车的惩罚办法,对高校环境保护工作的负责人建立责任追究制度,严重污染环境的要追究刑事责任。

(2)增加专项经费

实验室的建设和日常运行维护的经费预算,通常只包含实验室设备、实验仪器、实验试剂购买以及实验室装修等项目,缺少对于实验室废液污染控制方面的经费预算。因此,相关主管部门应该增加此项专项经费,并下拨至有需要的下属单位。

2.高校实验室的监管体系建设

目前,虽然大多数高校都已经针对学校实验室产生的各种废弃物制定了学校实验室产废弃物管理制度,但这些高校的废弃物管理工作仍处于粗放式管理,存在对实验室废弃物管理工作重视度不够的问题。针对高校实验室废弃物管理工作存在的不足,提出如下建议。

(1)设立专门的管理机构和管理人员

目前,大多数高校并没有设立专职机构和专职人员负责废弃物的管理,大多数是由类似设备处、保卫处和后勤部门进行兼管。因此,建议我国高校学习外国高校的成功经验,建立完备的实验室管理机构,尤其是针对实验室废弃物的管理机构,安排熟悉实验室废弃物管理法律法规和实施细则的专业人员专门负责实验室废弃物的处置和管理,并且要将工作具体到某个人,权责明确。

(2)完善实验室废弃物的管理机制

大多数高校虽然已经制定了学校实验室废弃物管理的规章制度,但是这些规章制度通常不够健全,特别是在实验室废弃物的组分识别、标识和记录以及后续的分类搜集、存储、安全包装和转运运输等各项管理环节,只有原则性的要求,缺少具体、明确、可操作的管理措施和细则,导致实验室废弃物,尤其是实验室废液的管理难以真正实施。特别是在分类搜集环节,很少有高校能够对实验室废液的组分进行详细登记,并根据组分的性质进行分类搜集,通常只按照有机、无机等大类进行混合搜集,导致实验室废液的处置以及资源回收再利用难度加大,增加了第三方处置单位的运营成本,也提高了实验室废液的处置价格。

因此,建立完善的实验室废液管理机制,即建立一套完整的具有可操作性的废液组分识别、标识、记录、分类搜集和存储的实施细则,促使废液分类搜集环节可以对废液进一步细化分类然后再搜集存储,不仅有利于后续处置单位对废液的资源化、循环再利用,降低企业的运营成本,也同时降低了学校的废液处置费用,实现双赢。

(3)建设实验室废水的独立排放系统

大多数高校的化学实验室由于建设时期较早,当时的设计理念、环保意识对于实验室废液的危害性认识不够,因而实验室排水系统与生活污水排放系统使用的是同一系统,实验室废水没有单独的管道和排放口,造成日常很难对实验室废水中的有害成分进行检测,进而无法进行有效监管。

因此,对于没有实验室废水独立排放系统的实验室,学校应把建立独立实验室排水系统纳入学校的基础设施改建计划,建设单独的排放口,不定期对排放的污水进行取样检测;另外一些有条件的学校可以建设在线检测系统,在实验室排水系统与污水系统的连接处强制性的增设在线监测设备并且连接环保监测部门的监测网络,一旦发现排水系统的污染物超标,监控设备可以及时报警,及时切断与生活污水管道的连接,防止实验室污水管道的超标污水排入生活污水管道,检测部门也可以及时地对将实验废液倒入排水系统的行为进行制止和惩戒,加强监管力度和及时性。

(4)加强环保意识的培训

对于教师和实验室工作人员,应该对其进行岗前培训,树立责任意识,使他们对废弃物的科学管理处置有清醒的认识,而不是随意漠视;还应该加强其专业知识和实验室废液管理政策法规以及实施细则的培训,不断提高教师和实验室工作人员的专业素养,使教师和实验人员认识到废液中含有易燃、易爆、剧毒、致癌物质,会严重损害人体健康,也会对学校周边的生态环境将造成不利的影响。通过教师和实验室工作人员的规范化处理操作,才能为学生树立环保榜样。

对于学生,在进行日常课程教育时,学校应增加对学生环保意识的教育,让学生树立正确的环保意识,认识到实验室废液的无序排放将会对环境和人类健康产生重大危害,其有责任和义务采用正确的方法处理由自己实验产生的实验室废液。在实验教材的编写上,应增加环境保护方面的相应内容,例如实验过程中使用化学试剂对人体和环境的危害性,使用后如何进行存储、包装、处置等。在日常活动方面,学校可以开展不同形式的环保知识宣传和教育活动,在活动中逐渐培养学生的环保意识。

(二)完善化学实验室废液处理的市场机制

1.建立合理的废液处理价格体系

化学实验室产生的废液通常种类繁多、成分复杂,因而实验废液的搜集、存储、运输和处置都需要按照危险废物的最高等级进行处置,废液处理成本较高。对于废液处置经费宽裕的高校,通常会首选简便且安全性高的焚烧处置方法,而对于废液能否进行重新提纯、分离和再利用则并不关心。

为解决目前实验室废液处理成本过高、回收处理积极性不高的问题,建议全国市政府应给予实验废液处理企业正确的定位,明确其定位是公益性而非营利性的,甚至可以像垃圾处理厂和污水处理厂一样给予一定程度的补贴。政府还可以适当给予相关有资质的处置单位一些减税的优惠政策,降低处置单位的运营成本,进而降低实验室废液的处置价格,减轻学校、研究机构和企业处置废试剂经费的负担,调动产废单位处置的积极性。

2.建设化学试剂生产、购买和使用的登记备案系统

伴随国内经济的快速发展,化学试剂被广泛应用于制造业、农业、医疗卫生、生命科学、食品安全、环境保护监测、能源开发、国防军工等各行业,尤其随着航天工业、电子工业、核工业等新的科学技术迅速发展,需要成千上万新品种的化学试剂,特别是高纯、电子级试剂。

虽然化学试剂在市场上被大量交易,但是有关这些化学试剂的购买单位、应用行业、应用目的、使用后的处理方式等信息却未被详细记录和管理。目前,北京市环保局已有固体废物管理中心负责北京市固体危险废物的管理,但是多年来的管理都是末端管理,产废单位只有和有危险废物处置资质的单位签订处置协议后,才能在“危险废物转移联单管理系统”中进行申请和备案,还有大量化学试剂的相关信息未在危险废物转移联单管理系统中备案。由于无法有效地掌握市场上化学试剂的交易去向信息,导致政府部门无法对这些化学试剂使用后产生的废液和污染物进行控制和管理。

如今我国各行各业都在进行信息化建设,为了实现化学废液的精细化和智能化管理,建议环保局在现有电子信息管理系统的基础上,建立关于化学试剂的销售、使用、处置等各环节的登记与备案管理系统,使得一定范围内的试剂销售量、使用量等信息有据可查,而环保局也可以通过该信息管理系统跟踪和监督化学废液的产生情况,全面掌握化学试剂使用单位的化学试剂排放情况,优化实验室废液处理的业务流程,对高校实验室废液的管理做出及时且有效的决策。

3.建立危险物处置企业之间的合作机制

实验室废液的回收处置工作包括分类搜集、运输、再利用、减量、处理处置、最终焚烧等几个主要的过程,仅仅依靠一家或两家企业的力量是无法完成的,需要具有不同业务范围和处置技术的企业相互合作。根据回收处置过程,废液处置前,应对废液回收再利用的价值进行鉴定,根据废液的自身特点,选择不同处置单位的处置技术,以达到废液的减量化、无害化和资源化的处置要求。

相关政府监管部门通过行政手段协调废液的处置和管理工作是非常有必要的,但是如果仅靠这些政府监管部门就想实现对废液处置整体工作的统一组织协调是不现实的。因此,建议由环保局实施组织,整合具有危险废弃物处置资质的主干单位成立危险废弃物处置行业协会,由协会协助政府协调废液的处置和管理工作,充分发挥各处置单位的优势。

(三)加强化学实验室废液管理机制和回收技术的研究

1.产学研相结合开展化学实验室废液回收技术的研究

实验室废液循环再利用技术的引用和应用,需要处置单位与相关高校和科研院所的合作。实验室废液的种类成千上万,使用后的废液大多数是两种或两种以上的混合型废液,传统简单的分离技术(如精馏工艺技术)已经远远不能满足废液处置的需要。因此,需要采用产学研的模式,集科研、设计、工程、生产和市场为一体构建实验室废液回收领域的完整技术创新链条,其中由企业为科研机构和高校提供技术研发的资源和经费,科研机构和高校为企业提供实验室废液回收技术和管理方面的最新研究成果,解决企业在技术领域原始创新不足、最新技术供给不足的问题。简言之,产学研模型可以发挥企业、学校和科研机构等各自的优势,形成强大的集研究、开发和生产为一体化的先进系统并在运行过程中体现出综合优势。

2.加强化学实验室废液管理方面的学术研讨和交流

在全国范围内普遍存在化学实验室废液污染、控制和处置的问题,全国各省市的相关政府职能部门及行业协会应该围绕“实验室废液管理和处置技术”主题开展多种形式的学术研究交流活动,为管理者、科研者和实践者提供一个了解行业最新发展动态和国家在该领域相关扶持政策信息的平台,并鼓励他们在这个平台上展示自己的成果,以及交流实验室废液管理与处置技术的前沿知识和成功经验。

通过举办这样的研讨会能够为管理者、科研者和实践者提供一个充分交流和展示的平台,加强管理者、科研者、实践者的相互交流与合作,共同研讨和推动该行业相关产业的发展,为政府提供决策咨询,为地方产业建言献策、引智招商。

3.积极培训危险废物减量化方面的专业人员

由于实验室产生的废液通常种类繁多且成分复杂,而废液的回收处置又涉及安全、环保、处置技术等多个学科领域,因此需要专业化的人员完成日常操作、技术研发以及业务运营。这要求专业人员不仅需要具备基础的化学理论和知识,还需要具备关于实验室废液的相关理论和知识,熟悉废液组成成分的鉴定方法、禁忌物和包装物的选择、废液的储存和运输方法以及废液处置实施等工艺流程,并且能够预测和控制回收处置环节中存在的潜在风险。

因此,相关企业应该树立科学的人才观,完善人才培养制度,制定严格的培训制度、培训目标和培训反馈,不断提高员工的专业技能水平,培养员工的创新精神和创新能力。同时,还要加强员工的非专业化技能,如安全、管理等方面的培训,提高其职业素养,培养综合型的人才。

(四)大力发展资源化、循环再利用的处置方式

在当今全球资源日趋紧张的形势下,节约资源和能源,开发和寻找有限资源的循环使用技术刻不容缓。我国政府也发出了开发资源回收利用的各项优惠政策,这是众多企业提出并积极投入“循环经济”事业的最大动力。从化学最基本的物质不灭定律来看,世界上没有废物,什么物质都可转化,而“三废”实际上是一种放错位置的资源。当前我们提倡循环经济,就是要充分发挥化学工业的优势,采用先进的技术手段,不仅合理处理掉“三废”,还要将“三废”转化为效益,形成产品,回用于社会,变废为宝、化害为利,实现经济利益、社会利益和环境效益的和谐统一。

目前,我国有大量含有有机物的危险化学废物存在,主要来源有大中专院校、科研单位及初中、高中实验室。从所调查企业的发展前景看,有机类化学废物产生量还有增长的趋势,这对科学有效地处置各类含有有机物的废液提出了更紧迫的要求。对于上述化学废弃物的处理,目前主要采取焚烧的方式,此方法虽可以消除污染,但许多可以循环使用的东西白白的烧掉了,并没有做到“物尽其用”,同时还存在火灾爆炸等危险隐患。因此,采用先进、成熟的工艺,回收处理上述化学废弃物已经迫在眉睫,这样既可达到消除废有机溶剂、废弃化学试剂的环保、安全隐患,又可直接创造经济效益。符合当前国家倡导的循环经济的产业发展方向。因此对废弃化学溶剂可采取成熟的工艺进行净化和分离,将处理后的溶剂经过调配后即可返回市场循环或降档使用;或者可采取分析确认组分和提纯工艺使其达到试剂标准,重新回归市场降档使用。

回收处置装置主要采用间歇精馏、连续精馏、萃取精馏、膜过滤等工艺技术。

1.化学实验室废液的回收处置流程

化学实验室废液的回收处置流程,具体如图4—5所示。

图4—5 实验室废液回收工艺流程图

(1)遵照环保局的要求,各学校、科研机构等拥有实验室的单位按统一包装材料、规格,将化学实验室废液搜集并集中存放在本单位的危险品库房。

(2)库房及分析人员对进厂的废液进行编号、取样,并送交分析化验室,鉴别样品种类、纯度。

(3)分析室依据《危险废物鉴别标准》(GB5085.1—2007),结合不同产废单位产生废液的情况,通过红外光谱仪、气相色谱仪、紫外分光光度仪、水分仪、气相色谱—质谱联用仪等分析设备对废液进行分析,检测废液的外观、pH值、水分、组分、含量等信息。

(4)分拣人员根据分析结果,对废液进行分拣,按照组分、含量等信息,将废液进行分拣、分类。

(5)生产车间根据分拣、分类后的废液,制定不同的处置工艺,进行生产处置,生产出合格产品。

(6)在分拣工序,废包装物通过人工分拣后,运送到包装物回收车间,进行重新处理,在安全、外观等方面经检查合格的包装物送回包装车间循环使用,不合格的包装物送至废旧物资库房,集中收送相关物资回收单位处理。

(7)包装车间对生产出的产品进行包装,进入市场销售。

2.化学实验室废液处置工艺说明

因回收的化学废液种类繁多,为了增加处置工艺的通用性,故选择分离技术中较为经典、使用广泛的常压精馏和减压精馏两种工艺。

精馏处置装置的主体设备为填料精馏塔,在减压条件下使用,适用于热敏及高沸点物系。装置配套有温度控制系统、回流控制系统、产品出料系统以及塔体的固定体系。系统采用间歇精馏操作,设备容量有10L级、500L级、1000L级、2000L级、5000L级,可分别采用导热油、蒸汽加热方式,使用不锈钢金属丝网环填料来实现高效液液分离,冷凝器外接循环冷却水冷却,塔顶可连续出料。

(1)常压精馏处理工艺描述

装置常压精馏方式可用于沸点低于150℃的有机溶剂,如醇类、酮类、脂类的提纯处理,分离纯度最高可达到99.99%,常压工作方式时可处置的常规代表物如表4—7所示。

表4—7 常压工作方式时可处置的常规代表物

续表

其工作示意流程图如图4—6所示。

图4—6 常压精馏流程图

(2)减压蒸馏处理工艺描述

减压精馏方式可处理沸点低于200℃的有机溶剂。减压精馏,真空度可到20 mmHg,可广泛用于减压到20 mmHg后,对沸点高于150℃有机溶剂,如醇类、酮类、酯类的有效分离,分离纯度可达到99%。减压蒸馏可处置的常规代表物如表4—8所示。

表4—8 减压工作方式时可处置的常规代表物

其工作示意流程图如图4—7所示。

图4—7 常压精馏流程图

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