傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)類實(shí)驗(yàn)大樓三廢處理設(shè)施升級(jí)改造實(shí)踐?

周?chē)?guó)強(qiáng) 曹科 宗錦濤

摘 要：設(shè)計(jì)規(guī)范、合理運(yùn)行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室是絕大部分基礎(chǔ)科學(xué)研究和應(yīng)用研究的基本工作平臺(tái)，但大部分農(nóng)業(yè)科研教學(xué)機(jī)構(gòu)建設(shè)年代久遠(yuǎn)，設(shè)備設(shè)施陳舊，尤其是“三廢”（廢水、廢氣和固體廢棄物）處理設(shè)備配備不齊或根本沒(méi)有配備，難以滿足當(dāng)前日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。結(jié)合湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)大樓“三廢”處理設(shè)備的升級(jí)改造實(shí)踐，提出根據(jù)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模大小，各實(shí)驗(yàn)樓分別建立廢水、廢氣和固體廢棄物的收集和處理單元的處理方案：廢氣一般經(jīng)集中收集后在樓頂設(shè)置噴淋塔處理后排放;廢水經(jīng)雨污和污污分流后，由自建的污水處理站通過(guò)設(shè)定的工藝處理后排入市政管網(wǎng)或達(dá)標(biāo)后直排;固體廢棄物由固廢收儲(chǔ)中心收集分類后交專門(mén)的固廢處理中心處理。此方案可為老舊實(shí)驗(yàn)室“三廢”處理設(shè)施的升級(jí)改造提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)科學(xué);傳統(tǒng)老舊實(shí)驗(yàn)室;三廢處理;升級(jí)改造

中圖分類號(hào)：X33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(xué)研究離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的先期試驗(yàn)和反復(fù)論證，可以說(shuō)實(shí)驗(yàn)室是全部基礎(chǔ)研究和絕大部分應(yīng)用研究的基本工作平臺(tái)。就農(nóng)學(xué)類而言，按照國(guó)家科研和教學(xué)體系的設(shè)置，每個(gè)省、自治區(qū)和直轄市都設(shè)立了農(nóng)業(yè)科學(xué)院和農(nóng)業(yè)大學(xué)，很多省市還設(shè)有獨(dú)立的農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)和第三方農(nóng)業(yè)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。這些實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為國(guó)家的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新、食品安全和科普示范提供了基本支撐，在我國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系中發(fā)揮了不可替代的作用。但是，因大部分農(nóng)業(yè)科研教學(xué)單位建設(shè)年代較久，建設(shè)初期又多處于當(dāng)時(shí)偏僻的城郊結(jié)合部，經(jīng)費(fèi)相對(duì)缺乏，實(shí)驗(yàn)大樓整體相對(duì)比較老舊，“三廢”（廢水、廢氣和固體廢棄物）處理設(shè)施配備不齊或根本就沒(méi)有配備[1-2]。隨著城市化進(jìn)程的加快，環(huán)保理念的加強(qiáng)，特別是新的環(huán)保法實(shí)施后，環(huán)保責(zé)任主體進(jìn)一步明確，監(jiān)管主體責(zé)任進(jìn)一步下沉，排放的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)一步提高，老舊和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)大樓環(huán)保處理設(shè)施的升級(jí)改造已經(jīng)迫在眉睫[3]?；诖耍鲜∞r(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)大樓在長(zhǎng)沙市生態(tài)環(huán)境保護(hù)委員會(huì)的幫助下于近年完成了“三廢”處理設(shè)備的升級(jí)改造，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，取得了比較好的效果。筆者主要就廢水、廢氣和固體廢棄物的處理做了基本介紹，希望為老舊實(shí)驗(yàn)大樓“三廢”處理設(shè)施的升級(jí)改造提供參考和借鑒。

1 農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室“三廢”的基本類型與來(lái)源

1.1 廢氣主要來(lái)源

實(shí)驗(yàn)室廢氣主要是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中樣品前處理、部分樣品濃縮及部分樣品提純過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)氣體，消化過(guò)程中產(chǎn)生的酸性氣體和氨氣，病毒研究過(guò)程中產(chǎn)生的含有害微生物氣溶膠的廢氣等[4-5]。

1.2 廢水主要來(lái)源

實(shí)驗(yàn)廢水中分為高濃度實(shí)驗(yàn)廢水和低濃度實(shí)驗(yàn)廢水[6-7]。高濃度廢水主要包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度試驗(yàn)廢液和高濃度清洗廢水（主要是指管道清洗廢水）。低濃度實(shí)驗(yàn)室廢水主要是指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排放的濃度與毒性較低的實(shí)驗(yàn)用水，各種洗滌廢水，實(shí)驗(yàn)室人員洗手廢水，毒性小、濃度低的廢試液以及用作冷卻、加熱用途的水。

1.3 固體廢棄物主要來(lái)源

實(shí)驗(yàn)室固體廢棄物主要是原料拆包產(chǎn)生的廢棄包裝紙箱[8]，過(guò)期試劑（主要是指過(guò)期的酸、堿、有機(jī)溶劑等），廢棄實(shí)驗(yàn)器材（主要是指一次性實(shí)驗(yàn)器材例如一次性手套、槍頭、沾有藥品的破碎實(shí)驗(yàn)容器，空試劑瓶等），病原微生物實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的各種含病原微生物培養(yǎng)基廢液、沾有病原微生物的盛具、量具和衣服以及高效過(guò)濾器替換部分等。

2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭小叭龔U”處理設(shè)施的升級(jí)改造

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢水排放標(biāo)準(zhǔn)（表1）[9-10]，各實(shí)驗(yàn)樓需要分別建立廢水、廢氣和固體廢棄物的收集和處理單元。廢氣一般經(jīng)集中收集后在樓頂設(shè)置噴淋塔處理后排放。廢水經(jīng)雨污和污污分流后，由自建的污水處理站通過(guò)設(shè)定的工藝處理后排入市政管網(wǎng)或達(dá)標(biāo)后直排。固廢由固廢收儲(chǔ)中心（大多與污水站工作室連體建設(shè)）收集分類后交專門(mén)的固廢處理中心處理。實(shí)驗(yàn)室廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)采用GB 8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

2.1 廢氣處理單元的升級(jí)改造

實(shí)踐模型在改造前采用分散收集后高空直排和噴淋塔中后排放相結(jié)合的方式進(jìn)行處理，廢氣排放指標(biāo)不是特別穩(wěn)定。經(jīng)跟蹤分析，主要原因是噴淋塔維護(hù)不及時(shí)，循環(huán)水酸堿度控制沒(méi)有專人管理，影響處理效果。具體改造方法如下：一是維修大樓內(nèi)各實(shí)驗(yàn)室廢氣收集柜至樓頂?shù)膹U氣通道，主要目的是防止廢氣“跑冒滴漏”。二是安排專人定期對(duì)噴淋塔進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，一般要求每個(gè)星期對(duì)噴淋水體進(jìn)行1次pH值檢測(cè)，保證噴淋水pH值保持中性水平。三是在噴淋塔至排放口之間的管道上加裝一個(gè)活性炭吸附盒，半年左右更換一次活性炭基質(zhì)。

2.2 廢水處理單位的升級(jí)改造

首先對(duì)大樓進(jìn)行雨污分流和污污分流，將雨水和生活污水用獨(dú)立管道分別接入市政相應(yīng)管網(wǎng)（雨水排入市政雨水管，生活污水經(jīng)化糞池收集沉淀后接入市政污水管）。試驗(yàn)廢水經(jīng)過(guò)各實(shí)驗(yàn)室—樓層—下水管道集中收集后進(jìn)入污水處理站進(jìn)行處理，處理流程主要包括集中收集調(diào)節(jié)、酸堿中和、絮凝沉淀、氧化還原、石英砂過(guò)濾處理（流程見(jiàn)圖1）。pH值調(diào)節(jié)池安裝有pH值自動(dòng)測(cè)試探頭裝置，并與工作間進(jìn)行有線聯(lián)系，通過(guò)顯示屏實(shí)時(shí)顯示池內(nèi)廢水的pH值。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)廢水池pH值的變化自動(dòng)增加酸、堿調(diào)節(jié)劑（一般用稀鹽酸或碳酸氫鈉作為調(diào)節(jié)劑）來(lái)糾正調(diào)節(jié)池里的水體酸堿度。值得提醒的是，過(guò)濾池內(nèi)的石英砂基質(zhì)也要根據(jù)處理水體的雜質(zhì)含量定期進(jìn)行更換，保證過(guò)濾效果。

2.3 固體廢棄物處理單元的升級(jí)改造

實(shí)驗(yàn)室固體廢物的處理實(shí)踐模型按照《國(guó)家危廢處理?xiàng)l例》的要求進(jìn)行定點(diǎn)收儲(chǔ)，專門(mén)處理[11-12]。與污水處理站控制室一起建設(shè)了一間固廢定點(diǎn)收儲(chǔ)室，且對(duì)收儲(chǔ)室進(jìn)行了固液分區(qū)。由實(shí)驗(yàn)樓管理員做好各實(shí)驗(yàn)室固廢的集中收集，分類儲(chǔ)存，規(guī)范包裝和定期轉(zhuǎn)運(yùn)等工作。與正規(guī)備案的固廢處理站建立良好的互動(dòng)關(guān)系，確保固廢收集進(jìn)得來(lái)、運(yùn)得走、不泄露。

3 升級(jí)改造前后效果對(duì)比

3.1 廢氣排放效果對(duì)比

采用噴淋塔-活性炭吸附的方式進(jìn)行改良（噴淋塔的循環(huán)水每周應(yīng)定期調(diào)節(jié)pH值，活性炭每半年更換一次基質(zhì)），對(duì)樓頂2個(gè)噴淋塔排放口處理前2017年和處理后2018年檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比（表2），發(fā)現(xiàn)效果較好。

比對(duì)數(shù)據(jù)表明，經(jīng)改良后的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ吞幚砗?，?shí)驗(yàn)大樓廢氣污染物排放濃度均符合GB 16297—1996大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求和GB 14554—93惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，且維護(hù)改良后的檢測(cè)結(jié)果明顯優(yōu)于改進(jìn)前的數(shù)據(jù)。

3.2 廢水處理效果對(duì)比

經(jīng)樣本自建污水處理站處理后，所有排放廢水均達(dá)到城市污水三類排放標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)備運(yùn)行前2017年和設(shè)備運(yùn)行后2018年出水口污水各項(xiàng)指標(biāo)連續(xù)檢測(cè)2次數(shù)據(jù)見(jiàn)表3），在市政污水管網(wǎng)接入比較方便的情況下可以就近接入市政污水管排放。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該項(xiàng)目試驗(yàn)廢水經(jīng)污水處理站處理后，外排水質(zhì)pH值檢測(cè)值為7.19，化學(xué)需氧量的日濃度為89.5 mg/L，五日生化需氧量的日濃度為24.7 mg/L，氨氮的日濃度為13.345 mg/L，石油類的日濃度為0.59 mg/L，揮發(fā)酚的日均濃度為0.003 1 mg/L，總氰化物均未檢出，各類污染物排放濃度均達(dá)到了GB 8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，總鉻的日均濃度為0.16 mg/L，六價(jià)鉻的日濃度為0.004～0.007 mg/L，總鉛的日平均濃度為0.05 mg/L，總汞、總鎘、總砷和總銀均未檢出，各類污染物的排放濃度均達(dá)到了GB 8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中第一類污染物最高允許排放濃度的要求，與設(shè)備運(yùn)行前差異顯著。

4 結(jié)論與建議

農(nóng)學(xué)類老舊實(shí)驗(yàn)室“三廢”處理系統(tǒng)的升級(jí)改造既是環(huán)保法的基本要求，更是踐行綠色發(fā)展理念的必然趨勢(shì)[13]。實(shí)踐證明，升級(jí)改造的難度是可以克服的，效果也是明顯的。各實(shí)驗(yàn)室主體單位在完成系統(tǒng)升級(jí)改造后，若再安排專人管理、增加“三廢”常規(guī)預(yù)算、實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室“三廢”處理智能化管理，可以使項(xiàng)目模型更加精準(zhǔn)高效。

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（責(zé)任編輯：張煥裕）