实验室环保设备的选型与应用
发布时间：
2025-05-22 13:41
01实验室三废处置方案
在实验的过程中，会产生的有一定的有毒有害气体、废水、固废，为了不影响周边的环境，需要有针对性的策略处理该问题。
1、固废处置方案
实验室固体废弃物包括有毒固体废弃物、无毒固体废弃物、锐利废弃物有毒固体废弃物。
（1）有毒固体废弃物处置方案
有毒固体主要指各种有毒试剂的包装、试剂瓶、以及所有接触过有毒试剂的物品，如容器、凝胶、手套等。
有毒固体废弃物储存在专用的密闭容器内暂存于废物暂存间内，定期交由有资质的单位集中处置。
（2）无毒固体废弃物处置方案
无毒固体废弃物是指实验过程中产生的废纸、手套等一般垃圾和无害废料，以及经过消毒、灭菌等特殊处理后可安全丢弃的实验室废料。
无害固体废弃物使用指定垃圾桶存放，定期收集由专人转运至垃圾暂存点，再由市政环卫部门统一清运处理。
（3）锐利废弃物有毒固体废弃物
锐利废弃物是指各种破损废弃的玻璃器皿等。
锐利废弃物储存在专用的密闭容器内暂存于废物暂存间，定期交由有资质的单位集中处理。
2、废液处置方案
1）实验室废液种类
实验室废液包括常规实验残留废液、实验室器具清洗用水、实验室清洁用水等。
常规实验高浓度残留废液集中倾倒至废液桶，同时容器2~3 次涮洗液体也需倒至废液桶，废液桶集中存放于废液暂存室，并设置房间整体排风。
2）处理工艺
排水按“清污分流、雨污分流”设计，并落实污水分类收集、分质预处理措施。其中生活污水、纯水制备废水及反冲洗废水直接接管市政污水管网，饲养箱清洗废水及动物尿液先经粪便化粪池预处理后再与实验废水、实验室器材清洗废水混合进污水处理装置深度处理，处理后接管市政污水管网。
3、废气处理
（1）实验室废气种类
实验室废气污染物的种类很多，成分复杂，主要空气污染物包括有机气体和无机气体两大类。有机气体包括四氯化碳、甲烷、乙醚、乙硫醇、苯、醛类以及其他各种烷烃、烯烃、芳香烃等碳氢化合物等。无机气体包括各类酸性挥发气体（如硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、硝酸、氯化氢、氟化氢等），碱性挥发气体（如氨水、胺类等）。这些气体直接排放到大气中，会对人体造成直接伤害，更会加剧酸雨的形成，污染大气环境。
（2）废气处理方案
针对此类尾气可采用活性炭吸附装置、酸洗喷淋塔、干式化学过滤器等处理方式。目前国内市场上普遍存在和使用的是湿式过滤系统，代表产品即为喷淋塔、洗涤塔等，干式过滤系统的命名是相对于湿式过滤系统而起的，代表产品为干式化学过滤器等，还存在一些通过高能离子或者纳米半导体光催化分解等技术清除目标污染物的尾气处理设备，此外，一些生物安全实验室还会采用高效过滤排风来保证排放气体符合环保或生物安全的要求。
①活性炭吸附装置
活性炭吸附装置主要由活性炭层和承托层组成。活性炭具有发达的空隙，比表面积大，具有很高的吸附能力，效率高等特点，主要针对有机废气处理。
②干式化学过滤器
干式化学过滤器一种干式以化学吸附与吸收为基础，采用多级物理吸附与化学氧化吸收技术相结合的工业用空气净化设备，以化学吸附剂作为过滤介质，对空气中的化学气态污染物质和挥发性有机物做深度净化。可有效处理有机、无机废气。
③一体扰流喷淋除臭装置
一体扰流喷淋除臭装置通过纳米半导体光催化技术破坏分解有机物和无机物中的分子键，再通过气液扰流净化技术将废气中的氨、硫化氢等空气污染物由气相转为液相，从而达到净化空气的目的。
④喷淋塔
利用相似相溶和中和反应的原理，通过酸、碱、次氯酸钠喷淋中和吸收，把酸性或者碱性溶液喷洒在通过系统内部的化学气体上，发生化学中和反应，达到过滤化学气体的目的，将废气污染物由气相转移到液相，或进一步反应吸收。
⑤复合双介质放电式高能离子除味设备
尾气处理组合工艺为：活性炭+粉尘过滤+DDBD 介质阻挡放电+高能离子+降解混合箱。
粉尘过滤采用两级过滤器：一级过滤器为不锈钢除雾器，采用层递式三级安置方式，增加比表面积，易清洗；二级过滤器采用混编网，具有更高的过滤精度与匀风效果。
DDBD介质阻挡放电技术是一种以获得高气压下低温等离子的方式，产生于两个电极之间，介质的电子在电磁场中获得所需的能量，阻挡放电，与污染物进行碰撞，激发自身的能量转化为内能或动能，被激发的分子在电离的作用下形成活性团，加之水和氧气，产生新的生态氢等活性基团，进而引发一系列的化学反应。
利用产生的高能等离子激活、电离、裂解废气中的各种成份，从而发生一系列复杂的化学反应，将有害物转化为洁净的无害的物质达标排放至大自然。
可有效处理排风中的各种可挥发有机物、酸碱气体等气态污染物。
⑥高效过滤器
高效过滤器由密封框架、过滤单元等组成，对于粒径>1 μm的颗粒（如花粉、粗粉尘等）通过纤维网格直接拦截，≥0.5 μm颗粒在气流方向改变时，大质量颗粒因惯性撞击纤维表面拦截，微小颗粒（<0.1 μm）随机扩散至纤维表面被捕获，部分带电纤维吸附带电微粒，通过多机制联合作用截留颗粒，净化空气。
根据实验室产生的不同的废气种类，相应的尾气处理装置选择也不同，采用处理方式如下：
▪有机废气处理可采用活性炭装置、干式化学过滤器、复合双介质放电式高能离子除味设备等处理。
▪无机废气及有机无机混合废气采用干式化学过滤器、喷淋塔、喷淋塔+活性炭装置、复合双介质放电式高能离子除味设备等进行处理。
▪动物房尾气处理可采用一体扰流喷淋除臭装置。
▪生物安全二级及以下实验室可采用高效过滤器。
02
实验室环保设备选型与设计
1、废水处理设备选型与设计：
实验室用水分种类进行排放，无污染用水可直接排放，存在污染用水经过处理后，在符合当地环保要求的前提可以排至建筑的废水处理系统，设计方案如下：
1）设计进出水水质
普通实验室废水有机物浓度较高，可生化性好。出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级A标准，其中COD≤50.00mg/L。
2）用平板膜-膜生物反应一体化设备
废水中主要为微生物水、酸碱性质的废水和少量有机废水，有机物含量较低。废水经集中收集后提升进入酸碱调节池进行PH调节，达到生化处理的PH要求。经PH调节完成后的废水进入后续的水解池和MBR生化系统处理，废水中的有机物在生化系统中得到彻底降解。
MBR生化处理系统技术一览表
2、废气处理设备选型与设计：
实验室排风应保证室内无异味。废气处理应满足当地环境评价要求。
废气处理：实验室检测会产生制程废气，直接排放将对大气造成污染，设计对实验室工艺产生的废气进行尾气处理，使其最终排放满足《大气污染物综合排放标准》《恶臭污染物排放标准》。
尾气处理的选择原则：
活性炭：
优点：活性炭应用范围广，价格便宜，一定范围内使用效果显著，在短时间内能吸附一定的污染物，对处理有机物和异味有很好的效果；
缺点：对无机废气处理效果不佳，常规活性炭吸附装置前期投资较低，但是实际运维成本高、难管理、技术适用性受多方面因素影响，很难使得尾气排放持续性稳定达标；不适合含尘废气和含水汽或含粒状物的废气。且治理废气需要大量活性炭，活性炭吸附饱和后的后续处理比较困难，只是对污染物的转移，没有做到把污染物消解掉，极易造成二次污染，不能形成除污环保闭环，存在环保责任风险；
酸洗塔：
优点：对无机废气的过滤率很高，可处理高浓度废气，也可通过调整吸收液，同步去除酸性气体+颗粒物+部分VOCs等，能耗低，维护周期长；
缺点：对有机废气处理效果不佳，占地面积大，喷淋塔需要配置机电，更换维护难度较大，喷淋塔体积高大笨重，不利于实验室科研等场所的工程安装，喷淋塔一般适用于大工业高浓度排放，作为预处理使用具有一定价值，而实验室排放浓度偏低，很难对低浓度废气做到较好的过滤，会产生废水；
干式化学过滤器：
优点：对有机、无机废气的过滤率均很高，其吸收效率可达90.00%以上，干式过滤系统可以连接在排风管道中的任何合适的位置，没有复杂的维护，不需要电力辅助，可定期更换滤料保证效果；
缺点：目前阶段价格较活性炭、酸洗塔略高；
一体扰流喷淋除臭设备：
优点：
1.处理效果最好，可满足最严最新《恶臭污染物排放标准》2019(征求意见稿)的排放限值
2.功率小、节能，无耗材，运行成本极低。
3.体积小、重量轻，可满足各种新老设施。
4.具有多份实验动物设施合格第三方检测报告用于验证精准效果。
5.自动化运行:实现无人值守、远程控制、数据远程反馈到监控室功能。
6.适用性稳定性好，全国已有 300 多家实验动物业绩
7.即可处理有机物，还能处理无机物。
缺点：专利产品，初次投入成本较高，但后期运行维护成本极低。
复合双介质放电式高能离子除味设备：
优点：高能离子废气异味处理系统除异味效果显著、造价低、能耗小、运行费用省、无二次污染，对实验室产生的废气进行有组织固定污染源废气处理，在排风管道末端安装，可有效处理排风中的各种无机气态污染物，有效改善实验室尾气对大气环境的污染，能规避相关生物安全气体排放风险；
缺点：初次投入成本较高，但后期运行维护成本低。
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