摘要：环境监测实验室废液处置是实现可持续发展目标的关键环节。文章基于无公害理念，重点探讨了实验室废液的分类与预处理、高级氧化、膜分离等处理新技术，强调废液减量化、无害化和资源化处置的重要性。通过实际案例分析，系统阐述了“芬顿氧化+混凝沉淀+砂滤+纳滤+反渗透”组合工艺在复杂废液深度处理中的应用效果，COD、重金属去除率均在90%以上，60%以上的中水实现回用，并可实现重金属盐资源的梯级利用，为环境监测实验室废液的绿色治理提供了新思路。

　　关键词：环境监测废液；无公害处理；膜分离

　　0引言

　　随着生态文明建设的不断推进，环境监测的重要性日益凸显。然而，在开展水质、土壤、固废等环境要素监测的过程中，不可避免地会产生大量含重金属、酸碱、有机物等污染物的实验室废液[1]。如何妥善处理这些废液，实现污染物的达标排放和资源的循环利用，是摆在环境监测部门面前的一项重要课题。

　　1无公害理念的概念与特点

　　无公害理念是指在环境监测实验室废液处理过程中，充分考虑各处理环节的绿色环保属性，力求实现废液处理全过程的无害化、减量化和资源化，这一理念强调在源头控制污染物的产生，优先采用物理、化学和生物等方法实现废液的循环利用和价值转化，最大限度减少末端处置量，从而降低处理成本并消除二次污染风险。例如，针对含重金属铬的废液[1]，可先利用化学还原法将六价铬还原为三价铬，再通过絮凝沉淀和砂滤除去铬渣，继而采用离子交换树脂进一步去除重金属离子，循环使用尾水，实现铬资源的梯级利用。对于含有机污染物的废液，可先通过混凝气浮预处理除去大颗粒悬浮物，再采用高级氧化技术降解有机污染物，然后利用生物接触氧化工艺进一步去除残留的微量有机物，实现有机废液的无害化和资源化。由此可见，秉持无公害理念处理环境监测实验室废液，能够实现污染减量、过程安全、资源高效利用的目标，体现了源头削减、过程控制、末端治理的全过程污染防治要求，契合了可持续发展与循环经济的时代主题。

　　2基于无公害理念的环境监测实验室废液处理技术的具体应用

　　2.1废液分类与预处理

　　环境监测实验室废液种类繁多，其理化性质差异显著，针对性地开展分类收集和预处理是实现后续高效净化与资源回收的关键。通常，废液可按照pH值、COD浓度、重金属含量等指标进行分类，例如将pH值<2或pH值>12的废液归为酸碱废液，COD>10 000 mg/L的归为高浓度有机废液，含汞、铅、镉等毒性重金属离子浓度超标的归为重金属废液[2]。在收集过程中，应设置独立的收集容器并做好危险废物标识，避免不同类别废液混合导致理化性质发生变化，增大后续处理难度。对于酸碱废液，可采用化学中和法进行预处理，通过投加碱液或酸液调节pH值至中性范围，并利用混凝沉淀工艺去除金属离子；高浓度有机废液可先采用芬顿氧化、臭氧氧化等化学氧化预处理技术，在破坏大分子有机物结构的同时提高其可生化性，再采用厌氧-好氧生物处理工艺进一步去除有机污染物；含重金属废液则可通过还原、络合、吸附等方法预先去除毒性重金属，再进行后续处理。

　　为充分发挥各类废液中的资源价值，可在预处理阶段引入膜分离、萃取等工艺，实现重金属、有价元素的分离富集和回收利用。例如，对于含铜、镍等金属离子的蚀刻废液，可采用螯合-超滤集成工艺，在螯合剂Lix984N的络合作用下，实现液膜对Cu2+的选择性分离，并将截留液经反萃后制备成高纯硫酸铜溶液循环利用于蚀刻工序，而透过液则可经絮凝沉淀等方法深度处理后达标排放[2]。

　　2.2高级氧化过程

　　高级氧化过程是基于无公害理念处理环境监测实验室废液的一类重要技术，其通过产生高活性羟基自由基(·OH)等氧化性极强的活性物种，可以实现对废液中各类有机污染物的快速、非选择性降解。

　　常见的高级氧化技术包括但不限于芬顿氧化、光催化氧化、电催化氧化、超声催化氧化等。以芬顿氧化为例，该过程基于Fe2+和H2O2之间发生的一系列链式反应，在酸性条件下产生大量·OH自由基，从而有效降解废液中的难降解有机污染物，如多环芳烃、氯代烃、酚类化合物等。为达到最佳处理效果，芬顿氧化过程的pH值、Fe2+/H2O2摩尔比等关键参数需进行系统优化。当采用紫外光照结合芬顿试剂时，可显著提高·OH生成速率，加快污染物矿化进程。类似地在光催化氧化过程中，纳米TiO2、ZnO等半导体催化材料在特定波长光的激发下，价带上的电子跃迁至导带，产生具有还原性的光生电子和具有氧化性的空穴。这些光生电子和空穴会与废液中的物质(如水、氧气、污染物等)发生一系列氧化还原反应，生成·OH、·O2-等活性自由基，继而攻击有机污染物分子，实现其降解。基于高级氧化过程的有机废液处理技术因具有反应速率快、适用范围广、矿化彻底等优点，在环境监测实验室废液处理领域得到了广泛关注和应用。然而，高级氧化过程往往需要消耗大量的氧化剂(如H2O2、O3等)，运行成本相对较高，因此在实际应用中，宜将其与其他处理工艺进行耦合集成，优势互补，构建经济高效、环境友好的复合废液处理工艺路线。

　　2.3膜分离技术

　　膜分离技术是一种基于膜的选择性透过性质，在压力、浓度或电位差等驱动力作用下实现不同组分分离的过程，因具有高效、节能、绿色、模块化等优点，在环境监测实验室废液处理与资源化领域得到了广泛应用[3]。

　　常见的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、膜蒸馏、渗透汽化等。膜材料的选择、膜组件的设计、操作参数的优化是影响膜分离过程性能的关键因素。就废液处理而言，通过集成不同孔径、不同分离机制的膜技术，可以实现对不同类型污染物的分级分离和提纯回收。以重金属废液处理为例，微滤、超滤膜可用于去除废液中的悬浮物、胶体和大分子有机物，而纳滤、反渗透膜则可实现重金属离子与水的深度分离。将混合重金属废液经螯合-超滤预处理后，再通过纳滤膜分级分离，即可获得高纯度的单一金属盐溶液。值得一提的是，在酸性条件下(如pH 3～5)，纳滤膜对不同价态金属离子表现出显著的选择性，例如对Cu2+、Ni2+的截留率可达95%以上，而对Na+、Cl-等一价离子的截留率则低于40%，据此可实现重金属离子的选择性分离与富集。此外，将纳滤、反渗透与膜蒸馏、烟气透析等膜过程耦合集成，可进一步提高重金属分离效率，同时实现酸碱等有价组分的回收利用。对于含有机污染物的废液，疏水性纳滤膜或反渗透膜可有效截留废液中的有机物，而亲水性的无机陶瓷膜或石墨烯基复合膜则可实现水的选择性透过和污染物的浓缩，经后续高级氧化等深度处理后即可达标排放或回用。膜分离过程的优化往往需要综合考虑进料水质、污染物性质、处理规模、环境条件等因素，通过调控操作压力、切向流速、pH值、温度等参数，并借助于计算流体力学、分子动力学模拟等技术手段，可精准预测和调控膜通量、截留率等性能指标，实现膜分离过程的动态优化控制，最大限度地发挥基于无公害理念的环境监测实验室废液处理过程的经济和环境效益。

　　3基于无公害理念的环境监测实验室废液处理技术应用实践

　　3.1案例背景

　　某环境监测实验室主要承担全市地表水、地下水、工业废水和城镇污水的常规监测任务，每天产生约1.5 t含重金属、酸碱、有机物等成分复杂的实验室废液。该废液若未经妥善处理直接排放，将对周边环境造成严重污染，其中铅、镉、铬、砷等重金属离子浓度可高达数十至数百毫克每升，COD浓度可达5 000～12 000 mg/L，pH值在2～12之间波动。同时，废液中还含有氰化物、硫化物、汞等剧毒污染物，亟需建立一套科学、高效、环保、经济的处理工艺，以实现废液中污染物的达标排放和有价资源的回收利用。近年来，随着环境监测事权上收和监测项目的日益增多，该实验室废液产生量呈逐年上升趋势，原有的废液处理设施(采用“混凝沉淀+砂滤”工艺)已无法满足日益严格的排放标准，亟需进行提标改造和升级优化。

　　3.2技术应用与效果

　　针对某环境监测实验室废液处理面临的诸多挑战，该实验室经过反复论证和技术经济比选，最终确定采用“芬顿氧化+混凝沉淀+砂滤+纳滤+反渗透”组合工艺对废液进行深度处理与回用。首先，废液经芬顿预氧化处理，在pH为3.5、Fe2+与H2O2摩尔比为1∶10、反应温度为60℃的最佳工艺条件下，废液中难降解有机物去除率可达85%以上，COD浓度可降至1 000 mg/L以下。芬顿出水经石灰乳和PAC混凝沉淀去除重金属离子和残余有机物后，再通过石英砂滤器进一步去除悬浮物和胶体，此时各项指标均可满足后续膜处理进水水质要求。在纳滤单元，采用管式1812复合纳滤膜，运行压力为1.2 MPa，pH值为4.5，温度为25℃,截留分子量为300 Da。纳滤出水COD降至100 mg/L以下，重金属去除率达99%以上，电导率降至500μS/cm以下。为进一步提标，纳滤出水可送至反渗透单元深度处理，采用卷式BW-8040FR反渗透膜，在操作压力1.5 MPa、温度25℃条件下，系统脱盐率可达98%以上，产水率高达75%，COD和重金属离子均可稳定达到地表水Ⅲ类标准，达标水可用于工艺补充用水和实验器皿清洗。浓水则返回至调节池，与原废液混合后再次进入处理系统。膜处理过程中产生的浓缩液经减压蒸发结晶，可析出氯化钠、硫酸钠等无机盐，经收集包装后外售综合利用。总的来看，废液经“芬顿+混凝+砂滤+膜处理”组合工艺处理后，各项污染物去除率均在90%以上，60%以上的水量可实现回用，重金属盐类等资源可实现梯级利用，极大地提升了废液处理的环保和经济效益。

　　4结语

　　通过对基于无公害理念的环境监测实验室废液处理新技术的系统剖析和实际应用，可以得出以下结论：(1)实验室废液种类多样、成分复杂，采用分类收集和预处理可显著提升后续深度处理效率；(2)高级氧化技术可有效去除废液中难降解有机污染物，与生物处理技术耦合应用可发挥协同增效作用；(3)膜分离技术是实现废液中水和有价资源梯级利用的关键手段，通过集成不同孔径、材质和分离机制的膜过程，可实现重金属等资源的选择性分离与回收；(4)基于无公害理念构建的复合废液处理新工艺，在提升废液减量化、无害化、资源化水平，推动环境监测行业绿色可持续发展方面具有重要意义。未来，仍需加强工艺过程优化、设备的小型化与集成化、运行的自动化与智能化等方面的研究，进一步提升环境监测实验室废液的绿色治理水平，为生态文明建设贡献更大力量。

　　[1]石勇,何万远,欧阳二明.微生物燃料电池在废水处理中的研究概况[J].现代化工,2024(4):61-65.

　　[2]袁冬梅,魏萍.环境监测实验室废水处理及污染防治初探[J].清洗世界,2024,40(2):141-143.

　　[3]陈震燊.PVC/PVDF共混滤膜在含藻废水处理中的应用[J].化工生产与技术,2024,30(1):16-19,29,8.