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工業固體危險廢棄物的處置技術及運用
2018-10-15  |  瀏覽:245
摘要: 近年來,隨著全球工業的不斷發展,業內對固廢處置這個話題討論已久。中國的工業發展速度較快,因此也面臨著嚴峻的危險廢物的問題,突出表現為工業中的有毒化學用品和重金屬污染等現象。 固廢處理是一項涉及領域較多的技術,主要利用的技術就是化學、物理和生物。固體危險廢棄物本身的構成方法十分復雜,并且由于世界各國的經濟發展水平不一,或者在能源研究上投入的力度不足,目前實際上不同地區的廢固處理技術也呈現出參差不一的狀態,即使是一個國家內部的不同地區也會存在技術發展不平衡的現象。 一、危險固體廢棄物…

近年來,隨著全球工業的不斷發展,業內對固廢處置這個話題討論已久。中國的工業發展速度較快,因此也面臨著嚴峻的危險廢物的問題,突出表現為工業中的有毒化學用品和重金屬污染等現象。

固廢處理是一項涉及領域較多的技術,主要利用的技術就是化學、物理和生物。固體危險廢棄物本身的構成方法十分復雜,并且由于世界各國的經濟發展水平不一,或者在能源研究上投入的力度不足,目前實際上不同地區的廢固處理技術也呈現出參差不一的狀態,即使是一個國家內部的不同地區也會存在技術發展不平衡的現象。

一、危險固體廢棄物概述

危險固廢主要來源于工業下屬多個子領域,從化學、煉油、金屬、采礦、醫藥行業不等,我們日常生活中也可能產生危險固體廢棄物。這種廢棄物的種類十分繁雜,其中對環境和人體危害最大的就是核反應堆的核廢料。

我國將其分為46大類,共計479多種,常見的所有工業、醫療和其他社會危險廢物等等。如果按照產生的來源來分,這些廢棄物主要分為兩大類,工業廢棄物和社會廢棄物。其次還可以根據廢棄物自身的性質來進行劃分,可分為無機、油類、有機和其他廢棄物。

由于不同廢棄物之間的性質和構造千差萬別,因此在處理方法上也表現地十分多樣化。目前我國收錄的600多種廢棄物之中,廢堿、廢酸、無機氧化物、含銅廢棄物和無機氰化物占到了總數的60%左右,必須要對這些廢棄物進行合適的處置。

我國在收錄危險廢棄物時的明確規定是,固體廢棄物是指在生產、生活和其他活動中產生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態、半固態和置于容器中的氣態的物品、物質以及法律、行政法規規定納入固體廢物管理的物品、物質。被定義為固體危險廢棄物之后,必須要按照相關規定對其進行處理。

我國目前大多數工業中已經 建立起來相對完善的危險廢棄物處理鏈,按照處理的程序可分為三段,分別是上游、中游和下游。上游主要指的是不同的污染源產生出來的廢棄物,中游指的是設備生產商和工程承包商,下游則指運營商。在處理這種廢棄物的時候一般會遵照就近原則,將其運輸至最近的危廢處理中心,進行無害化處理,現將對具體的處理技術進行分項說明。

二、固體危廢的處置技術及應用

(一)焚燒處理

焚燒處理的主要工作原理就是對固體危廢進行高熱化學處理,改變物質自身的性質,這種方法的顯著優勢就是處理效率極高,一般可以減少掉物質本身越80%的體積,燃燒之后的殘留物性質較為穩定,易于后續的處理工作。但是這種方法近年來受到了嚴重的之一,因為在焚燒的過程中會產生飛灰,其中呋喃和溴化二惡英的毒性非常高。

目前,我國主要采用回轉式焚燒爐來進行焚燒處理,應用之后取得了良好的效果,處理的范圍非常廣泛,包括化學試劑、礦物油、涂料、燃料等近50種廢棄物。富氧焚燒技術由于能夠有效減少煙霧中N2帶走的熱量以達到提高燃燒效率的優勢近年來被廣泛應用,這種技術還可以利用提升火焰內芯溫度和煙氣中二氧化碳和水的含量來達到提高熱效率的目的。

(二)固化處理

上世紀八十年代左右,較為穩定的固化技術被某些老牌工業國家應用在固廢處置之中,一開始是用在處理放射性物質例如鉻渣、電鍍污泥之中,取得了良好的應用效果之后逐漸推廣開來使用。目前,這種固化處理技術一般都是應用在對各種重金屬物質的穩定化處理之中。

固化的種類有很多,常見的有水泥固化、玻璃固化和藥劑固化技術,經過實驗證明,這種固化處理應用在焚燒殘留物的處置中符合安全填埋標準。這種方式的缺陷就是無法對低含油污泥進行有效的處理,主要是因為污泥的含油量較低且含水量較高并且顆粒較大。經過改善之后的固化處理可以有效解決這一問題,為解決油田大規模的含油污泥的處理提供了可行性措施。

(三)快速碳酸化處理

這種技術最早在1990年被Seifritz提出,其主要的工作原理就是把廢棄物暴露在濃度較高的CO2環境之中,使其反應速度不斷較快。這種方法最初是用于礦物碳酸化之中。工業中大多數廢棄物都可以和CO2發生反應,比如鋼鐵渣、廢石灰、電石渣、廢棄的建筑材料等等,由于這些物質中的重金屬物質含量較高,因此進行碳酸反應之后約有80%的重金屬會被消耗。

我國每年在工業上會產生大改40-50萬左右的焚燒飛灰,其中含有一定含量的微量重金屬。有些學者對碳酸反應氣固比、碳化時間和PH值等參數進行分析之后發現,飛灰中的氯化鈉和氯化鉀會對實驗裝置進行復試,從而導致飛灰結構疏松,進一步使得鋅、銅等重金屬從中析出,因此必須要對飛灰進行水洗處理。碳酸化反應之后的飛灰渣塊可做為建筑材料,應用效果較好;并且水泥窯中排放出來的二氧化碳可以繼續作為反應的原料,并且飛灰中還有大量的碳酸鈣,可以起到收納二氧化碳的作用。

(四)等離子氣化技術

這種技術是一種最新的天然無害的危廢處理技術,其工作原理就是在高溫、缺氧的環境中,將危廢轉化成為CO和H2的混合可燃氣。該技術目前主要用于處理農業秸稈廢物和城市垃圾之中。

歐洲等地區已經將這種技術用在處理石油肥料、建筑垃圾和醫療垃圾之中,這種危廢由于自身具有一定的可燃性,因此可以在高溫的環境下完成分解、蒸發和氧化的過程,但是對設備的要求較高。

這項技術與其他處理技術相比,對被處理物質中含水量的要求不高,可以有效地將污水污泥轉化成為有用的資源,使得固體體積得到縮小,并且還可以將惰性渣之中的有毒物質進行分解和修復。

(五)超臨界水氧化法

這種技術目前已經在歐美和日本等發達國家推廣開來使用,主要應用在有機廢水、塑料降解和生物污泥的處理之中。美國奧斯汀早在1995年就建立起了一座商業性的處理裝置,主要用來處理長鏈有機物和胺類危廢物。這種處理方法的流程比較簡單,但是會受到多方面因素的影響。在SCWO的處理過程中,如果介質水中的有機質達到2%的時候,氧化過程可以實現完全自熱,相對于其他方法來說可以有效節約能源。

三、結束語

與其他發展中國家相比,我國工業區呈現出人口密度大、管理水平低且資金投入較少的特點,因此在工業危險廢棄物處理方面也比較欠缺先進技術。由于工業固體危廢的來源眾多,且組成結構比較復雜,因此必須要根據不同類型的廢棄物提出具有針對性的處理方法,不斷創新現有的處置技術,降低固化處理成本。此外,國家還應該及時建立起相應的法律法規,對危廢處理技術進行規范化整合,鼓勵國內企業積極向國際先進企業學習,將各種技術引入國內,加大科研力度,對創新工作者予以一定的物質鼓勵和支持,使得工業能夠長期健康發展。

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