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工业固体危险废弃物的处置技术及运用

北极星固废网  来源:《建筑学研究前沿》  作者:罗铎元  2018/10/3 9:32:54  我要投稿  

北极星固废网讯: 摘要:随着工业的不断发展,对工业废弃物的处理逐渐成为行业内的热点讨论问题,尤其是工业固体危险废弃物对环境和人体的危害较大,需要对其进行科学的处理,防止这些废弃物的污染范围继续扩大。基于此,本文将对工业固体危险废弃物的处置技术进行简明的探析,并且讨论这些技术的应用后效,还望能对本项研究的发展提供某些值得参考的信息,促进我国工业的长期发展。

关键词:固体危害;工业处理;技术

引言:

近年来,随着全球工业的不断发展,业内对固废处置这个话题讨论已久。中国的工业发展速度较快,因此也面临着严峻的危险废物的问题,突出表现为工业中的有毒化学用品和重金属污染等现象。固废处理是一项涉及领域较多的技术,主要利用的技术就是化学、物理和生物。固体危险废弃物本身的构成方法十分复杂,并且由于世界各国的经济发展水平不一,或者在能源研究上投入的力度不足,目前实际上不同地区的废固处理技术也呈现出参差不一的状态,即使是一个国家内部的不同地区也会存在技术发展不平衡的现象。

一、危险固体废弃物概述

危险固废主要来源于工业下属多个子领域,从化学、炼油、金属、采矿、医药行业不等,我们日常生活中也可能产生危险固体废弃物。这种废弃物的种类十分繁杂,其中对环境和人体危害最大的就是核反应堆的核废料。我国将其分为46大类,共计479多种,常见的所有工业、医疗和其他社会危险废物等等。如果按照产生的来源来分,这些废弃物主要分为两大类,工业废弃物和社会废弃物。其次还可以根据废弃物自身的性质来进行划分,可分为无机、油类、有机和其他废弃物。由于不同废弃物之间的性质和构造千差万别,因此在处理方法上也表现地十分多样化[1]。目前我国收录的600多种废弃物之中,废碱、废酸、无机氧化物、含铜废弃物和无机氰化物占到了总数的60%左右,必须要对这些废弃物进行合适的处置。

我国在收录危险废弃物时的明确规定是,固体废弃物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。被定义为固体危险废弃物之后,必须要按照相关规定对其进行处理。

我国目前大多数工业中已经 建立起来相对完善的危险废弃物处理链,按照处理的程序可分为三段,分别是上游、中游和下游。上游主要指的是不同的污染源产生出来的废弃物,中游指的是设备生产商和工程承包商,下游则指运营商。在处理这种废弃物的时候一般会遵照就近原则,将其运输至最近的危废处理中心,进行无害化处理,现将对具体的处理技术进行分项说明。

二、固体危废的处置技术及应用

(一)焚烧处理

焚烧处理的主要工作原理就是对固体危废进行高热化学处理,改变物质自身的性质,这种方法的显著优势就是处理效率极高,一般可以减少掉物质本身越80%的体积,燃烧之后的残留物性质较为稳定,易于后续的处理工作。但是这种方法近年来受到了严重的之一,因为在焚烧的过程中会产生飞灰,其中呋喃和溴化二恶英的毒性非常高。

目前,我国主要采用回转式焚烧炉来进行焚烧处理,应用之后取得了良好的效果,处理的范围非常广泛,包括化学试剂、矿物油、涂料、燃料等近50种废弃物[2]。富氧焚烧技术由于能够有效减少烟雾中N2带走的热量以达到提高燃烧效率的优势近年来被广泛应用,这种技术还可以利用提升火焰内芯温度和烟气中二氧化碳和水的含量来达到提高热效率的目的。

(二)固化处理

上世纪八十年代左右,较为稳定的固化技术被某些老牌工业国家应用在固废处置之中,一开始是用在处理放射性物质例如铬渣、电镀污泥之中,取得了良好的应用效果之后逐渐推广开来使用。目前,这种固化处理技术一般都是应用在对各种重金属物质的稳定化处理之中。

固化的种类有很多,常见的有水泥固化、玻璃固化和药剂固化技术,经过实验证明,这种固化处理应用在焚烧残留物的处置中符合安全填埋标准。这种方式的缺陷就是无法对低含油污泥进行有效的处理,主要是因为污泥的含油量较低且含水量较高并且颗粒较大。经过改善之后的固化处理可以有效解决这一问题,为解决油田大规模的含油污泥的处理提供了可行性措施。

(三)快速碳酸化处理

这种技术最早在1990年被Seifritz提出,其主要的工作原理就是把废弃物暴露在浓度较高的CO2环境之中,使其反应速度不断较快。这种方法最初是用于矿物碳酸化之中。工业中大多数废弃物都可以和CO2发生反应,比如钢铁渣、废石灰、电石渣、废弃的建筑材料等等,由于这些物质中的重金属物质含量较高,因此进行碳酸反应之后约有80%的重金属会被消耗[3]。

我国每年在工业上会产生大改40-50万左右的焚烧飞灰,其中含有一定含量的微量重金属。有些学者对碳酸反应气固比、碳化时间和PH值等参数进行分析之后发现,飞灰中的氯化钠和氯化钾会对实验装置进行复试,从而导致飞灰结构疏松,进一步使得锌、铜等重金属从中析出,因此必须要对飞灰进行水洗处理。碳酸化反应之后的飞灰渣块可做为建筑材料,应用效果较好;并且水泥窑中排放出来的二氧化碳可以继续作为反应的原料,并且飞灰中还有大量的碳酸钙,可以起到收纳二氧化碳的作用。

(四)等离子气化技术

这种技术是一种最新的天然无害的危废处理技术,其工作原理就是在高温、缺氧的环境中,将危废转化成为CO和H2的混合可燃气。该技术目前主要用于处理农业秸秆废物和城市垃圾之中。欧洲等地区已经将这种技术用在处理石油肥料、建筑垃圾和医疗垃圾之中,这种危废由于自身具有一定的可燃性,因此可以在高温的环境下完成分解、蒸发和氧化的过程,但是对设备的要求较高。这项技术与其他处理技术相比,对被处理物质中含水量的要求不高,可以有效地将污水污泥转化成为有用的资源,使得固体体积得到缩小,并且还可以将惰性渣之中的有毒物质进行分解和修复。

(五)超临界水氧化法

这种技术目前已经在欧美和日本等发达国家推广开来使用,主要应用在有机废水、塑料降解和生物污泥的处理之中[4]。美国奥斯汀早在1995年就建立起了一座商业性的处理装置,主要用来处理长链有机物和胺类危废物。这种处理方法的流程比较简单,但是会受到多方面因素的影响。在SCWO的处理过程中,如果介质水中的有机质达到2%的时候,氧化过程可以实现完全自热,相对于其他方法来说可以有效节约能源。

三、结束语

与其他发展中国家相比,我国工业区呈现出人口密度大、管理水平低且资金投入较少的特点,因此在工业危险废弃物处理方面也比较欠缺先进技术。由于工业固体危废的来源众多,且组成结构比较复杂,因此必须要根据不同类型的废弃物提出具有针对性的处理方法,不断创新现有的处置技术,降低固化处理成本。此外,国家还应该及时建立起相应的法律法规,对危废处理技术进行规范化整合,鼓励国内企业积极向国际先进企业学习,将各种技术引入国内,加大科研力度,对创新工作者予以一定的物质鼓励和支持,使得工业能够长期健康发展。

原标题:工业固体危险废弃物的处置技术及运用

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