危險廢物處理現(xiàn)狀和探討

吳龍，王博，郝以黨，彭犇，岳昌盛，胡天麒

（1.中冶建筑研究總院有限公司，北京100088；2.中冶節(jié)能環(huán)保有限責任公司，北京100088）

危險廢物處理現(xiàn)狀和探討

吳龍，王博，郝以黨，彭犇，岳昌盛，胡天麒

（1.中冶建筑研究總院有限公司，北京100088；2.中冶節(jié)能環(huán)保有限責任公司，北京100088）

我國每年危險廢物產(chǎn)生量估計在8.0×107t以上，危廢處理存在管理和技術人員匱乏，監(jiān)管不利，處置能力不足問題。60%以上的危廢往往得不到妥善處置而污染環(huán)境，潛在危險性大。針對危廢問題介紹了焚燒、固化/穩(wěn)定化、安全衛(wèi)生填埋3種處理工藝。并從資源化、減量化、穩(wěn)定化和安全填埋4個方面分析和探討了危廢處理措施。

危險廢物；焚燒；固化；填埋

危廢是具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性或者感染性等一種或者幾種危險特性的固體廢物和液體廢物，以及不排除具有危險特性，可能對環(huán)境或者人體健康造成有害影響，需要按照危險廢物進行管理的固體廢物和液體廢物［1］。

目前每年全球危廢產(chǎn)生量在3.0×108t以上，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明我國工業(yè)固體危廢近年年產(chǎn)生量均在3.0×107t以上，而相關調(diào)研認為在我國危廢年產(chǎn)生量在6.0×107t以上［2］。我國危廢的產(chǎn)生量大，隨意堆棄對人類的生產(chǎn)生活具有較大的危害性，須進行妥善處理，筆者對我國危廢處理現(xiàn)狀進行闡述和探討。

1 我國危廢產(chǎn)生量及特點

1.1 歷年危廢產(chǎn)生量

由表1［2-4］發(fā)現(xiàn)，2014年我國經(jīng)濟總量為2005年的3.43倍，工業(yè)固廢產(chǎn)生量和危廢產(chǎn)生量分別為2.42和3.13倍。

表1 我國歷年工業(yè)固體危廢產(chǎn)生量

2010年以后我國工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展迅速，危廢產(chǎn)生量也增加到3.0×107t以上，且逐年增加。關于危廢的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)僅有工業(yè)固體危廢量，我國工業(yè)危廢歷年產(chǎn)生量約為工業(yè)廢物的0.6%～ 1.2%，平均比例為0.9%，每億元GDP對應危廢產(chǎn)生量為39～87 t，平均為60 t。危險廢物處理設施和污染源普查數(shù)據(jù)表明我國工業(yè)危險廢物占工業(yè)固廢產(chǎn)生總量的2.5%左右。2014年我國工業(yè)固廢產(chǎn)生總量為3.256 2×109t，按照該比例折算2014年我國工業(yè)危廢產(chǎn)生量為8.14×107t。除工業(yè)危廢外，大量醫(yī)療、農(nóng)藥、廢熒光燈管、廢棄電池以及實驗室廢物等危廢產(chǎn)生源和工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的廢酸、廢堿等廢液都沒有統(tǒng)計，考慮這些因素每年危廢產(chǎn)生量近1.0×108t。

1.2 典型危廢種類及處理特點

我國《國家危險廢物名錄》規(guī)定的危廢有49大類600多種，涉及行業(yè)近百，重點行業(yè)20余項，種類繁雜，處理難度大。危廢分類主要有物理形態(tài)、化學組成、熱值、危險性及危廢來源等方式。危廢來源決定其性質即熱值和危害性，危廢的性質影響危廢的處理方式。按照危廢來源簡要對危廢進行分類，并對其污染類型及處理等特點進行梳理。危廢來源主要有生活商業(yè)、農(nóng)業(yè)種植、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療科研及環(huán)保設施5個方面，具體見表2。

目前農(nóng)業(yè)種植以及冶煉、選礦、化工等用地，對土壤等環(huán)境造成了污染，但由于資金、技術等原因很少進行土壤修復。生活商業(yè)產(chǎn)生的危廢多以生活垃圾及廢水的形式轉嫁到環(huán)保設施中，轉移到水處理的污泥、垃圾焚燒飛灰甚至填埋場中。工業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生的固廢、污泥和電子垃圾存在綜合利用的空間，這些需要專業(yè)領域針對性進行有價元素的提取和相應產(chǎn)品的制造。對于垃圾焚燒飛灰含有大量二惡英、重金屬，以及工業(yè)危廢中含砷等劇毒元素的危廢往往難以綜合利用，須高溫焚燒玻璃化、水泥固化等方式處理。固化、穩(wěn)定化處理后滿足有害元素浸出標準再進行貯存。通過表2描述可見我國危廢處理存在問題較多。

表2 典型危廢類別及特點

2 我國危廢管理及處理現(xiàn)狀

表3為我國歷年工業(yè)危廢處理利用情況。統(tǒng)計數(shù)據(jù)［2-4］顯示，我國危廢產(chǎn)生量日益增加，但排放量是顯著降低的，綜合利用量、貯存量和處理量也不斷升高。

表3 我國歷年工業(yè)危廢處理利用情況104t

我國的危廢實際貯存、利用和處置水平較低，危廢無害化利用和處置保障能力差，大型危廢產(chǎn)生單位配套的貯存、利用和處置設施不健全，運行過程問題多。如2014年四川省建成的僅有成都、攀枝花2個危廢處置中心，處置能力不到1.0×105t［5］，2014年四川省危廢產(chǎn)生量1.333 9×106t，綜合利用量6.889×105t，處置量6.623×105t，貯存量1.42× 104t，可見實際處理能力和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的差距，相比更大的實際危廢產(chǎn)生量更顯不足。固廢管理人員緊缺，四川省專職固廢管理工作人員僅12名。

2010年全國約1 500家單位取得危險廢物經(jīng)營許可證，持證單位實際利用處置危險廢物約8.4× 106t，僅為當前危險廢物產(chǎn)生量的50%左右，且設施負荷率不足40%［6］。危險廢物利用處置設施運營和技術水平不高，超標排放現(xiàn)象嚴重，涉重金屬危險廢物利用處置污染問題尤為突出。

目前各地區(qū)的貯存實際上多為露天堆存或丟棄，危廢累計堆存量估計達上億噸，危害周邊環(huán)境和群眾健康。

3 危廢處置中心主要處理工藝

3.1 焚燒處理

采用高溫焚燒爐在高溫和足夠的氧氣條件下進行危廢焚燒，可去除危廢中有害有機物，同時可燃物質全部燒盡實現(xiàn)了危廢的減量化并可進行熱能回收，是危廢減量化處理的有效方法。

焚燒爐處理溫度往往達到850℃以上，煙氣爐內(nèi)停留時間大于2 s，燃燒效率和焚毀去除率大于99.99%，灰渣熱灼減率小于5%［7］，此外對煙氣排放等也有著嚴格的要求?？梢娢U焚燒指標要求目的在于焚燒要足夠徹底，實現(xiàn)其中有害物質中可燃物的全部燒除和減量化，同時避免煙氣中二惡英的產(chǎn)生。

危廢的焚燒不同于普通的垃圾焚燒處理，危廢處理更多的關注于毒性分解、重金屬去除等環(huán)境污染和安全方面的問題，在環(huán)境安全指標以后才更多地關注資源、能源回收等經(jīng)濟效益問題。危險廢物種類較多，不同的危險廢物處理往往對焚燒特點、焚燒過程工藝控制都有著不同的要求。

3.2 固化/穩(wěn)定化

危廢固化是采用惰性物質包裹的固化方法將危廢中有害化學組分封存在之內(nèi)，從而將有害物質和外界隔離開來，阻斷有害化學組分向外界擴散。危廢的穩(wěn)定化是采用物理手段、化學藥劑及生物法降低危廢中有害化學組分含量或改變其化學組分消除其毒性，使危險廢物毒性降低甚至消除的方法。

危廢的固化方法主要有水泥、石灰、塑性材料、熔融玻璃化、自膠結及大型包膠固化等方法。采用固化技術處理危廢已有20多年歷史，各固化方法具有不同的優(yōu)點，其中水泥、石灰和粉煤灰固化成本較低，應用最廣［8］。固化過程以固化材料為主，根據(jù)具體情況加入添加劑，促進膠凝材料和危廢中化學物質更好反應凝結。

采用化學藥劑等方法處理危廢，根據(jù)有害化學組分針對性去除，如酸、堿性物質的中和反應，含鉻、砷等元素的氧化或還原反應，以及含汞、鋇、鎘等元素的硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等沉淀反應等方式。

3.3 安全衛(wèi)生填埋

危廢的填埋是最終的經(jīng)濟和技術管理手段，在采用綜合利用、焚燒減量化等措施處理后的最后一種處理措施，對不能回收利用有效組分、不能利用其能量的危險廢物，如垃圾焚燒飛灰等進行填埋處理。

根據(jù)填埋廢物種類區(qū)別進行填埋場地分類和分級。在日本填埋場地分為隔離型、控制型和穩(wěn)定型填埋場3種，其中危廢填埋場屬于隔離型填埋場［9］。在德國土地填埋分為6級，其中危廢填埋場屬于第5級［10］。美國危險廢物年產(chǎn)生量為5.4×107t，其中80%采用填埋法處理，全國有50 000～60 000個廢物填埋場，所有新填埋場和地表蓄水池都具有雙襯層和滲瀝液收集、去除系統(tǒng)［11］。

我國危險廢物填埋場一般選擇復合、雙層、多層等襯墊系統(tǒng)，以HDPE膜為主的防滲材料，在填埋場底部和四周鋪設低滲透性天然黏土層及雙層人工合成的隔水土工襯墊將危險廢物與環(huán)境隔絕。

4 危廢處理分析及探討

危廢處理包括資源化、減量化、穩(wěn)定化和安全填埋4個方面，如圖1所示。危廢的資源化、減量化處理的目的均在于降低危廢的處理成本或提高收益。

圖1 危險廢物系統(tǒng)分析

危廢的減量化可通過焚燒、熱解等工藝處理，大幅度降低危廢量，實際應用中以焚燒處理為主，固化/穩(wěn)定化處理以水泥、石灰法為主，應根據(jù)危廢特點盡可能的資源化、減量化處理，降低固化/穩(wěn)定化和安全填埋處理量，降低對應的處理成本。

危廢的資源化取決于其中有價物質資源，相應技術多為各行業(yè)的綜合利用技術，如鋼鐵含鐵塵泥中鐵、鋅等金屬提取，燒結機頭灰提取鉀肥，石油化工用催化劑中提取稀有金屬，蓄電池中提取鉛金屬等綜合利用技術。危廢的資源化綜合利用需要各行業(yè)專業(yè)人才進行處理。

危廢的處置企業(yè)需要具備相關的資質，危廢處理中心的建設一方面需要具備焚燒、固化/穩(wěn)定化以及安全衛(wèi)生填埋3方面的常規(guī)共性技術，同時也需結合地域性的行業(yè)特點，根據(jù)地方特色經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的批量較大的危險廢物種類建立針對性的資源化綜合利用處理條件。

［1］趙由才.危險廢物處理技術［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2003.

［2］胡文濤，張金流.危險廢物處理與處置現(xiàn)狀綜述［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2014（34）：12386-12388.

［3］《中國統(tǒng)計年鑒》編輯委員會.中國統(tǒng)計年鑒［M］.北京：中國統(tǒng)計出版社，2014.

［4］《中國統(tǒng)計年鑒》編輯委員會.中國統(tǒng)計年鑒［M］.北京：中國統(tǒng)計出版社，2015.

［5］中國物資再生協(xié)會.四川省計劃再建3個危廢處置中心［J］.中國資源綜合利用，2015，33（2）：16.

［6］王琪，黃啟飛，閆大海，等.我國危險廢物管理的現(xiàn)狀與建議［J］.環(huán)境工程技術學報，2013，3（1）：1-5.

［7］賀亞峰.危廢焚燒處理［J］.能源與節(jié)能，2014（10）：111-113.

［8］李天鳴.工業(yè)固體廢物固化處理技術探討［J］.石油化工安全環(huán)保技術，2011，27（5）：41-44.

［9］蘭永輝，楊雪，陳芳，等.工業(yè)危險固體廢棄物處理處置狀況綜述［J］.廣東化工，2013，40（12）：82-84.

［10］邢華，戴綦文，陳慶俊.德國的工業(yè)危險廢物管理［J］.環(huán)境污染與防治，2003，25（4）：198-199.

［11］黃啟飛，王琪，董路，等.美國危險廢物的管理與處理處置［J］.環(huán)境保護科學，2004，30（5）：41-42，52.

Current Situation and Discussion of Hazardous Waste Treatment

Wu Long，Wang Bo，Hao Yidang，Peng Ben，Yue Changsheng，Hu Tianqi
（1.Central Research Institute of Building and Construction Co.Ltd.，MCC Group，Beijing100088；2.Energy Saving and Environmental Protection Co.Ltd.，MCC Group，Beijing100088）

The generation ofhazardouswaste in China isestimated more than 80 million tonseach year.There are some problems existing in hazardous waste treatment，such as a shortage of management and technical persons，weak regulatory，and insufficient disposal ability.More than 60%of the waste are often not properly disposed of，so as to pollute the environment，have greater potential risk.According to the hazardouswaste problem，we introduced three kindsof treatment technologies，including incineration，solidification/stabilization and sanitary landfill，analyzed and discussed the measures from the aspects of resource，reduction，stabilization，and safe landfill.

hazardouswaste；incineration；solidification；landfill

X327；X705

A

1005-8206（2017）03-0025-04

吳龍（1985—），工學博士，高級工程師，主要從事固廢處理及資源化利用。

E-mail：jieke8857@126.com。

2016-06-17