工業(yè)固廢危廢的處理技術(shù)及應(yīng)用

張振華

摘要：近年來(lái)，隨著全球工業(yè)的不斷發(fā)展，業(yè)內(nèi)對(duì)固廢處置這個(gè)話(huà)題討論已久。固廢處理是一項(xiàng)涉及領(lǐng)域較多的技術(shù)，主要利用的技術(shù)就是化學(xué)、物理和生物。固體危險(xiǎn)廢棄物本身的構(gòu)成方法十分復(fù)雜，并且由于世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一，或者在能源研究上投入的力度不足，目前實(shí)際上不同地區(qū)的廢固處理技術(shù)也呈現(xiàn)出參差不一的狀態(tài)，即使是一個(gè)國(guó)家內(nèi)部的不同地區(qū)也會(huì)存在技術(shù)發(fā)展不平衡的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：固體危害;工業(yè)處理;技術(shù);應(yīng)用

中國(guó)的工業(yè)發(fā)展速度較快，因此也面臨著嚴(yán)峻的危險(xiǎn)廢物的問(wèn)題，突出表現(xiàn)為工業(yè)中的有毒化學(xué)用品和重金屬污染等現(xiàn)象。與其他發(fā)展中國(guó)家相比，我國(guó)工業(yè)區(qū)呈現(xiàn)出人口密度大、管理水平低且資金投入較少的特點(diǎn)，因此在工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物處理方面也比較欠缺先進(jìn)技術(shù)。本文將對(duì)工業(yè)固體危險(xiǎn)廢棄物的處置技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)明的探析，并且討論這些技術(shù)的應(yīng)用后效，還望能對(duì)本項(xiàng)研究的發(fā)展提供某些值得參考的信息，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。

1、危險(xiǎn)固體廢棄物

危險(xiǎn)固廢主要來(lái)源于工業(yè)下屬多個(gè)子領(lǐng)域，從化學(xué)、煉油、金屬、采礦、醫(yī)藥行業(yè)不等，我們?nèi)粘Ｉ钪幸部赡墚a(chǎn)生危險(xiǎn)固體廢棄物。這種廢棄物的種類(lèi)十分繁雜，其中對(duì)環(huán)境和人體危害最大的就是核反應(yīng)堆的核廢料。我國(guó)將其分為46大類(lèi)，共計(jì)479多種，常見(jiàn)的所有工業(yè)、醫(yī)療和其他社會(huì)危險(xiǎn)廢物等等。如果按照產(chǎn)生的來(lái)源來(lái)分，這些廢棄物主要分為兩大類(lèi)，工業(yè)廢棄物和社會(huì)廢棄物。其次還可以根據(jù)廢棄物自身的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行劃分，可分為無(wú)機(jī)、油類(lèi)、有機(jī)和其他廢棄物。由于不同廢棄物之間的性質(zhì)和構(gòu)造千差萬(wàn)別，因此在處理方法上也表現(xiàn)地十分多樣化。目前我國(guó)收錄的600多種廢棄物之中，廢堿、廢酸、無(wú)機(jī)氧化物、含銅廢棄物和無(wú)機(jī)氰化物占到了總數(shù)的60%左右，必須要對(duì)這些廢棄物進(jìn)行合適的處置。

我國(guó)在收錄危險(xiǎn)廢棄物時(shí)的明確規(guī)定是，固體廢棄物是指在生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。被定義為固體危險(xiǎn)廢棄物之后，必須要按照相關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行處理。

我國(guó)目前大多數(shù)工業(yè)中已經(jīng)建立起來(lái)相對(duì)完善的危險(xiǎn)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(chǎn)生出來(lái)的廢棄物，中游指的是設(shè)備生產(chǎn)商和工程承包商，下游則指運(yùn)營(yíng)商。在處理這種廢棄物的時(shí)候一般會(huì)遵照就近原則，將其運(yùn)輸至最近的危廢處理中心，進(jìn)行無(wú)害化處理，現(xiàn)將對(duì)具體的處理技術(shù)進(jìn)行分項(xiàng)說(shuō)明。

2、固體危廢的處置技術(shù)及應(yīng)用

2.1固化處理

上世紀(jì)八十年代左右，較為穩(wěn)定的固化技術(shù)被某些老牌工業(yè)國(guó)家應(yīng)用在固廢處置之中，一開(kāi)始是用在處理放射性物質(zhì)例如鉻渣、電鍍污泥之中，取得了良好的應(yīng)用效果之后逐漸推廣開(kāi)來(lái)使用。目前，這種固化處理技術(shù)一般都是應(yīng)用在對(duì)各種重金屬物質(zhì)的穩(wěn)定化處理之中。

固化的種類(lèi)有很多，常見(jiàn)的有水泥固化、玻璃固化和藥劑固化技術(shù)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這種固化處理應(yīng)用在焚燒殘留物的處置中符合安全填埋標(biāo)準(zhǔn)。這種方式的缺陷就是無(wú)法對(duì)低含油污泥進(jìn)行有效的處理，主要是因?yàn)槲勰嗟暮土枯^低且含水量較高并且顆粒較大。經(jīng)過(guò)改善之后的固化處理可以有效解決這一問(wèn)題，為解決油田大規(guī)模的含油污泥的處理提供了可行性措施。

2.2焚燒處理

焚燒處理的主要工作原理就是對(duì)固體危廢進(jìn)行高熱化學(xué)處理，改變物質(zhì)自身的性質(zhì)，這種方法的顯著優(yōu)勢(shì)就是處理效率極高，一般可以減少掉物質(zhì)本身越80%的體積，燃燒之后的殘留物性質(zhì)較為穩(wěn)定，易于后續(xù)的處理工作。但是這種方法近年來(lái)受到了嚴(yán)重的之一，因?yàn)樵诜贌倪^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生飛灰，其中呋喃和溴化二惡英的毒性非常高。

目前，我國(guó)主要采用回轉(zhuǎn)式焚燒爐來(lái)進(jìn)行焚燒處理，應(yīng)用之后取得了良好的效果，處理的范圍非常廣泛，包括化學(xué)試劑、礦物油、涂料、燃料等近50種廢棄物[2]。富氧焚燒技術(shù)由于能夠有效減少煙霧中N2帶走的熱量以達(dá)到提高燃燒效率的優(yōu)勢(shì)近年來(lái)被廣泛應(yīng)用，這種技術(shù)還可以利用提升火焰內(nèi)芯溫度和煙氣中二氧化碳和水的含量來(lái)達(dá)到提高熱效率的目的。

2.3快速碳酸化處理

這種技術(shù)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(huán)境之中，使其反應(yīng)速度不斷較快。這種方法最初是用于礦物碳酸化之中。工業(yè)中大多數(shù)廢棄物都可以和CO2發(fā)生反應(yīng)，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(zhì)中的重金屬物質(zhì)含量較高，因此進(jìn)行碳酸反應(yīng)之后約有80%的重金屬會(huì)被消耗。

我國(guó)每年在工業(yè)上會(huì)產(chǎn)生大改40-50萬(wàn)左右的焚燒飛灰，其中含有一定含量的微量重金屬。有些學(xué)者對(duì)碳酸反應(yīng)氣固比、碳化時(shí)間和PH值等參數(shù)進(jìn)行分析之后發(fā)現(xiàn)，飛灰中的氯化鈉和氯化鉀會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行復(fù)試，從而導(dǎo)致飛灰結(jié)構(gòu)疏松，進(jìn)一步使得鋅、銅等重金屬?gòu)闹形龀觯虼吮仨氁獙?duì)飛灰進(jìn)行水洗處理。碳酸化反應(yīng)之后的飛灰渣塊可做為建筑材料，應(yīng)用效果較好;并且水泥窯中排放出來(lái)的二氧化碳可以繼續(xù)作為反應(yīng)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。

2.4超臨界水氧化法

這種技術(shù)目前已經(jīng)在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家推廣開(kāi)來(lái)使用，主要應(yīng)用在有機(jī)廢水、塑料降解和生物污泥的處理之中。美國(guó)奧斯汀早在1995年就建立起了一座商業(yè)性的處理裝置，主要用來(lái)處理長(zhǎng)鏈有機(jī)物和胺類(lèi)危廢物。這種處理方法的流程比較簡(jiǎn)單，但是會(huì)受到多方面因素的影響。在SCWO的處理過(guò)程中，如果介質(zhì)水中的有機(jī)質(zhì)達(dá)到2%的時(shí)候，氧化過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)完全自熱，相對(duì)于其他方法來(lái)說(shuō)可以有效節(jié)約能源。

2.5等離子氣化技術(shù)

這種技術(shù)是一種最新的天然無(wú)害的危廢處理技術(shù)，其工作原理就是在高溫、缺氧的環(huán)境中，將危廢轉(zhuǎn)化成為CO和H2的混合可燃?xì)狻Ｔ摷夹g(shù)目前主要用于處理農(nóng)業(yè)秸稈廢物和城市垃圾之中。歐洲等地區(qū)已經(jīng)將這種技術(shù)用在處理石油肥料、建筑垃圾和醫(yī)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(huán)境下完成分解、蒸發(fā)和氧化的過(guò)程，但是對(duì)設(shè)備的要求較高。這項(xiàng)技術(shù)與其他處理技術(shù)相比，對(duì)被處理物質(zhì)中含水量的要求不高，可以有效地將污水污泥轉(zhuǎn)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(zhì)進(jìn)行分解和修復(fù)。

結(jié)束語(yǔ)：

由于工業(yè)固體危廢的來(lái)源眾多，且組成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此必須要根據(jù)不同類(lèi)型的廢棄物提出具有針對(duì)性的處理方法，不斷創(chuàng)新現(xiàn)有的處置技術(shù)，降低固化處理成本。此外，國(guó)家還應(yīng)該及時(shí)建立起相應(yīng)的法律法規(guī)，對(duì)危廢處理技術(shù)進(jìn)行規(guī)范化整合，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)企業(yè)積極向國(guó)際先進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)，將各種技術(shù)引入國(guó)內(nèi)，加大科研力度，對(duì)創(chuàng)新工作者予以一定的物質(zhì)鼓勵(lì)和支持，使得工業(yè)能夠長(zhǎng)期健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：河北圣潔環(huán)境生物科技有限公司）