危險(xiǎn)廢棄物危害及處理處置

成 娟 田智勇 高朋朋 李興聰

（1山東東順環(huán)?？萍加邢薰?山東威海 264400 2廣州雅居樂固體廢物處理有限公司 廣東廣州 510623 3山東萊蕪雅居樂環(huán)?？萍加邢薰旧綎|萊蕪 271104）

引言

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，大量廢棄物不斷產(chǎn)生。截至2017年，我國的危廢年產(chǎn)生量在3500萬t左右[1]。我國危險(xiǎn)廢棄物的范疇包括：具有一種或幾種如腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性和感染性等危險(xiǎn)特性的固態(tài)廢物和液態(tài)廢物，以及不能排除具有危險(xiǎn)特性但對(duì)人體健康或環(huán)境具有危害性的廢棄物，及醫(yī)療廢物[2]。與其他污染物不同，危險(xiǎn)廢物不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境危害極大，制約我國的可持續(xù)發(fā)展，還會(huì)嚴(yán)重危害人類健康[3]。自2004年我國針對(duì)危險(xiǎn)固體廢棄物立法，并隨著執(zhí)法力度的不斷嚴(yán)格，我國的危廢處理處置技術(shù)得到不斷發(fā)展[1]。本文主要從危險(xiǎn)廢棄物的分類、危害、及處理處置技術(shù)三方面進(jìn)行了闡述。

1 危險(xiǎn)廢棄物的分類

危險(xiǎn)廢棄物種類繁多，分類方法也有很多。采用目錄法與有害廢物鑒別判據(jù)相結(jié)合的分類系統(tǒng)，可將危險(xiǎn)廢物分為無機(jī)廢物、廢油、有機(jī)廢物、易腐蝕的有機(jī)廢物、量大低害廢物、其他廢物六類[4]；按其物理形態(tài)的不同可分為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、污泥狀、泥絮狀、桶裝危險(xiǎn)廢物等；按照危險(xiǎn)廢物所含的化學(xué)元素可分為清潔的危險(xiǎn)廢物、會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)污染物的危險(xiǎn)廢物、含重金屬的危險(xiǎn)廢物、含堿金屬的危險(xiǎn)廢物；按危險(xiǎn)廢物的危險(xiǎn)特性可以將危險(xiǎn)廢物分為易燃性危險(xiǎn)廢物、腐蝕性危險(xiǎn)廢物、反應(yīng)性危險(xiǎn)廢物、浸出毒性危險(xiǎn)廢物、急性毒性危險(xiǎn)廢物和毒性危險(xiǎn)廢物等多種類型。

2 危險(xiǎn)廢棄物的危害

2.1 對(duì)人類生存環(huán)境的危害

危險(xiǎn)廢棄物任意放置、存儲(chǔ)、不科學(xué)處理都會(huì)直接造成環(huán)境污染[5]。會(huì)嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量：危險(xiǎn)廢棄物在堆積的過程中內(nèi)部的小顆粒物質(zhì)和粉塵揮發(fā)到大氣中，會(huì)與大氣中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成有毒有害物質(zhì)及惡臭氣體產(chǎn)生。污染大氣空氣質(zhì)量，甚至腐蝕鋼鐵和建筑物，影響建筑物穩(wěn)定[6]。危險(xiǎn)廢棄物在焚燒過程中若處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生一種劇毒物質(zhì)——二噁英[7]。影響水環(huán)境的穩(wěn)定：危險(xiǎn)廢物的任意堆放會(huì)產(chǎn)生滲濾液，含有各種有毒物質(zhì)，隨降水和地表徑流進(jìn)入地表水體系統(tǒng)，毒害水中生物，造成地下水污染等無法彌補(bǔ)的嚴(yán)重污染，直接危害人類健康。水俁病事件即為當(dāng)?shù)鼐用袷秤煤泄暮．a(chǎn)品，食用被甲基汞污染的魚蝦人數(shù)達(dá)數(shù)十萬，汞中毒者283人，60人死亡，造成了非常嚴(yán)重的后果。影響土壤質(zhì)量：任意堆放危險(xiǎn)廢棄物不僅會(huì)占用大量的土地資源，還有可能破壞周邊植物環(huán)境，破壞土地資源內(nèi)微生物生態(tài)平衡，以致于減弱了土壤中微生物對(duì)有毒有害物質(zhì)的降解能力，降低土壤凈化能力。

2.2 對(duì)人類健康的危害

危險(xiǎn)廢棄物污染人類的生存環(huán)境并通過食物鏈積累危害人類健康。人類直接接觸危險(xiǎn)廢棄物的方式有：吸入、皮膚吸收、眼接觸等，并會(huì)帶來中毒、惡化疾病，基因突變等危害。此外還會(huì)引發(fā)燃燒、爆炸等惡性事件。危險(xiǎn)廢棄物危害人類健康具有長久性、潛伏性的特點(diǎn)，甚至是終生不可挽救的[7]。震驚世界的八大公害事件即為最鮮明的案例。

2.3 制約可持續(xù)發(fā)展

由于危險(xiǎn)廢棄物對(duì)人類賴以生存的環(huán)境及人類健康的危害嚴(yán)重，會(huì)損害我國經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展，現(xiàn)階段出現(xiàn)的水污染、土壤污染等問題已嚴(yán)重制約我國的可持續(xù)發(fā)展。

3 危險(xiǎn)廢棄物的安全處置

危險(xiǎn)廢棄物處理的原則為無害化、資源化和減量化。1983年，美國科學(xué)院提出危險(xiǎn)廢棄物處理的三階段模式[7]。第一階段為源頭處理，即從危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生的源頭上減少其產(chǎn)量；第二階段為廢棄物的處理處置，進(jìn)行脫毒處理，第三階段為廢棄物的最終處置。

3.1 危險(xiǎn)廢棄物的源頭處理

危險(xiǎn)廢棄物的源頭處理即為從產(chǎn)生的源頭減少其產(chǎn)生量，為前段預(yù)防階段，從技術(shù)層面講，包括對(duì)廢棄物產(chǎn)品、原料進(jìn)行回收利用；改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，采用清潔能源和技術(shù)，加強(qiáng)生產(chǎn)管理的維護(hù)和監(jiān)督工作；減少危害性材料的使用。從源頭是處理過程中效果最可觀的階段。近些年來，國內(nèi)外政府一直致力于回收利用，變廢為寶[8]。如家庭廢舊電池含鉛鋅的比例優(yōu)于礦產(chǎn)資源；澳大利亞政府對(duì)居民進(jìn)行垃圾分類回收行為給與經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)；中國臺(tái)灣環(huán)保局修改出臺(tái)法律法規(guī)監(jiān)督廢棄物的回收利用。許多企業(yè)也引進(jìn)垃圾資源化項(xiàng)目，回收利用危險(xiǎn)廢棄物中的可利用物質(zhì)。

3.2 危險(xiǎn)廢棄物的處理處置

通過采用科學(xué)的處理方法，破壞危險(xiǎn)廢棄物中危險(xiǎn)性[9]。處理方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法。

3.2.1 物理處理：改變危險(xiǎn)廢棄物的物理化結(jié)構(gòu)，使之成為便于運(yùn)輸、貯存、利用或處置的形態(tài)。包括電滲析、分離、吸附、浮選、過濾、絮凝、反滲透等方法。物理法的主要目的為減少危險(xiǎn)廢棄物的體積，生成的濃縮殘?jiān)柽M(jìn)一步處理。

3.2.2 化學(xué)處理：采用化學(xué)方法改變危險(xiǎn)廢棄物的化學(xué)成分，將其變成無害物質(zhì)，減少危害性，或變成可進(jìn)一步處理、處置的物質(zhì)。包括氧化還原、液萃取、水解、光分解、中和等措施，這是危險(xiǎn)廢物最終處置前常用的預(yù)處理措施。北京科技大學(xué)采用一步固化反應(yīng)將含鋅電弧爐粉塵進(jìn)行回收利用，回收率高達(dá)70%[10]。比較熱門的處置技術(shù)主要包括快速碳酸化、等離子氣化和超臨界水氧化等。

等離子體處理危險(xiǎn)固體廢棄物是采用等離子火炬或弧將廢物加熱至較高溫狀態(tài)，使粒子具有的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子間化學(xué)鍵的作用，這樣物質(zhì)的微觀運(yùn)動(dòng)以原子熱運(yùn)動(dòng)為主，原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)被打破，從而危險(xiǎn)廢棄物變?yōu)闊o害的物質(zhì)。其中，有機(jī)物被分解成可燃?xì)怏w，無機(jī)物融化成可冷卻為建筑材料的液態(tài)渣。與一般焚燒相比，無二噁英產(chǎn)生，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但仍需考慮反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)器設(shè)計(jì)等難題。

3.2.3 生物處理：利用生物或微生物的代謝作用分解廢棄物中可降解的有機(jī)物，達(dá)到廢物的無害化或綜合利用。方法包括好氧、厭氧和兼性厭氧處理。具體由活性污泥法、生物濾池、厭氧消化、堆肥處理等方法。與化學(xué)處理方法相比，生物處理較便宜，應(yīng)用普遍，主要用于滲濾液和廢水等的處理，但因微生物代謝周期長，易受pH、溫度、鹽分等的影響，所以處理過程耗時(shí)長，效率不穩(wěn)定。

3.3 危險(xiǎn)廢棄物的最終處置

最終處置主要包括危險(xiǎn)廢棄物的固化處理、焚燒、水泥窯協(xié)同處置、海洋處理、衛(wèi)生填埋等。固化處理主要通過添加固化劑從而將危險(xiǎn)廢棄物變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)或緊密固體物質(zhì)。主要用于有害廢物和放射性物質(zhì)。主要方法有石灰固化、水泥固化、化學(xué)穩(wěn)定化等[11]。海洋處理主要分為海洋傾倒與遠(yuǎn)洋焚燒，海洋傾倒為將危險(xiǎn)廢棄物直接投入海洋，利用海洋環(huán)境中微生物和其中的化學(xué)反應(yīng)降解危險(xiǎn)廢棄物毒性。遠(yuǎn)洋焚燒為利用專門設(shè)計(jì)的焚燒船進(jìn)行焚燒處置的方法，但海洋處理對(duì)環(huán)境破壞性較大[7]。衛(wèi)生填埋區(qū)別于以往的直接填埋，一般先通過穩(wěn)定化固化等預(yù)處理，并嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范且填埋場中會(huì)增加防滲、覆土等設(shè)施，可操作性較高。

焚燒工藝主要通過過?？諝馀c經(jīng)過合理配伍的危險(xiǎn)廢棄物進(jìn)行燃燒反應(yīng)，并嚴(yán)格控制燃燒工況，從而將有毒有害性物質(zhì)進(jìn)行熱解性破壞。主要包括固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)中的熱值較高物質(zhì)。水泥窯協(xié)同處置是一種新的廢棄物處置手段，它是指將經(jīng)過預(yù)處理后滿足入窯要求的固體廢物投入水泥窯，并通過高溫焚燒或高溫?zé)Y(jié)過程在進(jìn)行水泥熟料生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)固體廢物毒害特性分解、降解、消除、惰性化或穩(wěn)定化的過程。相比于傳統(tǒng)的焚燒處理，水泥窯內(nèi)廢物處置溫度高達(dá)1450℃，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)焚燒爐內(nèi)800℃，廢有機(jī)物焚毀率高達(dá)99.99%以上。且物料總停留時(shí)間長達(dá)30 min，廢氣停留時(shí)間大于4 s，大于傳統(tǒng)焚燒中廢氣的停留時(shí)間2 s。危險(xiǎn)廢物投料點(diǎn)多，廢物適應(yīng)性強(qiáng)?？衫矛F(xiàn)有設(shè)置，建設(shè)投資小。此外，窯內(nèi)氣體湍流方向與物料方向相反，湍流激烈，利于充分反應(yīng)。窯爐內(nèi)堿性氣氛可中和固體廢物中的硫、氯等酸性物質(zhì)，凈化尾氣[12][13]。

結(jié)語

隨著我國人口的快速增長提高及工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，我國的危廢產(chǎn)量與日俱增。隨之帶來了對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類健康及我國可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重危害。危險(xiǎn)廢棄物按照不同方法可分為不同類別，分類形式多樣。危險(xiǎn)廢棄物的危害主要表現(xiàn)在對(duì)人類賴以生存的環(huán)境中空氣質(zhì)量、建筑物、水環(huán)境、土壤質(zhì)量造成較大程度的不可逆?zhèn)?；并?huì)通過直接接觸及食物鏈積累等對(duì)人類生存健康造成較大危害；污染環(huán)境后隨之帶來的便是我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重制約?，F(xiàn)階段我國大中小型企業(yè)主要通過危險(xiǎn)廢棄物的中間及最終處置來對(duì)其進(jìn)行處理，一般通過物化、資源化、焚燒、填埋等方式。但目前處理處置技術(shù)較為傳統(tǒng)且存在諸多弊端，因此，應(yīng)重視每項(xiàng)處置措施的技術(shù)創(chuàng)新性，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與弊端，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的雙豐收。