危險(xiǎn)固體廢棄物無(wú)害化處置技術(shù)探討

摘要：根據(jù)國(guó)內(nèi)外使用和控制危險(xiǎn)固體廢棄物的現(xiàn)狀，聯(lián)合分析了四種無(wú)害環(huán)境處置技術(shù)的特性、范圍和優(yōu)勢(shì)。通過(guò)穩(wěn)定固化、碳酸鹽、氣化等離子體和超臨界水氧化的形式探討了危險(xiǎn)固體廢棄物的處理形式。穩(wěn)定和固化技術(shù)成本較低，耐受性較高，廣泛用于處置放射性材料;碳酸鹽技術(shù)的預(yù)成型過(guò)程繁瑣，對(duì)低碳技術(shù)產(chǎn)生明顯影響。在處置后對(duì)重金屬進(jìn)行浸出的氧化工藝以及對(duì)等離子氣化技術(shù)的大量投資在減少低風(fēng)險(xiǎn)廢棄物的總污染方面具有顯著的優(yōu)勢(shì);超臨界水氧化技術(shù)的操作成本低，壽命長(zhǎng)，在具有潛在危險(xiǎn)性的時(shí)期內(nèi)難以分解的持久性有機(jī)污染物的分解非常有效。本文從工程和技術(shù)方面按類別對(duì)危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行處置，并通過(guò)不同的處置技術(shù)從而從根本上降低危險(xiǎn)固體廢棄物無(wú)害處置的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：超臨界水氧化;等離子體氣化;危險(xiǎn)固體廢棄物

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.044

Abstract： According to the status quo of the use and control of hazardous solid waste at home and abroad， the characteristics， scope and advantages of four environmentally sound disposal technologies were jointly analyzed. The treatment forms of hazardous solid waste were discussed in the form of stable solidification， carbonate， gasification plasma and supercritical water oxidation. Stabilization and curing techniques are less costly and more tolerant and are widely used for the disposal of radioactive materials; the preforming process of carbonate technology is cumbersome and has a significant impact on low carbon technologies. The oxidation process for leaching heavy metals after disposal and the large investment in plasma gasification technology have significant advantages in reducing the total pollution of low-risk waste; supercritical water oxidation technology has low operating cost and long life， and has potential Decomposition of persistent organic pollutants that are difficult to decompose during a hazardous period is very effective. This paper treats hazardous solid waste by engineering and technical aspects， and through different disposal techniques， fundamentally reduces the practical application of hazardous solid waste disposal.

Key words：Supercritical water oxidation;Plasma gasification;Hazardous solid waste

到2010年，我國(guó)每年的危險(xiǎn)固體廢棄物生產(chǎn)量還不到1600萬(wàn)t。但由于經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，2011年的危險(xiǎn)固體廢棄物生產(chǎn)量比2010年增加了一倍以上。目前，我國(guó)每年的危險(xiǎn)固體廢棄物生產(chǎn)量約為3500萬(wàn)t。盡管我國(guó)危險(xiǎn)固體廢棄物處置技術(shù)迅速發(fā)展，但危險(xiǎn)固體廢棄物的持久性已導(dǎo)致我國(guó)的危險(xiǎn)固體廢棄物排放量逐漸增加。本文以國(guó)內(nèi)和國(guó)外控制危險(xiǎn)固體廢棄物的現(xiàn)狀為依據(jù)，側(cè)重于對(duì)危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行比較性分析，并分析了與廢棄物管理有關(guān)的各種問(wèn)題，特別是與廢棄物管理有關(guān)的問(wèn)題。通過(guò)四種無(wú)害環(huán)境處置技術(shù)，分別是穩(wěn)定/固化、碳酸鹽、等離子氣化和超臨界水氧化，對(duì)處理各種危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行分析。

1 國(guó)內(nèi)外危險(xiǎn)固體廢棄物的控制現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外的控制現(xiàn)狀

20世紀(jì)70—80年代，日本、大不列顛及北愛(ài)爾蘭聯(lián)合王國(guó)和美利堅(jiān)合眾國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家建立了更完善的醫(yī)療廢棄物收集、過(guò)境、處置和控制系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)固體廢棄物的安全處置。1980—1990年期間，歐洲國(guó)家對(duì)危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行了安全處置，并通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)解決了潛在的長(zhǎng)期危險(xiǎn)固體廢棄物，如將長(zhǎng)期性有機(jī)污染物集中起來(lái)等，從而快速形成一個(gè)具有成本效益的處置系統(tǒng)。

固體廢棄物的處置過(guò)程十分危險(xiǎn)，在操作過(guò)程中必須根據(jù)嚴(yán)格的要求。目前，國(guó)外公司采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)控制危險(xiǎn)固體廢棄物的產(chǎn)生，從源頭對(duì)危險(xiǎn)固體廢棄物的產(chǎn)生進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的主題。此外，國(guó)外危險(xiǎn)固體廢棄物公司擁有相關(guān)的專門(mén)知識(shí)（主要是旋轉(zhuǎn)窯焚化技術(shù)），在運(yùn)輸過(guò)程中受到嚴(yán)格控制，旨在從根本上解決危險(xiǎn)固體廢棄物的處置問(wèn)題[1]。

1.2 國(guó)內(nèi)的控制現(xiàn)狀

關(guān)于危險(xiǎn)固體廢棄物的處置，我國(guó)立法直到2004年才開(kāi)始正式實(shí)施。目前，我國(guó)對(duì)于危險(xiǎn)固體廢棄物的處置執(zhí)法力度有所加強(qiáng)，但由于我國(guó)關(guān)于危險(xiǎn)固體廢棄物的處置技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家還存在落后的現(xiàn)象，導(dǎo)致危險(xiǎn)固體廢棄物的控制、管理和處置系統(tǒng)發(fā)展緩慢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，家庭生活和大量企業(yè)產(chǎn)生的少量廢棄物對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，平均每人每天會(huì)產(chǎn)生超過(guò)1公斤危險(xiǎn)固體廢棄物。此外，不完整的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2012年5—8月中旬期間，江西省貴西市、陽(yáng)縣和吳寧縣產(chǎn)生了1400t以上的危險(xiǎn)固體廢棄物，全部來(lái)自發(fā)達(dá)地區(qū)，如長(zhǎng)三角地區(qū)。危險(xiǎn)固體廢棄物的毒性極高，大多數(shù)轉(zhuǎn)移地點(diǎn)都位于偏遠(yuǎn)的村莊和村莊，這就造成了一定程度的監(jiān)測(cè)困難[2]。

2 危險(xiǎn)固體廢棄物無(wú)害化處置技術(shù)

2.1 穩(wěn)定化/固化技術(shù)

穩(wěn)定/固化技術(shù)是將危險(xiǎn)固體廢棄物轉(zhuǎn)化為高度不溶解的穩(wěn)定物質(zhì)，其方法是對(duì)硬材料或化學(xué)穩(wěn)定劑進(jìn)行無(wú)機(jī)濃縮。20世紀(jì)50年代，繼對(duì)若干國(guó)家的危險(xiǎn)固體廢棄物處置問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)研究之后，我國(guó)又對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了研究，其中包括石灰固化、水泥固化、粘合劑固化、有機(jī)聚合物固化、塑料材料固化、陶瓷、鋅、鋅等。通過(guò)玻璃固化和化學(xué)固化，對(duì)廢棄物進(jìn)行處理，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)土壤凈化過(guò)程中對(duì)廢棄物進(jìn)行處理。實(shí)踐表明，應(yīng)通過(guò)粘合劑固化和有機(jī)廢棄物的無(wú)機(jī)固化來(lái)處理無(wú)機(jī)廢棄物。穩(wěn)定/固化處置技術(shù)已得到良好應(yīng)用，所需材料的價(jià)格較低，足以處置各種危險(xiǎn)固體廢棄物，而且其處置成本比焚化和堆肥的成本相對(duì)較低，但也存在一些缺陷，例如蓄積增加處置后的廢棄物的重量以及以對(duì)含有有機(jī)物的廢棄物進(jìn)行固化處理。穩(wěn)定化/固化技術(shù)需要有應(yīng)用設(shè)備較為熟練的工人和昂貴的設(shè)備，而處置作業(yè)不當(dāng)則可能會(huì)導(dǎo)致二次污染等[3]。

2.2 快速碳酸化技術(shù)

快速碳酸鹽技術(shù)最初是于1990年引進(jìn)。如果危險(xiǎn)固體廢棄物全部和完全暴露于高二氧化碳濃度下，就會(huì)加速反應(yīng)。最初通過(guò)快速碳酸化技術(shù)為了從礦物中去除碳酸鹽。通過(guò)快速碳酸化技術(shù)，將一些工業(yè)熱反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物可能對(duì)二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵和鋼爐渣、電解質(zhì)殘留物、煤灰和廢棄物焚化爐灰、廢棄建筑材料和熔煉過(guò)程中某些金屬的尾部進(jìn)行處理。此外，快速處理碳酸鹽的技術(shù)可將重金屬的濃度減少80%[4]。

2.3 等離子氣化技術(shù)

等離子體固體廢棄物處理通過(guò)等離子體在3000～5000℃之間加熱廢棄物，溫度達(dá)到10000℃時(shí)，可以時(shí)基本粒子的活性能量大大超過(guò)分子化學(xué)密鑰的作用，而此時(shí)正是多氯聯(lián)苯轉(zhuǎn)移的時(shí)候。這種物質(zhì)是以原子運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，其原始物質(zhì)被打破，從而將危險(xiǎn)固體廢棄物轉(zhuǎn)化為安全物質(zhì)在這一過(guò)程中，原材料的有機(jī)物質(zhì)被分解成易燃?xì)怏w，而無(wú)機(jī)物則被分解成液體，通過(guò)冷卻轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的建筑材料[5]。

用于處理危險(xiǎn)固體廢棄物的等離子體氣化技術(shù)始于20世紀(jì)60年代初，在20世紀(jì)90年代后期被廣泛用于處置低放射性材料、化學(xué)武器等。美國(guó)的Nishiya公司發(fā)起了一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，主要是將家用廢棄物和污水污泥轉(zhuǎn)化為新的能源。2013年底，上海引進(jìn)了危險(xiǎn)固體廢棄物處理技術(shù)，目前，等離子氣化技術(shù)已自全世界積極應(yīng)用于若干項(xiàng)目中。目前，等離子廢棄物處置技術(shù)商業(yè)化模式，使得危險(xiǎn)固體廢棄物等離子處理項(xiàng)目需要更多的初期投資和較長(zhǎng)的資金回收期，但從長(zhǎng)期來(lái)看，這將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 超臨界水氧化技術(shù)

超臨界水氧化技術(shù)（OSC）最初是美國(guó)麻省理工學(xué)院（麻省理工學(xué)院）的學(xué)者M(jìn)odel教授于20世紀(jì)80年代中期研究出的一種新型技術(shù)，涉及在水的超臨界狀態(tài)（超低溫）下對(duì)有機(jī)廢棄物進(jìn)行氧化處理。目前，國(guó)內(nèi)外專家對(duì)超臨界水氧化工藝技術(shù)進(jìn)行了大量研究，以處理從普通酒精、酚和硝基甲苯到難以販運(yùn)的毒性物質(zhì)等各種各樣的有機(jī)體，如氰化物和芳香衍生物等。許多研究表明，許多不易降解的生物可以通過(guò)超臨界水技術(shù)迅速氧化，分解成不含有毒性的小分子化合物。因此，該技術(shù)在處理有毒和危險(xiǎn)的有機(jī)廢棄物方面有了十分廣泛的研究。

該項(xiàng)研究得出結(jié)論，當(dāng)超臨界反應(yīng)劑量為420℃、24Mpa、10pH和1000Mg/l時(shí)，最初反應(yīng)條件下的油污污泥處理率為95%。二使用超臨界水氧化技術(shù)處理廢棄電路板，與濕氧化相比，超臨界氧化技術(shù)可大大提高氧化率，產(chǎn)品不需要進(jìn)一步處理，與焚化方法相比，它可節(jié)省脫水、干燥和薄膜物質(zhì)處理的費(fèi)用。

3 結(jié)論

我國(guó)存在的危險(xiǎn)固體廢棄物類型復(fù)雜多樣，控制和處置技術(shù)尚不成熟，隨著近年來(lái)危險(xiǎn)固體廢棄物的產(chǎn)生增加，應(yīng)通過(guò)加速優(yōu)化現(xiàn)有的管理和控制系統(tǒng)，并進(jìn)一步加強(qiáng)現(xiàn)有的管理和控制系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)危險(xiǎn)固體廢棄物的無(wú)害處置技術(shù)進(jìn)行研究，簡(jiǎn)單探討了集中不同形式的處理技術(shù)，旨在發(fā)展長(zhǎng)期消除潛在危害固體廢棄物的工作，最終實(shí)現(xiàn)減少?gòu)U棄物的最終目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]范秀娟.危險(xiǎn)廢棄物焚燒重金屬固化特性的研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2007.

[2]徐緹，劉燦嘉，戰(zhàn)玉柱，等.危險(xiǎn)廢棄物處置項(xiàng)目運(yùn)作模式探析[J].環(huán)境科技，2015，28（1）：61-64.

[3]陸剛.一起危險(xiǎn)固體廢棄物非法轉(zhuǎn)移案芻議城市危廢監(jiān)管的缺失[J].環(huán)境科技，2011，24（3）：52-55.

收稿日期：2019-06-18

作者簡(jiǎn)介：譚婷（1987-），女，漢族，本科學(xué)歷，研究生在讀，研究方向?yàn)楣补芾怼?/p>