危險廢物資源化利用路徑探析

馬海云

（新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830002）

所謂危險廢物資源化利用，簡單來說就是采用適合的技術(shù)工藝，在危險廢物中回收有用的物質(zhì)及資源，一方面實現(xiàn)了危險廢物減量化、無害化的目的，防止二次污染及其對環(huán)境的威脅，另一方面促進(jìn)了生產(chǎn)和生活系統(tǒng)的綠色循環(huán)連接，實現(xiàn)資源利用最大化。為此，相關(guān)人員應(yīng)該明確危險廢物的來源和常見類型，通過建立健全危險廢物監(jiān)管體系及科學(xué)應(yīng)用回收處置危險廢物工藝技術(shù)，不斷強(qiáng)化危險廢物資源化利用的能力，從而提高危險廢物綜合利用和安全處理的效率。

1 危險廢物的來源及常見類型

1.1 生活源危險廢物

危險廢物種類繁多，來源具有多樣性，其中生活源是危險廢物的主要來源之一。生活源危險廢物多見于日常生活用品，包括廢棄的體溫計、家用電器、含汞電池、日光燈等。這些生活廢物大多具有腐蝕性、易燃性，含有毒物質(zhì)或能夠浸出有毒物質(zhì)，將其混雜在居民區(qū)生活垃圾中隨意丟棄，不但會危害生態(tài)環(huán)境，也會直接影響人體健康。

1.2 商業(yè)源危險廢物

除生活源危險廢物之外，商業(yè)活動產(chǎn)生的危險廢物數(shù)量也在逐年增加。商業(yè)源危險廢物主要和商業(yè)機(jī)構(gòu)提供的服務(wù)有關(guān)，危險廢物類型以化工合成物質(zhì)為主，比如照相館廢棄的顯影液和定影液、洗衣店的廢棄溶劑、打印店的廢棄油墨、汽車維修機(jī)構(gòu)的廢潤滑油以及顏料商店的過期顏料和稀釋劑等，這些廢棄物都具有毒性和易燃性。雖然商業(yè)源的危險廢物數(shù)量相對較少，但是同樣會污染環(huán)境，是危險廢物資源化利用關(guān)注的重點。

1.3 農(nóng)業(yè)源危險廢物

農(nóng)業(yè)源危險廢物主要來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的除草劑、殺蟲劑、農(nóng)藥包裝廢棄物等，其中農(nóng)藥類危廢毒性非常高，異狄氏劑、毒殺芬、三氯苯氧乙酸等農(nóng)藥物質(zhì)，可以通過吸入、皮膚接觸等方式進(jìn)入人體，危害人體健康；隨意丟棄的農(nóng)藥包裝廢棄物，在土壤中很難降解，經(jīng)過環(huán)境積累后，會影響植物吸收養(yǎng)分和水分，還可能成為有害生物的巢穴，動物誤食后可能引發(fā)消化道疾病或死亡，造成長期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問題。

1.4 工業(yè)源危險廢物

隨著人口增長及工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危廢數(shù)量及種類都在不斷遞增。工業(yè)源危險廢物的來源主要包括化工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、金屬冶煉工業(yè)、采礦工業(yè)、煉油工業(yè)等生產(chǎn)行業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電鍍廢渣、廢有機(jī)溶劑、廢乳化液、有色金屬冶煉渣、廢礦物油等，這些工業(yè)源危險廢物通常具有毒性、易燃性、感染性以及較強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)性。工業(yè)危廢若處理和回收不當(dāng)，會污染水源、土壤和大氣環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，影響動植物生存。

1.5 醫(yī)療源危險廢物

醫(yī)療源危險廢物主要是指醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的醫(yī)療廢棄物，常見類型包括感染性、病理性、損傷性、藥物性和化學(xué)性廢物。其中感染性廢物和病理性廢物，如廢棄血液、血清、人體組織、病理蠟塊等，通常攜帶具有感染性的細(xì)菌和病毒，資源利用價值偏低，一般做焚燒處置；損傷性廢物主要指醫(yī)用銳器，如手術(shù)刀、載玻片、玻璃試管、醫(yī)用針頭等；藥物性廢物包括過期、淘汰以及被污染的醫(yī)用藥品，如一般性藥物、過期的疫苗、細(xì)胞毒性藥物等；化學(xué)性醫(yī)療危廢具有毒性、腐蝕性、易燃易爆性，包括含汞的廢棄血壓計、溫度計，醫(yī)學(xué)影像、實驗室的化學(xué)試劑及廢棄化學(xué)消毒設(shè)備等，這些醫(yī)療源危險廢物如果得不到妥善處置和利用，不僅會造成環(huán)境污染，還可能引發(fā)病毒傳播，對人類造成危害。

2 危險廢物的資源化利用路徑

2.1 建立健全危險廢物監(jiān)管體系

想要實現(xiàn)對危險廢物的資源化利用，必須立足當(dāng)前的數(shù)字化背景，建立健全危險廢物監(jiān)管體系，統(tǒng)籌危險廢物的存量和增量監(jiān)管，利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G等先進(jìn)技術(shù)，建成經(jīng)濟(jì)適用、集約高效、綠色智能的數(shù)字化監(jiān)管體系，從而為長效的危險廢物資源化利用奠定基礎(chǔ)。

首先，在建設(shè)危險廢物數(shù)字化監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)該引入和推廣“危險廢物在線”、“一般工業(yè)危廢在線”等智能閉環(huán)監(jiān)管系統(tǒng)，對危險廢物產(chǎn)生、處置、回收利用實施全流程的溯源和監(jiān)管；其次，在推進(jìn)危險廢物全過程智能化管理平臺建設(shè)時，應(yīng)該采用視頻聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)控手段，建立相關(guān)的智能監(jiān)測預(yù)警分析應(yīng)用模型，在危險廢物的主要來源和場所推廣智能監(jiān)控系統(tǒng)，鼓勵工業(yè)企業(yè)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)引進(jìn)大數(shù)據(jù)信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，應(yīng)用危險廢物收集、分析、轉(zhuǎn)運(yùn)、處置、服務(wù)五位一體的信息化管理系統(tǒng)，系統(tǒng)與危廢監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)對接，從而實時獲取最真實的危險廢物存量和增量數(shù)據(jù)；最后，在完善危險廢物監(jiān)管體系時，還應(yīng)該增設(shè)危廢企業(yè)數(shù)字化臺賬以及危廢信息預(yù)警機(jī)制，詳細(xì)記錄相關(guān)企業(yè)、單位的危廢產(chǎn)生量、處置和利用數(shù)據(jù)信息，對危險廢物排放達(dá)不到安全標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)或單位，系統(tǒng)會自動發(fā)出預(yù)警提醒。通過對危險廢物監(jiān)管體系的建設(shè)和完善，達(dá)到精密智控和整體智治的目的，為危險廢物資源化利用創(chuàng)造先決條件[1]。

2.2 廢有機(jī)溶劑的資源化回收

廢有機(jī)溶劑是常見的危險廢物類型之一，主要來自化工、涂料、制藥等行業(yè)，有機(jī)溶劑在生產(chǎn)、配制、使用等環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生危險廢物，廢有機(jī)溶劑具有分子量小、揮發(fā)性強(qiáng)、脂溶性等特點，其中含有多種鹵代烴、多環(huán)芳烴等有害物質(zhì)。針對廢有機(jī)溶劑的處理，早期一般采用焚燒法，但是焚燒不可避免會產(chǎn)生廢氣，造成二次污染。目前，廢有機(jī)溶劑的資源化利用路徑主要以回收處理為主，通過采用催化氧化、精餾、萃取等技術(shù)工藝，回收廢有機(jī)溶劑中的有用物質(zhì)。

首先，以蒸餾法再生廢有機(jī)溶劑包括簡單蒸餾法和精餾法。簡單蒸餾法也稱常壓蒸餾，相關(guān)人員需分析廢有機(jī)溶劑中的雜質(zhì)成分，綜合考慮廢有機(jī)溶劑處理量、pH值、電導(dǎo)率等指標(biāo)，將廢有機(jī)溶液分批加入蒸餾釜，按配比摻入酸堿中和劑，在外壓恒定的條件下加熱廢有機(jī)溶液至沸騰，將蒸餾出的有機(jī)溶劑蒸汽引入冷凝器中冷凝成產(chǎn)品，分批加入再生有機(jī)溶劑儲槽，以達(dá)到廢有機(jī)溶劑資源化再生的目的。精餾法是在簡單蒸餾的基礎(chǔ)上，根據(jù)有機(jī)溶劑物料的具體情況，將物料加入精餾-分子篩膜耦合分離及脫水系統(tǒng)，經(jīng)過后級精制精餾塔的提純分離后，得到能夠循環(huán)利用的有機(jī)溶劑制品[2]。再者，針對沸點較高、具有熱敏性的廢有機(jī)溶劑物料，實施資源化利用時還可以采用薄膜蒸發(fā)技術(shù)，將廢有機(jī)溶劑加入降膜蒸發(fā)器，使溶劑通過管殼式蒸發(fā)器、盤管式換熱器、疏水閥、冷凝器、壓縮機(jī)，可再生處理丙酮、異丙酮、甲苯等多種廢有機(jī)溶劑，從而集約能源、保護(hù)環(huán)境。

2.3 廢礦物油的資源化處置

廢礦物油是指從石油、煤炭、油頁巖中提取和精煉，通過后期加工和使用，使其原有的物理和化學(xué)性能發(fā)生改變的廢棄礦物油[3]。廢礦物油不能在生產(chǎn)中繼續(xù)使用，其成分主要有C15-C36的烷烴、多環(huán)芳烴、苯系物和酚類，能夠滲透到土壤深層，污染土壤和淺層地下水。早期廢礦物油處置回收主要采用蒸餾-硫酸-白土精制工藝，這種技術(shù)在處理過程中容易產(chǎn)生二次污染。

目前針對廢礦物油資源化利用較為科學(xué)的技術(shù)工藝有酸-白土精制技術(shù)、蒸餾-萃取-白土精制技術(shù)、蒸餾-溶劑精制-加氫精制技術(shù)以及脫金屬-固定床加氫精制技術(shù)等。其中蒸餾-溶劑精制-加氫精制技術(shù)，是資源化處理廢礦物油過程中對環(huán)境危害性最小的技術(shù)，不存在酸渣處理和二次污染問題。工藝實施方法是將廢礦物油物料加入蒸餾設(shè)備，把物料中的水分和氫組分通過常壓蒸餾去除；然后進(jìn)行第一次丙烷抽提，去除物料中的油泥、氧化物以及部分添加劑；對物料實施減壓蒸餾后，再進(jìn)行第二次丙烷抽提，去除物料中殘留的添加劑；最后對物料進(jìn)行加氫精制，得到合格的礦物油產(chǎn)品。運(yùn)用蒸餾-溶劑精制-加氫精制技術(shù)資源化處理廢礦物油，對工藝水平、操作條件要求較高，但再生油品質(zhì)量優(yōu)于其他工藝油品，適宜在廢礦物油資源化利用領(lǐng)域大力推廣[4]。

2.4 工業(yè)廢渣的資源化利用

工業(yè)廢渣是常見的工業(yè)源危險廢物，一般指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物，以冶金、能源、采礦、化工等行業(yè)排放量最多，比如冶金渣、電石渣、粉煤灰、煤矸石、鋼渣等。堆存工業(yè)廢渣會占用土地資源，排入水域則會給環(huán)境造成危害，淤塞河道、危害生態(tài)平衡等。工業(yè)廢渣的危險廢物資源化利用路徑非常多，根據(jù)工業(yè)廢渣的具體種類和特點，通過工藝加工，可以使之再生為工業(yè)生產(chǎn)原料、治理工業(yè)污染的原料等，從而實現(xiàn)“變廢為寶”、“以廢治廢”的資源化利用目標(biāo)。

例如，在利用工業(yè)廢渣電石渣時，可以采用干燥蒸發(fā)技術(shù)對電石渣進(jìn)行加工，將其再生為工業(yè)氫氧化鈣、酸性廢水廢液中和劑、脫硫劑等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以循環(huán)利用于煙氣脫硫、鋼鐵和污水處理等行業(yè)。再如，在資源化利用高爐渣、粉煤灰等工業(yè)危險廢物時，可以采用堿性硫酸鹽，將其制成膨脹礦渣珠、鋁硅酸鹽玻璃微珠等，用于取代膨脹礦渣、人造輕集料以及保溫耐火材料磚的原料等；顆粒較細(xì)、質(zhì)量均勻的粉煤灰，還可以用于配制高強(qiáng)度混凝土、加氣混凝土、海工混凝土和新型墻體材料[5]。

此外，工業(yè)廢渣煤矸石可以結(jié)合矸石中的煤炭回收，利用煤矸石中含有的少量有機(jī)質(zhì)，將煤矸石加入沸騰爐做供暖和發(fā)電原料，利用后的灰渣可作為水泥生產(chǎn)和建筑材料；未經(jīng)燃燒的煤矸石還可以應(yīng)用于配料制磚，在制磚生產(chǎn)中，煤矸石中的有機(jī)物會自燃，進(jìn)而節(jié)約制磚所用的原料煤，從而實現(xiàn)工業(yè)廢渣在土木工程和建筑領(lǐng)域的綜合資源化利用。

2.5 貴金屬污泥的資源化回收

貴金屬污泥是工業(yè)源和商業(yè)源產(chǎn)出的危險廢物，包括商業(yè)經(jīng)營、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)產(chǎn)生的廢水廢料，以及金屬冶煉行業(yè)排放的工業(yè)生產(chǎn)污泥。貴金屬污泥中不僅含有重金屬、堿金屬和堿土金屬，還含有稀土元素和貴金屬，回收利用價值和經(jīng)濟(jì)價值十分可觀。貴金屬污泥的資源化利用路徑主要是采用電解工藝、吸附法和火法回收。例如，在回收廢催化劑污泥時，就可以采用吸附法，先對含有貴金屬的廢催化劑污泥進(jìn)行預(yù)處理，在污泥中加入酸和氧化劑，使廢催化劑污泥分解、溶出貴金屬物質(zhì)，預(yù)處理氧化劑可使用雙氧水、次氯酸鈉、鹽酸等。吸附步驟在常溫常壓條件下進(jìn)行，將預(yù)處理后的污泥物料液體，自上而下注入裝有吸附劑的吸附柱內(nèi)，吸附劑可采用椰殼活性炭、焦炭、硅藻土、離子交換樹脂等；吸附貴金屬后，不含貴金屬的液體自下部流出；待吸附劑飽和后，將吸附劑取出，先在1 000 ℃下煅燒，再使用王水溶解，最后用鋅還原成純貴金屬粉。還原后的貴金屬材料熔點高，抗酸堿、耐腐蝕性都非常強(qiáng)，可以應(yīng)用于電氣、電子設(shè)備、航空航天、高溫儀表設(shè)備的生產(chǎn)加工。而通過對貴金屬污泥的資源化利用，減輕污泥進(jìn)入環(huán)境的風(fēng)險，發(fā)揮危險廢物的回收和經(jīng)濟(jì)潛力[6]。

2.6 廢電池的資源化利用

廢舊電池主要有一次性電池、充電電池和鉛酸蓄電池，其中含有汞、鉛、鉻、鎳、銀、鋰、鋅等有害物質(zhì)，廢電池和生活垃圾混放、填埋，會泄露大量重金屬物質(zhì)，污染土壤和地下水。針對廢電池的資源化利用，主要是采用溶解、萃取、沉淀、電解等技術(shù)工藝，分類回收廢電池中有價值的材料，同時對沒有利用價值的廢電池物質(zhì)進(jìn)行無害化處理，同步實現(xiàn)回收資源、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。例如，在資源化利用廢舊鋰電池時，應(yīng)先對廢電池進(jìn)行預(yù)處理，包括放電、拆解，以及處理拆解過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)。其中放電采用機(jī)械破碎法，集中收集廢電池拆解產(chǎn)生的殘留電解液；破碎后的隔膜可直接作為產(chǎn)品回收，除隔膜之外的材料使用鹽酸浸出陽極材料，在約100 ℃的條件下以碳酸鹽形式沉淀回收鋰；用溶劑萃取鋰中的鈷、銅、鋁等，從而獲得優(yōu)質(zhì)的金屬原材料。

2.7 廢日光燈的資源化處理

日光燈在生產(chǎn)制造過程中使用的各種金屬材料如純堿、硼砂、紅丹等物質(zhì)，都具有較高的資源化利用價值。廢日光燈屬于危險廢物，在丟棄、填埋后容易破碎，其含有的汞和其他化合物會在土壤中沉積，引發(fā)土壤和地下水的重金屬污染。針對廢日光燈的資源化利用，可以采用超聲輔助解吸、沉淀、混凝、吸附、稀土浸出、煅燒等技術(shù)工藝，得到各種金屬材料和稀土氧化物。具體處理流程是集中回收廢日光燈進(jìn)行清洗、液下破碎和超聲輔助解吸，分解出燈頭、含汞廢水和燈管碎片；燈頭分離成鋁、導(dǎo)線、玻璃和塑料；含汞廢水通過沉淀、混凝、吸附等工藝做無害化處理；燈管碎片中的熒光粉，經(jīng)稀土浸出、沉淀和煅燒得到稀土熒光粉，從而資源化利用日光燈危廢，彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展中的資源物質(zhì)缺口。

3 結(jié)語

綜上所述，危險廢物的常見來源包括生活源、商業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、工業(yè)源和醫(yī)療源，危險廢物中含有的有毒有害物質(zhì)對環(huán)境的破壞性非常強(qiáng)，同時也蘊(yùn)藏多種有價值的材料，實現(xiàn)危廢資源化利用能夠獲得客觀的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。為此，相關(guān)部門和人員應(yīng)該建立健全危險廢物監(jiān)管體系，為危廢有效處理利用創(chuàng)造先決條件，采用先進(jìn)工藝技術(shù)對廢有機(jī)溶劑、廢礦物油、工業(yè)廢渣、貴金屬污泥、廢電池、廢日光燈等危險廢物，進(jìn)行資源化利用和無害化處置，從而防治危廢污染，提高資源再生和綠色發(fā)展能力。