深圳市环保科技集团有限公司 广东深圳 518049
摘要:当前,在经济全球化快速发展的背景下,我国经济逐步进入了新的发展时期。传统的经济发展过程中,过于追求发展的经济效益,忽略了发展中的生态环境效益,引发了一系列的发展问题。工业生产所产生的危险固体废弃物较多,不仅造成了严重的生态环境问题,还对人体健康产生了严重的威胁。因此,危险固体废弃物的无害化处置极为重要。基于此,本文详细分析了固体废弃物的危害与无害化处理技术。
关键词:危险固体废弃物;处置;管理;危害;措施
一、危险固体废弃物无害化处置的重要性
当今社会,经济发展节奏持续加快,所产生的危险固体废弃物呈骤增状态,对土地、水源、空气等构成严重威胁,对无害化处置技术的应用产生了强烈需求。若对危险固体废弃物处置不当,则极易危及自然生态环境及人类生存安全。固体废弃物可分为一般固体废弃物与危险固体废弃物两种类型。前者主要出现于一般性的社会生产生活,处理难度相对较小,对外界自然生态环境的影响相对弱化,而后者的物理特性与化学特性特殊,传播性较强,是部分重大疫病的潜在诱因。长期以来,国家高度重视危险固体废弃物的无害化处置,先后相继制定实施了一系列有关于危险固体废弃物无害化处置的技术标准与行业规范,取得了令人瞩目的现实成就,积累了丰富而宝贵的实践经验。同时,部分医疗卫生机构、化工生产企业等单位也在危险固体废弃物无害化处置方面进行了大量有益探索,建立了危险固体废弃物处理专门场所,制定了危险固体废弃物处理流程。尽管如此,在危险固体废弃物无害化处置实践中,依旧存在着多方面的薄弱环节,主要表现在:
无害化处置观念淡化、无害化处置技术水平低下、无害化处置成效不足等,必须引起有关人员高度重视。
二、危险固体废弃物无害化处置技术
2.1稳定化/固化技术
稳定化 / 固化技术也就是通过一些化学稳定剂或者无机凝硬性材料,把危险废物向高度不溶性的稳定物质转变,稳定性固化技术主要是20 世纪 50 年代,在对放射性废物进行处理过程中研发出来的,后来各国也对危险性废物的处置采取了相应的方法进行处理,当前使用比较广泛的有水泥固化法、石灰固化法、有机聚合物固化法、自胶结固化法等。稳定化/固化技术主要是对一些工业生产过程中出现的废渣进行处理,通过相关实践就可以发现无机废弃物可以使用自胶结固化法来对其进行处理,而有机废物通常条件下使用无机物包容法来对其进行处理,稳定化/固化处置技术经过长时间的发展已经越来越成熟,而且使用的材料较为充足,价格较低,可以对大范围的危险废物进行处理。比如说在完成处理之后,废弃物的质量和体积都会有一定程度的增加,另外,有些废物当中含有大量有机物,在固化的过程中无法很好地进行处置,需要昂贵的设备和熟练的工人,如果无法对其进行合理处置,可能会造成二次污染的出现。
2.2焚烧处理技术
(1)层燃式焚烧炉
层燃式焚烧炉无需对垃圾进行预处理,在焚烧过程中只需要对垃圾进行搅动,就不会使得垃圾表面产生固化现象,从而提高了垃圾内部的传热和气体流动性能,为垃圾提供充足的燃烧时间直至完全燃烧。此外,选用层燃式焚烧炉方式能够使得垃圾的干燥、着火、燃烧、燃尽等过程都在炉排上完成,提高了垃圾处理的效率。同时,燃烧稳定性较强,炉内温度、锅炉余热和蒸发量都不会产生大浮动变化,适用于城市生活垃圾处理,也是目前世界最常用、处理量最大的生活垃圾焚烧炉,在欧美等先进国家得到广泛使用。
(2)流化床式焚烧炉
流化床焚烧炉的焚烧机理与燃煤流化床相似,利用床料的大热容量来保证垃圾的着火燃烬,床料一般加热至600℃左右,再投入垃圾,保持床层温度在850℃。流化床焚烧炉可以对任何垃圾进行焚烧处理,燃烧十分彻底。但对垃圾有破碎预处理要求,且易发生故障。如果生活垃圾是高粘度半流体状态或者是厨余垃圾类型的,即使投入流化床式焚烧炉内也无法完全燃烧。
(3)回转窑式焚烧炉
回转窑式焚烧炉主要包括水冷壁和耐火砖衬这两种形式。回转窑焚烧炉主要由废弃物接纳、储存、进料、炉体、废热回收、二次污染控制等部分组成。炉身稍微倾斜,炉内圆筒低速回转,从高端将垃圾送入焚烧炉内并由炉筒翻转而进行高速燃烧,燃烧的灰烬从下端排出。回转窑常用于成分复杂、有毒有害的工业废物和医疗垃圾,在生活垃圾焚烧中应用较少。
2.3水泥窑协同处置技术
水泥窑协同处置污泥技术,是指将需要处置的污泥采用密封的运输方式,运输到指定地点后利用水泥窑窑尾的高温进行煅烧处置。目前水泥窑协同处置污泥技术主要可分为如下两类:
(1)直接入窑,即用污泥泵将含水率为80%及以上的污泥直接送入回转窑窑尾,污泥在回转窑内进行焚烧。采用此种处置方式时,污泥预先不需要进行烘干处理,但会造成烟室内温度出现较大波动的现象,可能影响水泥生产线的平稳运行。
(2)干化后入窑,即在专门的干化设备中,利用窑尾锅炉余热将污泥含水率降低至30%,然后送入分解炉燃烧。采用此种处置方式时,需要增加专门的干化设备,并且干化过程中的废弃比较难以处理。
2.4快速碳酸化技术
快速碳酸化技术的主要原理在于将危险固体废弃物置于高浓度二氧化碳环境中,经过特定化学反应,使有害物质在热反应的作用下进行分解,生成其他不具备危害或危害程度较低的物质,最终降低危险固体废弃物的危害程度。在快速碳酸化技术的应用初期阶段,更多地运用于矿产行业,提高冶炼效果,随着技术的不断创新,逐渐应用于危险固体废弃物无害化处置。尽管快速碳酸化技术的处置效果较好,但由于工艺环节流程相对复杂,经济成本较高,在大规模应用方面存在明显短板,更多适用于高危重点危险废弃物处理。
2.5等离子气化技术
等离子气化处置技术主要是对危险固体废弃物使用等离子火炬、弧等加热处理实现的,在这种处理技术下,废弃物的温度基本可以达到 3000~5000℃,其中基本粒子的活动能量超过了化学键,原子热运动成为其主要的运动方式,降低了危险固体废弃物本身的活力,一些危险固体废弃物会逐步向无害物质转变,废弃物中的有机物在此作用会逐步分解,成为可燃气体,而废弃物中的无机物会逐步融化,成为液态渣,这种液态渣可以被广泛地应用于建筑工程项目中。
等离子气化技术与焚烧技术等相比,具有明显的应用优势,不会产生致癌物质,且处置操作的工艺流程较为简单、设备结构简单,操作便捷。就我国等离子气化技术的应用来看,还需要重视反应器的设计与反应动力学等相关内容,影响了该技术的推广应用。
2.6超临界水氧化技术
超临界水氧化技术(OSC)最初是美国麻省理工学院(麻省理工学院)的学者 Model 教授于 20 世纪 80 年代中期研究出的一种新型技术,涉及在水的超临界状态(超低温)下对有机废弃物进行氧化处理。目前,国内外专家对超临界水氧化工艺技术进行了大量研究,以处理从普通酒精、酚和硝基甲苯到难以贩运的毒性物质等各种各样的有机体,如氰化物和芳香衍生物等。许多研究表明,许多不易降解的生物可以通过超临界水技术迅速氧化,分解成不含有毒性的小分子化合物。因此,该技术在处理有毒和危险的有机废弃物方面有了十分广泛的研究。
该项研究得出结论,当超临界反应剂量为 420℃、24MPa、10pH 和
1000Mg/L 时,最初反应条件下的油污污泥处理率为 95%。二使用超临界水氧化技术处理废弃电路板,与湿氧化相比,超临界氧化技术可大大提高氧化铝,产品不需要进一步处理,与焚化方法相比,它可节省脱水、干燥和薄膜物质处理的费用。
三、优化危险固体废弃物无害化处置的有效策略
案例分析:项目主要对深圳市制造业产生的各类废物进行减量化处理或资源化利用。其中,对有机废液、无机废液进行减量化处理,对含铜、镍、锡、金、银等有色金属废弃物和废磷酸、废硝酸等进行资源化利用。项目采用的工艺属于废物中间处理过程,减量化后剩余的压滤污泥等废物委托拉运至位于深圳市福田区的红梅安全填埋场填埋处置,剩余的浓缩液和浮油等废物委托拉运至位于深圳市龙岗区的焚烧处置基地焚烧处置(少量浓缩液委托其他有资质的单位处置),资源化后产生的各类产品销售给有关利用单位。项目分为处理区和利用区两个地块建设。
3.1固体废弃物的种类
固体废弃物主要有压滤污泥、蒸发浓缩液、浮油、絮凝沉淀污泥、废活性炭、废超滤膜、废反渗透膜、低银污泥、脱水铜镍污泥、干净容器和生活垃圾等。
3.2处理方式
固体废弃物的处理处置物采取分类收集、分类处置的原则进行。本项目产生一般工业废弃物干净容器拟交由资源回收单位回收利用;生活垃圾收集后,每天交由环卫部门处理;危险废物在危险废物临时堆场进行分类临时堆放,定期采取如下方式处理:
(1)压滤污泥、絮凝沉淀污泥、废活性炭、废超滤膜、废反渗透膜、低银污泥:定期运至建设单位自有的红梅安全填埋场进行安全填埋。
(2)蒸发浓缩液、浮油:定期送至建设单位自有的龙岗基地焚烧处理处置.
(3)脱水铜镍污泥:定期运至乳源瑶族自治县鑫源环保金属科技有限公司综合利用。
3.3危险废物减量化措施分析
(1)污泥减量化措施
本项目工艺已充分考虑污泥的减量,采用隔膜压滤的方式,与传统的固液分离技术相比,污泥含水率大大减少。另外,项目加强管理,在废液处理过程中精确控制处理试剂的投加量,尽量减少资源消耗,减少污泥产生量。
(2)浓缩液减量化措施
本项目有机类废液采用MVR蒸发浓缩,浓缩液送至建设单位自有的龙岗基地焚烧处理处置,较以往的物化-生化法,可大大减少废水处理污泥的产生量。
3.3固体废物处置措施
(1)施工期固体废物由于其成分较简单,数量较大,因此收集和运输的原则是集中处理,及时清运。
(2)工程弃土、建筑垃圾和装修应集中堆放,有条件的应在其周围建立简单的防护带,防护带可以用木桩做支柱,四周用塑料或帆布围成,以防止垃圾的散落,并及时清运。
(3)施工期废弃土方运至管理部门指定的弃土受纳场,建筑垃圾和装修垃圾运至管理部门指定建筑垃圾受纳场处理。
(4)废油漆、废涂料及其内包装物等属于危险废物,必须严格执行危险废物管理规定,由专人、专用容器收集,并定期交送有危险废物处置资质的专业机构处置。
(5)对于施工人员聚居地的生活垃圾,定点设立专用容器(如垃圾箱)加以收集,并按时每天清运。对于非固定人员分散活动产生的垃圾,除对施工人员加强环境保护教育外,也应设立一些分散的小型垃圾收集器,如废物箱等加以收集,并派专人定时打扫清理。
(6)施工期间,对于运送散装建筑材料的车辆,必须按照有关规定用蓬布进行遮盖,以免物料洒落。
(7)在工程竣工以后,施工单位应同时拆除各种临时建筑,并负责将工地的剩余建筑垃圾、工程渣土处理干净,做到“工完、料尽、场地清”。建设单位应负责监督施工单位的固体废物处置清理工作。
四、结束语
随着技术的进步,危险固体废弃物无害化处置技术也逐步发展,技术越发多样,这些技术对危险固体废弃物的处理实现了废弃物的无害化、资源化处理,是实现可持续发展的重要途径,减少了危险固体废弃物所引发的生态与环境问题,为人类创造了良好的生产生活环境。
参考文献:
[1]危险废弃物处置项目运作模式探析[J].徐缇,刘灿嘉,战玉柱,苏庆.环境科技.2015(01)
[2]超临界水氧化处理油性污泥工艺参数优化的研究[D].徐雪松.石河子大学2016
[3]焚烧飞灰及含氟污泥危险废物稳定化预处理技术研究[D].张艺.南京大学2016
[4]城市固体废弃物处理及综合利用分析[J].于淼.资源信息与工程.2017(03)