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关于危险废物暂存库废气处理工艺的探讨

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：阙佛容

[导读] 摘要：危险废物指列入国家危险废物名录以及根据国家规定具有易燃性、毒性、腐蚀性、感染性、危险特性的固体废物。

        广州同胜环保科技有限公司广东省广州市 510220
        摘要：危险废物指列入国家危险废物名录以及根据国家规定具有易燃性、毒性、腐蚀性、感染性、危险特性的固体废物。危险废物对生态环境和安全存在严重的危害，必须对其进行妥善处理，主要处理方式为无害化及资源化处理技术。根据危险废物处置工程技术导则，危废处置设施应依据废料特性，设置贮存量不低于15日处置能力的暂存库。危废暂存库贮存废物的种类繁多复杂，其产生的废气亦相对难于处理，本文就危废暂存库废气特点及处理工艺展开探讨。
        关键词：危险废物暂存库；废气处理；工艺
        引言：现如今，人们的生活水平不断提高，每天产生的工业与生活垃圾也越来越多。在这些垃圾中，很多都含有辐射或其他有害物质，处理不当就会造成严重后果。在此情况下，危险废物焚烧处理厂应运而生。然而由于我国垃圾处理方面的技术与发达国家还有很大差距，这些垃圾处理企业对垃圾的处理过程还存在不小的安全与环保隐患，需要不断的进行改进与创新。
        1.危险废物焚烧厂集中处理的优缺点分析
        1.1优势
        危险废物具有组成成分复杂，日产生量较多，具有一定的污染性等特点，传统的几种处理方法中，填埋法容易导致地下水污染，对填埋垃圾的种类有较强的选择性；分类回收法和堆肥法效率较低，难以解决当前日益增多的生活垃圾处理需求。相比之下，焚烧法则具有诸多优势，例如对危险废物的选择性不高，无论是金属、塑料还是其他垃圾，在高温环境下都可以被转化为无机物固态残渣。另外，一些可燃的危险废物，在燃烧时释放的热能，可以经过回收后循环利用，在发电、供暖等方面，也发挥了一定的价值。垃圾焚烧厂的占地面积相对较小，且每天的处理能力较高，一座中等规模的垃圾焚烧厂，基本可以满足一座城市甚至周边城市的垃圾处理需要。
        1.2缺点
        随着危险废物焚烧厂数量的增加，一些负面影响也逐渐引起了社会各界的关注。例如垃圾析出液如果处理不当，发生渗漏后可能会对土壤、地下水等造成严重污染。还有就是垃圾焚烧过程中排放的大量废气，具有强烈的刺激性和毒性。这些废气中，除了较多的氯化氢等酸性气体外，还有较多的重金属颗粒、二噁英等，如果不能做到有效的处理，对周边居民的人身健康危害也是十分严重的。
        2.废气污染源特点
        2.1成分复杂
        危险废物主要产生于化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、非金属矿采选业、纸制品和造纸业，来源的行业众多造成了危废暂存库产生的废气种类极为复杂，其成分主要由烃类、苯系物、醇类、硫醚类、酮类、醛类、酯类、硫化氢、氨气、氯化氢、氟化物等化合物组成。
        2.2气量较大
        危废暂存库的处理废气量与暂存库的容积及换气次数有关，暂存库的容积主要依据贮存量不低于15日处置能力而设定，换气次数一般不低于２次/小时。以某30t/d危废焚烧处置中心为例，该中心暂存库容积10800ｍ³，按换气数４次/小时计，则废气产生量约为43200Ｎｍ³/h，该中心焚烧系统最大空气消耗量约为9000Ｎｍ³/ｈ，废气产生量远大于焚烧系统空气消耗量。
        2.3浓度波动大
        暂存库中所贮存的危险废物本已十分复杂，另外暂存库中所贮存废物的来源单位也是在动态变化的，因此便导致危险废物暂存库废气不但成分复杂，而且浓度波动较大。
        3.暂存库废气主要处理工艺
        目前，可应用于暂存库废气的处理工艺主要有：生物法、洗涤法、低温等离子法、紫外光催化氧化法、吸附法、冷凝法。由于危废暂存库废气的复杂性，通常需要几种处理工艺组合使用。

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        3.1生物法
        生物法处理废气是利用微生物的代谢功能将污染物转化为微生物细胞及CO₂、H₂O等代谢产物，从而使废气得到净化。废气的生物处理装置主要有生物滤池和生物洗涤塔，废气中的污染物在生物处理系统中从气相转移到液相，在浓度梯度作用下扩散到生物膜中，被膜中的微生物捕获并吸收。生物法处理废气操作条件温和，可在常温、常压下进行，抗冲击能力较强，能耗较低并不产生二次污染；在一定的气液接触条件和负荷下，废气净化效率可达90％以上，一些较难处理的含硫、含氮的恶臭物质以及苯酚、氰等有害物质也可被微生物吸收分解。但由于微生物氧化分解速度较慢，生物过滤需要很大的接触面积，导致生物法占地面积较大，投资费用较高，且对具有生物毒性的污染物处理具有局限性。
        3.2洗涤处理工艺
        废气洗涤处理工艺是指将废气通入洗涤塔，利用吸收剂的溶解或反应性能将废气中的污染物从气相分离，从而实现废气净化。根据吸收剂的作用性质，可以分为物理吸收工艺和化学吸收工艺。物理吸收工艺根据相似相容原理对废气污染物进行吸收处理，所选用的物理吸收剂须对废气污染物具有较强的选择性，同时也具备较好的化学稳定性。化学吸收工艺主要通过化学吸收剂与废气污染物发生氧化还原、中和反应，从而将废气污染物从气相中去除，常用的化学吸收剂有氢氧化钠、次氯酸钠等。废气洗涤处理工艺适用于处理温度低、浓度高的废气，该工艺须根据运行状况定期更换吸收剂以确保洗涤处理效果。
        3.3低温等离子体工艺
        低温等离子体工艺是通过外部电场放电，产生大量高速高能电子，高能电子与废气中的污染物分子发生碰撞使其断链分解，同时高能电子也与废气中的O₂、H₂O碰撞产生•O和•OH等活性自由基，在活性自由基的强氧化作用下，废气中的污染物分子进一步分解，从而实现废气净化。低温等离子体工艺反应流程短，能耗低，适用于处理低浓度、大风量的有机废气。
        3.4紫外光催化氧化法
        紫外光催化氧化法是指催化剂在紫外光照下，通过催化剂的光催化活性及产生的自由基的强氧化性，促进废气中的污染物发生氧化还原反应，最终将污染物转化为CO₂、H₂O及其他无机小分子物质，从而实现废气的净化。紫外光催化氧化工艺反应条件温和，无副产物生成二次污染，结构简便，能耗较低，催化剂无毒并且可再生循环使用，对几乎所有废气污染物均具净化能力。
        3.5吸附处理工艺
        废气吸附处理工艺是利用吸附剂的高吸附性能，将废气通入吸附反应器中，使废气中的污染物浓缩于吸附剂表面而从气相中分离，从而达到废气净化的目的。常见的工业吸附剂主要有活性炭、分子筛沸石、活性氧化铝、柱状黏土等。活性炭由于其具有极大的内表面积、密集的微孔结构、稳定的化学性质、良好的吸附性能，因而被广泛应用于废气的吸附净化。废气吸附处理工艺具有去除效率高，便于管理等优点，但由于吸附效果取决于吸附容量，不适用于处理高浓度废气。
        3.6冷凝处理工艺
        冷凝法是利用废气中的污染物在不同温度下饱和蒸汽压不同，将废气通入冷凝系统降低废气温度，从而将废气中的污染物冷凝脱除，最终达到废气净化的目的。冷凝工艺对高沸点污染物具有较好的分离净化效果；但难以冷凝高挥发及中挥发性物质，并且为了降低废气的工作温度会产生极大的能耗，而净化效果却难以达到要求。冷凝工艺流程简单，适用于处理高沸点、高浓度的有机废气。
        结束语：
        危废处置行业废物来源复杂，危废暂存库废气成分亦极为复杂，且废气浓度波动很大，很大程度上增加了危废暂存库废气处理难度。针对危废焚烧处置中心，活性炭系统可与危废焚烧系统组成"活性炭吸附/脱附+燃烧"工艺，该工艺处理效果好，运行成本低，具有良好的环境与经济效益。
        参考文献：
        [1]张利.危险废物焚烧发电厂环境污染源分析及防控措施[J].广州化工，2018.
        [2]户英杰，王志强等．燃烧处理挥发性有机污染物的研究进展[J]．化工进展，2018．
        [3]李聪，刘有智等.有机废气新型处理技术研究进展[J].现代化工，2018.