处理工艺体系
危险废物处理方法,可分为物理法、物理化学法和生物法类。其中许多方法与化工生产是通用的。
对于固体废物(废渣),常见的物理法处理工艺包括:压实、破碎、分选。
对于液态废物(废液),常见的物理法处理工艺包括:沉降、气浮、离心、过滤、蒸馏等,而吹脱、微滤、超滤、纳滤等工艺则较少采用。
常用于废渣的物理化学法处理工艺包括:热处理(焚烧、热解)、固化/稳定化。
常用于废液的物理化学法处理工艺包括:混凝、化学沉淀、酸碱中和、氧化还原、吸附与解吸、离子交换、焚烧等,而置换、电解、萃取、电渗析、反渗透、光分解等工艺则较少采用。
生物法只适用有机废物,其中用于有机固体废物的包括:堆肥法和厌氧发酵法,用于有机废液的包括活性污泥法、厌氧消化法。
危险废物处置方法,曾经有海洋处置和土地处置两大类,前者现已被国际公约禁止。因此,危险废物的处置方法目前只有土地处置一类,主要是通过建设危险废物安全填埋场,将物理、化学性质适合填埋的无机固体废物埋入场内,否则经过预处理以符合入场标准。需要说明:当填埋物达到设计容量后,进行封场处理,使之环境隔绝避免污染。
危险废物处理处置技术
1、预处理技术
危险废物的预处理一般是采用物理、化学、生物的方法改变废物的物理化学特性,使之便于进一步的处理或者将有害物质转化为无害的终产物。
(1)物理处理
物理处理是利用各种相分离(如重选、浮选、电选等)及固化技术,目前固化/稳定化技术是常用的物理方法,它是工业危险废物安全填埋的必要步骤,将工业危险废物中的污染组分采用固化基材将废物固定或包覆来减少废物有害成分的浸出毒性,减小废物的迁移性,降低对周围环境的污染。而且现在采用的新型固化基材,很好地改善了传统固化法使废物容积增大的缺陷。
(2)化学处理
化学处理是采用化学方法(如氧化还原处理技术、油水分离技术、中和处理技术)将有害物质转化为无害的终产物,或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态。其目的在于改变处理物质的化学性质,降低它的危害性。常作为危险废物终处置前的预处理措施。但反应过程比较复杂,比较难以掌控,另外成本太高,不适合大规模处理。
(3)生物处理
生物处理是利用微生物分解固体废物中可降解的有机物,从而可以被土壤和水体所接受。常用的方法有活性污泥法、气化池法、氧化塘法、堆肥法等。与化学处理方法相比,生物处理在经济上一般比较便宜,对环境的影响更小,应用更普遍。但处理过程所需时间长,处理效率不够稳定。
2、安全填埋
安全填埋是对经过前处理(如脱水、中和、堆肥、固化和稳定化)的废物采用工程措施来控制、减少和消除危险废物的危害。适用于不能回收利用其有用成分,不能回收利用其能量的危险废物,包括危险废物焚烧处理产生的飞灰和残渣、生活垃圾焚烧飞灰等。
填埋法作为终处置手段,由于其适于处置多种类型的固体废物,工艺比较简单,在国内外得到广泛应用。但填埋法也存在一些环境问题:先,就是填埋过程中,由于雨水的冲刷、地表水和地下水的浸泡以及发酵作用而产生一种含有多种有害物质的渗滤液,对周围地下水存在大的隐患,容易产生二次污染;其次,填埋场占用大量的土地;再次,安全填埋场的建设要求十分严格,并且要求在封场后至少持续维护管理20年,所以安全填埋场的造价和运行费用都非常昂贵;后,填埋场的工业废物的存在年限可能远远超过安全填埋场的人工铺设材料的使用寿命,故而也存在着一定的环境风险。同时也不能达到减容化和资源化的目的。
3、焚烧法
焚烧法是高温分解和深度氧化的综合过程。通过焚烧可以使可燃性的危险废物氧化分解,达到减少容积,去除毒性,回收能量及副产品的目的。焚烧法适用于处置当前经济和技术条件限制下、不能再循环、再利用或直接安全填埋的危险废物。焚烧可以处置含有热值的有机物并回收其热能,也可以通过残渣熔融使重金属元素稳定化,是同时实现减量化、无害化和资源化的一种重要处置手段。危险废物的焚烧过程比较复杂。由于危险废物的物理性质和化学性质比较复杂,对于同一批危险废物,其组成、热值、形状和燃烧状态都会随着时间与燃烧区域的不同而有较大的变化,同时燃烧后所产生的废气组成和废渣性质也会随之改变。因此,危险废物的焚烧设备适应性强,操作弹性大,并有在一定程度上自动调节操作参数的能力。
一般来说,差不多所有的有机性危险废物都可用焚烧法处理,而且好是用焚烧法处理。而对于某些特殊的有机性危险废物,只适合用焚烧法处理,如石化工业生产中某些含毒性中间副产物等。焚烧法的优点在于能迅速而大幅度地减少可燃性危险废物的容积。如在一些新设计的焚烧装置中,焚烧后的废物容积只是原容积的5%或更少。一些有害废物通过焚烧处理,可以破坏其组成结构或杀灭病原菌,达到、除害的目的。此外,通过焚烧处理还可以提供热能。
焚烧法的缺点:一是危险废物的焚烧会产生大量的酸性气体和未完全燃烧的有机组分及炉渣,如将其直接排入环境,必然会导致二次污染;二是此法的投资及运行管理费高,为了减少二次污染,要求焚烧过程设有控制污染设施和复杂的测试仪表,这又进一步提高了处理费用。
4、综合利用技术
综合利用是实现危险废物资源化、减速量化的重要手段之一,目前危险废物综合利用的方法主要有溶剂的再生、油脂的再生、燃料的利用和金属的回收等。我国目前部分城市已建设危险废物综合利用处置的企业,例如珠海安能环保科技有限公司的综合利用设施,可对废矿物油、废浊刻液、污泥、退锡废液、含熔剂废物和废线路板进行回收利用处置,降低对环境污染的同时,又带来了经济效益。
危险废物的处置,是指将危险废物焚烧和用其他改变其物理、化学、生物特性的方法,达到减少已产生的废物数量、缩小固体危险废物体积、减少或者消除其危险成分的活动,或者将危险废物终置于符合环境保护规定要求的场所或者设施并不再回取的活动。
一般防治固体废物污染方法是要控制其产生量,例如,逐步改革城市 燃料结构(包括民用工业)控制工厂原料的消耗,定额提高产品的使用寿命,提高废品的 回收率等;其次是开展综合利用,把固体废物作为资源和能源对待,实在不能利用的则经压缩和处理后成为终态固体废物,然后再填埋和沉海,目前主要采用的方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、 生物处理等。
本标准采用下列定义:
一般工业固体废物
系指未被列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的GB 5085鉴别标准和GB 5086及GB/T15555鉴别方法判定不具有危险特性的工业固体废物。
第Ⅰ类一般工业固体废物
按照GB 5086规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中,任何一种污染物的浓度均未超过GB8978高允许排放浓度,且pH值在6~9范围之内的一般工业固体废物。
第Ⅱ类一般工业固体废物
按照GB 5086规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中,有一种或一种以上的污染物浓度超过GB 8978高允放排放浓度,或者是pH值在6~9范围之外的一般工业固体废物。
贮存场
将一般工业固体废物置于符合本标准规定的非性的集中堆放场所。
处置场
将一般工业固体废物置于符合本标准规定的性的集中堆放场所。
渗滤液
一般工业固废物在贮存、处置过程中渗流出的液体。
渗透系数
水力坡降为l时,水穿过土壤、岩石或其它防渗材料的渗透速度,以cm/s 计。
防渗工程
用天然或人工防渗材料构筑阻止贮存、处置场内外液体渗透的工程。
一般固废特性:
从固体废弃物与环境、资源、社会的关系分析,固体废弃物具有污染性、资源性和社会性。
(1)污染性
固体废弃物的污染性表现为固体废弃物自身的污染性和固体废弃物处理的二次污染性。固体废弃物可能含有毒性、燃烧性、爆炸性、放射性、腐蚀性、反应性、性与致病性的有害废弃物或污染物、甚至含有污染物富集的生物,有些物质难降解或难处理、固体废弃物排放数量与质量具有不确定性与隐蔽性,固体废弃物处理过程生成二次污染物,这些因素导致固体废弃物在其产生、排放和处理过程中对视角和生态环境造成污染,甚至对身心健康造成危害,这说明固体废弃物具有污染性。
(2)资源性
固体废弃物的资源性表现为固体废弃物是资源开发利用的产物和固体废弃物自身具有一定的资源价值。固体废弃物只是一定条件下才成为固体废弃物,当条件改变后,固体废弃物有可能重新具有使用价值,成为生产的原材料、燃料或消费物品,因而具有一定的资源价值及经济价值。
需要指出的是,固体废弃物的经济价值不一定大于固体废弃物的处理成本,总体而言,固体废弃物是一类低品质、低经济价值资源。
(3)社会性
固体废弃物的社会性表现为固体废弃物产生、排放与处理具有广泛的社会性。一是社会每个成员都产生与排放固体废弃物,二是固体废弃物产生意味着社会资源的消耗,对社会产生影响,三是固体废弃物的排放、处理处置及固体废弃物的污染性影响他人的利益,即具有外部性(外部性是指活动主体的活动影响他人的利益。当损害他人利益时成为负外部性,当增大他人利益时称为正外部性。固体废弃物排放与其污染性具有负外部性,固体废弃物处理处置具有正外部性),产生社会影响,这说明,无论是产生、排放还是处理,固体废弃物事务都影响每个社会成员的利益。固体废弃物排放前属于私有品,排放后成为公共资源。
(4) 兼有废物和资源的双重性,固体废物一般具有某些工业原材料所具有的物理化学特性,较废水、废气易收集、运输、加工处理,可回收利用。固体废物是在错误时间放在错误地点的资源,具有鲜明的时间和空间特征。
(5) 富集多种污染成分的终态,污染环境的源头 废物往往是许多污染成分的终级状态。一些有害气体或飘尘,通过治理,终富集成为固体废物;废水中的一些有害溶质和悬浮物,通过治理,终被分离出来成为污泥或残渣;一些含重金属的可燃固体废物,通过焚烧处理,有害金属浓集于灰烬中。这些“终态”物质中的有害成分,在长期的自然因素作用下,又会转入大气、水体和土壤,成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。
(6) 所含有害物呆滞性大、扩散性大固态的危险废物具有呆滞性和不可稀释性,一般情况下进入水、气和土壤环境的释放速率很慢。土壤对污染物有吸附作用,导致污染物的迁移速度比土壤水慢的多,大约为土壤水运移速度的1/(1~500)。
(7) 危害具有潜在性、长期性和灾难性 由于污染物在土壤中的迁移是一个比较缓慢的过程,其危害可能在数年以至数十年后才能发现,但是当发现造成污染时已造成难以挽救的灾难性成果。从某种意义上讲,固体废物特别是危害废物对环境造成的危害可能要比水、气造成的危害严重得多。