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處理工藝體系
危險廢物處理方法,可分為物理法、物理化學(xué)法和生物法類。其中許多方法與化工生產(chǎn)是通用的。
對于固體廢物(廢渣),常見的物理法處理工藝包括:壓實、破碎、分選。
對于液態(tài)廢物(廢液),常見的物理法處理工藝包括:沉降、氣浮、離心、過濾、蒸餾等,而吹脫、微濾、超濾、納濾等工藝則較少采用。
常用于廢渣的物理化學(xué)法處理工藝包括:熱處理(焚燒、熱解)、固化/穩(wěn)定化。
常用于廢液的物理化學(xué)法處理工藝包括:混凝、化學(xué)沉淀、酸堿中和、氧化還原、吸附與解吸、離子交換、焚燒等,而置換、電解、萃取、電滲析、反滲透、光分解等工藝則較少采用。
生物法只適用有機(jī)廢物,其中用于有機(jī)固體廢物的包括:堆肥法和厭氧發(fā)酵法,用于有機(jī)廢液的包括活性污泥法、厭氧消化法。
固廢處理技術(shù)分類壓實技術(shù) 壓實是一種通過對廢物實行減容化、降低運輸成本、延長填埋壽命的預(yù)處理技術(shù),壓實是一種普遍采用的固體廢棄物的預(yù)處理方法,如汽車、易拉罐、塑料瓶等通常采用壓實處理,適于壓實減少體積處理的固體廢棄物,不宜采用壓實處理,某些可能引起操作問題的廢棄物,如焦油、污泥或液體物料,一般也不宜作壓實處理。 破碎技術(shù) 為了使進(jìn)入焚燒爐、固體廢物資源化、堆肥系統(tǒng)等廢棄物的外形減小,預(yù)先對固體廢棄物進(jìn)行破碎處理,經(jīng)過破碎處理的廢物,由于消除了大的空隙,不僅尺寸大小均勻,而且質(zhì)地也均勻,在填埋過程中壓實。固體廢棄物的破碎方法很多,主要有沖擊破碎、剪切破碎、擠壓破碎、摩擦破碎等此外還有專有的低溫破碎和混式破碎等。應(yīng)用多也有效的固廢垃圾填埋場是剪切式破碎機(jī),對于填埋垃圾和堆肥垃圾,則應(yīng)用螺旋輥粉碎機(jī)更為有效。分選技術(shù) 固體廢物分選是實現(xiàn)破碎機(jī)、減量化的重要手段,通過分選將有用的充分選出來加以利用,將有害的充分分離出來;另一種是將不同粒度級別的廢棄物加以分離,分選的基本原理是利用物料的某些性方面的差異,將其分離開。例如,利用廢棄物中的磁性和非磁性差別進(jìn)行分離;利用粒徑尺寸差別進(jìn)行分離;利用比重差別進(jìn)行分離等。根據(jù)不同性質(zhì),可設(shè)計制造各種機(jī)械對固體廢棄物進(jìn)行分選,分選包括手工撿選、篩選、重力分選、磁力分選、渦電流分選、光學(xué)分選等。固化處理技術(shù) 固化技術(shù)是通向廢棄物中添溫室化基材,使有害固體廢物固定或包容在惰性固化基材中的一種無害化處理過程,經(jīng)過處理的固化產(chǎn)物應(yīng)具有良好的抗?jié)B透性、良好的機(jī)械性以及抗浸出性、抗干濕、抗凍融特性,固化處理根據(jù)固化基材的不同可分為沉固化、瀝青固化、玻璃固化及膠質(zhì)固化等。 焚燒和熱解技術(shù) 焚燒法是固體廢物高溫分解和深度氧化的綜合處理過程,好處是大量有害的廢料分解而變成無害的物質(zhì)。由于固體廢棄物中的比例逐漸增加,采用焚燒方法處理固體的廢棄物,利用其熱能已成為的發(fā)展趨勢,以此種處理方法,固體廢棄物占地少,處理量大,在保護(hù)環(huán)境、焚燒廠多設(shè)在10萬人以上的大城市,并設(shè)有能量回收系統(tǒng)。日本由于土地緊張,采用焚燒法逐漸增多,焚燒過程獲得的熱能可以用于發(fā)電,利用焚燒爐生產(chǎn)的熱量,可以供居民取暖,用于維持加固室溫等。目前日本及瑞士每年把超過65%的都市廢料進(jìn)行焚燒而使能源再生。但是焚燒法也有缺點,如投資較大,焚燒過程排煙造成二次污染,設(shè)備銹蝕現(xiàn)象嚴(yán)重等。熱解是將有機(jī)物在無氧或缺氧條件下高溫(1000℃-1200℃)加熱,使之分解為氣、液、固三類產(chǎn)物,與焚燒法相比,熱解法是更有前途的處理方法,它顯著的優(yōu)點是基建投資少,而且熱解后產(chǎn)生的氣體可以作燃料。 生物處理技術(shù) 生物處理技術(shù)是利用微生物對有機(jī)固體廢物的分解作用使其無害化可以使有機(jī)固體廢物轉(zhuǎn)化為能源、食品、飼料和肥料,還可以用來從廢品和廢渣中提取金屬,是固化廢物資源化的有效的技術(shù)方法,目前應(yīng)用比較廣泛的有:堆肥、制沼氣、廢纖維素制糖、廢纖維生產(chǎn)飼料、生物浸出等。
一般固廢指的是:工業(yè)生產(chǎn)過程中排入環(huán)境的各種廢渣、粉塵及其他廢物。可分為一般工業(yè)廢物(如高爐渣、鋼渣、赤泥、有色金屬渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、廢石膏、鹽泥等)和工業(yè)有害固體廢物。
一般固廢的危害:
固體廢棄物產(chǎn)生源分散、產(chǎn)量大、組成復(fù)雜、形態(tài)與性質(zhì)多變、可能含有毒性、燃燒性、爆炸性、放射性、腐蝕性、反應(yīng)性、性與致病性的有害廢棄物或污染物、甚至含有污染物富集的生物,有些物質(zhì)難降解或難處理、排放(固體廢棄物數(shù)量與質(zhì)量)具有不確定性與隱蔽性,這些因素導(dǎo)致固體廢棄物在其產(chǎn)生、排放和處理過程中對資源、生態(tài)環(huán)境、身心健康造成危害,甚至阻礙社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。
(1)浪費大量資源
固體廢棄物產(chǎn)量大,且存量固體廢棄物量(填埋包括簡易堆置處置量)亦很大,消耗大量的物質(zhì)資源,占用大量土地資源。2012年全球固體廢棄物年產(chǎn)量估計超過100億噸(僅電子垃圾便達(dá)到4890萬噸),中國達(dá)到15億噸(電子垃圾230萬噸),存量固體廢棄物量全球達(dá)到380億噸,中國高達(dá)70億噸。巨量固體廢棄物的產(chǎn)生意味著巨量物質(zhì)資源的消耗與浪費,巨量存量固體廢棄物意味著大量土地資源被占用與浪費。如果假定填埋廢棄物的表觀比重為1和廢棄物堆置平均高度為30米,全球380億噸存量固體廢棄物將占用1900萬畝土地,中國70億噸存量固體廢棄物也將占用350萬畝土地。而且,固體廢棄物產(chǎn)量增長迅速,增長速率往往超過處理設(shè)施處理能力的增長速率,后果是出現(xiàn)“垃圾圍城”困境。與工業(yè)快速發(fā)展隨影同行,發(fā)達(dá)國家上世紀(jì)60年代的固體廢棄物產(chǎn)量迅速發(fā)展,曾出現(xiàn)垃圾圍城困境。中國從上世紀(jì)80年始固體廢棄物產(chǎn)量也迅速增長,《2009年到2012年中國垃圾處理行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告》稱:全國600多座城市,除縣城外,已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包圍之中,且有四分之一的城市已沒有合適場所堆放垃圾。此外,除浪費大量的物質(zhì)、土地資源外,妥善處理固體廢棄物還將消耗大量的人力、財力、信息和時間等資源。
危害
固體廢棄物,尤其是有害廢棄物,如果處理不當(dāng),會破壞生態(tài)環(huán)境。
1)一次污染。
如將固體廢棄物簡易堆置、排入水體、隨意排放、隨意裝卸、隨意轉(zhuǎn)移、偷排偷運等不當(dāng)處理,破壞景觀,其所含的非生物性污染物和生物性污染物進(jìn)入土壤、水體、大氣和生物系統(tǒng),對土壤、水體、大氣和生物系統(tǒng)造成一次污染,破壞生態(tài)環(huán)境;尤其是將有害廢棄物直接排入江河湖澤或通過管網(wǎng)排入水體,或粉塵、容器盛裝的危險廢氣等大氣有害物排入大氣,不僅導(dǎo)致水體或大氣污染,而且還導(dǎo)致污染范圍的擴(kuò)大,后果相當(dāng)嚴(yán)重;偷排偷運導(dǎo)致廢棄物去向不明、污染物跟蹤監(jiān)測困難和污染范圍難以確定,后果也相當(dāng)嚴(yán)重。如將有害廢棄物不當(dāng)處理,可能引致中毒、腐蝕、灼傷、放射污染、病毒傳播等突發(fā)事件,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境,甚至導(dǎo)致人身傷亡事故。有些有害物,如重金屬、二噁英等,甚至隨水體進(jìn)入食物鏈,被動植物和人體攝入,降低機(jī)體對疾病的抵抗力,引起疾?。ǚN類)增加,對機(jī)體造成即時或潛在的危害,甚至導(dǎo)致機(jī)體死亡。
2)二次污染。
固體廢棄物處理過程中,固體廢棄物所含的一些物質(zhì)(包括污染物和非污染物)參與物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)、生物生化反應(yīng),生成新的污染物,導(dǎo)致二次污染。二次污染形成機(jī)理復(fù)雜,防治比一次污染更加困難。固體廢棄物處理過程中常見的二次污染物及其產(chǎn)生途徑有:
①長時間不當(dāng)儲存與堆置過程中,廢棄物堆體滋生霉菌和寄生蟲等病原體,加速老鼠、蛇和蚊蟲等生物體的繁殖與生長,帶來疾病和疾病傳播危險;
②儲存、堆置、運輸、分揀、填埋等過程中,有機(jī)易腐物發(fā)酵腐爛過程產(chǎn)生甲烷氣、臭氣等大氣有害物和有機(jī)廢水(甚至含有重金屬和病原體等污染物)等土壤和水體污染物,同時也會滋生多種微生物;
③焚燒處理過程中,固體廢棄物的有機(jī)氮、氯、硫等轉(zhuǎn)化成氮氧化物、、硫氧化物等大氣有害物;
④焚燒處理醫(yī)療垃圾、生活垃圾等廢棄物過程生成二噁英,并產(chǎn)生大量的含重金屬、二噁英等污染物的飛灰(屬于危險廢物);
⑤堆置、填埋過程中,重金屬形態(tài)變化及遷移,生成土壤和水體的重金屬污染物。
此外,易燃易爆等有害廢棄物物的不當(dāng)處理可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等事故,產(chǎn)生大量有毒害污染物,給生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)生活和生命財產(chǎn)帶來災(zāi)害。
因此從黏土磚施用限制要求來看,已經(jīng)難成為—種適宜的污泥制造建材方法。 除此之外,污泥中含有大量的有機(jī)物和豐富的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),任意排入水體將會大量消耗水體中的氧,導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化,嚴(yán)重影響水生物的生存。當(dāng)然污泥中還有多種有毒物質(zhì)、重金屬和致病菌、卵等有害物質(zhì),處理不當(dāng)會傳播疾病、污染土壤和作物,并通過生物鏈轉(zhuǎn)嫁人類。
所以污泥不經(jīng)妥善處理而任意排放和堆置,必將對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,使已建成的污水廠不能充分發(fā)揮其消除環(huán)境污染的作用。污泥綜合利用,是污泥經(jīng)過處理,以達(dá)到減量化、穩(wěn)定化和無害化,然后加以利用。
污泥堆肥是利用在好氧條件下,利用好氧的嗜溫菌、嗜熱菌的作用,將污泥中有機(jī)物分解,并殺滅病菌、卵和病毒,提高污泥肥分,產(chǎn)生的肥料用于園藝和農(nóng)業(yè)目的,是—種無害化、減容化、穩(wěn)定化的綜合處理技術(shù)。
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