危廢來源 |
主要種類 |
污染類型 |
正確處理 |
處理現狀 |
生活商業 |
清洗化妝等用品 |
腐蝕、易燃 |
分類做危廢處理 |
大部分混入生活垃圾 |
電子垃圾 |
有毒 |
專業拆分、綜合利用 |
部分回收、大量混入生活垃圾 |
|
油漆、溶劑類 |
有毒、易燃 |
焚燒處理 |
大部分混入生活垃圾 |
|
農業種植 |
殺蟲劑、除草劑等農藥 |
有毒 |
焚燒處理、土壤修復 |
絕大部分未處理 |
工業生產 |
廢渣 |
毒性、腐蝕 |
綜合利用、高溫焚燒、固化等無害化處理,貯存 |
部分綜合利用,大量露天堆存或丟棄 |
含酸堿廢液和廢油 |
毒性、腐蝕、易燃 |
分類無害化處理 |
存在諸多偷排現象 |
|
醫療科研 |
藥品、試劑 |
有毒、腐蝕、易燃 |
焚燒處理 |
城市處理規范,鄉鎮混入生活垃圾 |
環保設施 |
污泥 |
有毒 |
綜合利用、高溫焚燒、固化等無害化處理,貯存 |
大部分堆存、丟棄 |
焚燒飛灰 |
有毒 |
高溫焚燒、固化等無害化處理,貯存 |
大部分固化貯 |
目前,我國的危險廢物產生量與處理能力分布非常不均。位于我國東部及西北部的工業化地區占危險廢物產生量的一大部分,經濟發達地區如華東及華南地區占危險廢物處理能力的一大部分。而我國危險廢物處置項目主要位于華東地區。
處理處置方法
危廢處理處置技術路線如圖4所示,大致分為:分類、預處理、最終處置三個核心環節,預處理技術就是將危險固體廢物無害化的過程,采用物理處理、化學處理、固化處理、生物處理等,旨在減少其容積、中和其酸堿性、固定或解除其毒性、穩定其化學性質等,同時還可以回收其中可利用的成分,如有機溶劑、金屬等。最終處理技術主要有焚燒、填埋、海洋處理三種。其中:1)資源化:分類時,主要將一些溶劑、金屬等,能回用的組分進行資源化回用,這是危廢資源化項目的主要技術路線;2)無害化:缺乏回用價值的危險廢物,一般通過預處理和最終處置等環節,進行無害化處置,這是危廢無害化項目的主要技術路線。無害化的預處理中,主要包括物理法、化學法、固化/穩定化等核心技術;最終處置方法,主要包括填埋、焚燒以及其它一些非焚燒的處置方法。
安全填埋法
安全填埋是危險固體廢物的最終處置方式,適用于不能回收利用其組分和能 量的危險
廢物,包括焚燒過程的殘渣和飛灰等。安全填埋場是處置危險廢物的一種陸地處置方法,由若干個處置單元和構筑物組成。處置場有界限規定,主要包括廢物預處理設施、廢物填埋設施和滲濾液收集處理設施。它可以將危險廢物和滲濾液與環境隔離,將廢物安全保存相當一段時間(數十甚至上百年)。對于危險固體 廢物安全填埋場的選址,要遵循國家和地方相關標準規范,根據《危險廢物填埋污染控制標準》以及《危險廢物 安全填埋處置工程建設技術要求》(環發[2004]75號)中關于危險固體廢物填埋場的相關選址條文要求。對危 險固體廢物安全填埋場進行選址時,要對其自然條件和廠址外部條件進行考核。其中自然條件包括社會環境、自然環境、場地環境、工程地質及水文地質、氣候以及附近應急救援;廠址外部條件包括供排水、供電以及交通情況。
焚燒法
焚燒法是指將危險固體廢物燃燒焚化使其無害化的過程。焚燒法適用于當前經濟和技術條件下,不能再循環、再利用或者安全填埋的危險固體廢棄物。焚燒法的優點是除爆炸性以外的危險固體廢 物基本都可以處理,且該方法可大大減少廢物的體積,很好地分解危險廢物中有毒有害的成分,殺滅病原菌,達到 解毒、除害的目的,還能回收余熱和副產品。
危廢處置焚燒工藝系統主要包括配伍預處理、進料系統、回轉窯、 二燃室、鍋爐系統、煙氣處理系統。由于在實際應用中,待焚燒的危險廢物往往形態各異、成分復雜,為使其平穩運行、降低成本、實現無害化處理,需要對進料前的危險固體廢物進行配伍預處理。危險固體廢物的進料系統包括散裝物或經破碎后的散裝物用行車抓斗,標準桶裝容器用斗式提升機。散裝廢物貯存在儲坑內,用行車抓入散料斗,通過鏈板式輸送機送入集料斗;標準桶裝容器送入斗式提升機提升到窖頭集料斗。廢物最終都是由集料斗通過推桿進入回轉窯焚燒。用于處理危險固體廢物回轉窯的是一個略微傾斜、鋼制外殼內襯耐火材料的空心圓桶。利用回轉窯處理危險固體廢物的主要優點有:(1)可以處理的危險廢物種類多,整桶裝的廢物也可以進入其中進行處理;(2)回轉窯設置一定傾角,便于除渣;(3)回轉窯內焚燒工況,易于控制,有利于危險廢物充分分解。焚燒產生的產物及其復雜,分為灰分和煙氣兩部分。其中灰分大多進入安全填埋,煙氣需進入煙氣凈化系統處理。危險固體廢物的焚燒煙氣中含有很多有毒有害成分,包括酸氣、重金屬、二噁英、磷、硫、鹵化物等,因此對煙氣需要凈化。目前對于煙氣污染物的控 制主要集中在硫化物,氮氧化物以及煙塵,對于鹵化物的處理目前技術尚未成熟。
穩定化/固化技術
穩定化/固化技術即通過無機凝硬性材料或化 學穩定化藥劑將危險廢物轉變成高度不溶性的穩定 物質。 穩定化/固化技術起源于上世紀 50 年代對放 射性危險廢物的固化處置,后來針對危險廢物的處置各國也開展了相應的技術研究, 目前主要有石灰固化、水泥固化、自膠結固化、有機聚合物固化、塑性材料固化、陶瓷固化、玻璃固化和化學穩定化等。 穩定化/固化技術主要適用于對工業生產和其他處置廢物過程中產生的廢渣的處理以及對土壤的去污處理。實踐表明,無機廢物宜采用自膠結固化法進行處置,而有機廢物則宜采用無機物包容法進行處置。 穩定化/固化處置技術已經比較成熟,所需的材 料也比較廉價而且充足, 可以處置較大范圍的危險 廢物,與焚燒以及堆肥相比,其處置成本更低,不同處置方式的處置成本比較見表2。當然該技術也存在著一些不足,如處置后廢物的體積和重量均有所增加、含有有機物的廢物在固化時較困難、處置過程中需要熟練的技術工人以及昂貴的設備,處置中操作不當便會導致二次污染等。
表2 不同處置方式的處理成本比較(元/t)
穩定化/固化 |
焚燒 |
堆肥 |
100~140 |
1000~1200 |
320~360 |
快速碳酸化技術
快速碳酸化技術最早是由SEIFRITZ在1990年提出的,將危險固體廢棄物充分徹底的暴露在高 濃度的二氧化碳環境中可加快其反應,最初用于礦物的碳酸化處置。許多有害物質尤其是工業熱反應之后產生的一些廢棄物可與二氧化碳發生反應,主要包括鋼鐵渣、電石渣、廢石灰、煤飛塵和廢棄物的焚化爐灰、廢棄的建筑材料以及某些金屬在冶煉過 程中的尾礦等,采用快速碳酸化處置技術可降低80%的重金屬濃度。
目前國內外專家對快速碳酸化技術均比較重視。吳昊澤等對碳酸化處理危險固體廢棄物的技術的反應機理和工藝路線等進行了深入的研究;GUNNING P J等運用快速碳酸化技術對17種工商業危險固體廢棄物進行了處理,表明碳化反應可 有效的降低廢物中鉛、鋇等重金屬的浸出。ARICKX S 等利用碳化后的產物為原料制備出了性能優良的建筑材料??焖偬妓峄m能大大降低重金屬的流動,但預處理過程卻較為繁瑣,而且處置成本較高,距大規模的應用還有諸多難題需要解決。
等離子氣化技術
等離子體處理危險固體廢棄物是采用等離子火炬或弧將廢物加熱至3000~5000℃,最高可加熱至10000℃以上使基本粒子的活動能量遠大于分子間化學鍵的作用,此時物質的微觀運動以原子熱運動為主,原來的物質將被打破為原子狀態而喪失活力,從而使危險廢物轉變為無害的物質。在此過程中,原料里的有機物被分解成可燃氣體,而無機物融化成可冷卻為優質建筑材料的液態渣。等離子氣化技術與一般焚燒技術相比有著明顯的優勢,不會產生二噁英。此外,等離子氣化技術可以實現設備的小型化,設備結構簡單,操作簡便,運行安全可靠程度高。然而,我國尚需解決如反應動 力學、反應器的設計等諸多難題。等離子氣化技術處置危險固體廢棄物源于20世紀60年代初期 主要用于處置低放射性物質、化學武器等。20世紀 90年末,美國西屋公司在日本開展了一個中試規模的等離子氣化項目,主要用于將生活垃圾和污水污泥轉化為新能源,上海于 2013 年末引進了該公司技術用于危險廢物的處置。目前,加拿大阿爾特公司在全球范圍內積極推進建設商業 化模式的多個等離子體垃圾處理項目。
等離子體氣化處理危廢項目前期投入較多,資金回收需要較長的時間,但從長遠的角度看,該項目在產生較好的環境效益的同時也會帶來可觀的經濟效益。以美國一等離子氣化工廠為例,該工廠的年度經濟預算見表3。工廠建設費用約為1.5億美元,在工廠正常運營處理危廢的同時也會產生諸如電 能、灰渣等具有經濟效益的附加產品,而且美國政府對 該工廠進行相應的補貼并使其享有免稅的優惠政策,每年的回流資金約為707萬美元。我國目前對有關危廢處置方面的相關政策依舊不夠完善,為此,相關部門需要加大對新興技術及無害化產業的投入,制定相關的優惠政策,以新興的技術促進新的產業從而帶動經濟的持續健康發展。
表 3 等離子氣化工廠的年度經濟預算(萬美元)
回報 總計 |
電力 生產 |
接收危廢收取費用 |
回收銷售額 |
灰渣銷售額 |
硫或氯化 氫銷售額 |
費用 總計 |
運行 費用 |
債務 費用 |
稅金 |
3130.3 |
1323.0 |
918.8 |
856.8 |
31.5 |
0.2 |
2423.5 |
982.8 |
1440.7 |
0 |
超臨界水氧化技術
超臨界水氧化技術最初是由美國麻省理工學院的MODEL學者在20世紀 80 年代中期提出的,是指有機廢物在水的超臨界態下(溫度大于374℃、壓力大于22.1MPa時)發生深度氧化反應,分解成CO2H2O和N2。國內外專家對超臨界水氧化技術處理各類有機物做了大量的研究,范圍由從常見的醇 類、酚類及硝基苯等逐漸擴大到氰化物、芳烴衍生物等難處理的有毒物質。大量研究表明,許多不易降解 處理的有機物在超臨界水技術作用下能快速的被氧化,分解成無毒的小分子化合物,達到消毒滅廢的效果。而且該技術具有設備小,分解物易回收利用等優點,因而該技術在有毒有機危廢處理中得到了高速發展。
徐雪松通過研究認為當超臨界反應處在420℃,24 MPa,pH 值為10,ρ(COD)為1000 mg/L 的反應初始條件下對油性污泥COD去除率高達95%。CHIEN等利用超臨界水氧化技術處理廢棄的電路板,效果極為理想。與濕式氧化法相比,超臨界氧化技術可以在很大程度上提高氧化速率,產物無需再進行后續處理。與焚燒法相比,其既節省了前期的脫水、干燥所需費用,也避免了 NOx,SO2和二噁英等有害物質的處理費用,超臨界水氧化法與焚燒法的技術性對比見表 4,不同處理方式的處理費用見表 5。
超臨界水氧化技術在我國已步入產業化實施階段,新奧環保技術有限公司在河北廊坊投資了1.2 億元的超臨界污泥處理項目已投入運營,是國內首套自主研發和建造的工業化超臨界水氧化裝置,處理能力達到 240 t/d。當然這項技術目前仍有許多難題需要攻克,例如金屬在高溫高壓條件下容易被腐蝕以及反應過程中生成的無機鹽易導致管道堵塞等。
表 4 超臨界水氧化法與焚燒法的技術性對比
指標 |
超臨界水氧化法 |
焚燒法 |
t /℃ |
400 ~ 650 |
1 200 ~ 2 000 |
P /MPa |
20 ~ 30 |
常壓 |
熱量來源 |
自身 |
外界 |
排出物 |
無色、無毒 |
二噁英、NOX 等 |
后續處理 |
不需要 |
需要 |
表 5 不同處理方式的處理費用(元/t)
超臨界水氧化技術 |
填埋處理法 |
直接烘干處理法 |
厭氧消化法 |
360~420 |
600~800 |
950~1200 |
750~900 |
在國外,危險固體廢物處理技術水平先進、公民環保意識較強、相關法律法規和管理體系完善,非常值得我們學習。發達國家秉著危險固體廢物污染控制的 “3C”原則,即清潔生產(Clean)、循環利用(Cycle)、有效控制(Control)原則:首先加強危險固體廢物的源頭治理,減少產生量,接著運用新技術促進危險固體廢物循環再利用,再者重視最終不能再利用部分的有效控制和妥善處理,做到 危險固體廢物的減量化、資源化和無害化。例如德國推行政企分開、共同治理的政策,從危險固體 廢物產生到最終處理、處置的完成,均按照嚴格的 步驟和程序,由環保部門全程監控監管,保證處理 過程中的安全性與數據準確性,德國危險固體廢物 的最終處理方法是耗重資采用轉爐焚燒。美國則制定有毒物質釋放清單,將排污企業公布,并采用公眾監督的方式對危險固體廢物進行監管,其主要處理技術有焚燒法、高溫滅菌法、微波法和化學法等。
由于目前危廢處置市場的供需不平衡,我單位作為第三方服務單位,聯合省內數十家危廢處置單位及運輸單位,為廣大企業提供危廢意向協議、危廢處置合同的簽訂,并及時排班拉貨,降低企業的環境風險。