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危废焚烧处置残渣资源化利用

  来源:王肖哲 | 发布时间:2024-05-31

  北斗智库环保管家网讯:

       摘   要 
 
  随着城市化进程的加快,各种危险废物的产生量也在逐年增加,如何合理处置并资源化利用这些污泥成为了亟待解决的问题。本文首先介绍了焚烧处置残渣的定义和种类 ,随后总结了当前主要焚烧处置残渣的处置方式,最后阐述了玻璃化处理利用分析及成品管理,以期为危废焚烧产物处理和资源化利用提供理论支持和实践指导。
 
  一、引   言
 
  近年来,随着中国工业化进程的不断加快,各种危险废物的产生量也在迅速增加。由危险废物不合理堆置或排放而引起的安全事故已经数见不鲜。目前对危险废物的处置方法有很多,其中焚烧处置法被广泛认为是最有效的方法之一,因为这种方法不仅可以实现危险废物的减量化(焚烧残余物的体积约为原体积的 5%~20%),还能够彻底摧毁危险废物中所携带的病原体,此外,在焚烧 处置过程中所产生的热能还可以通过发电的形式实现资源的回收利用。
 
  二、焚烧处置残渣的定义和种类
 
  焚烧处置残渣属于《国家危险废物名录》(2021版)HW18类危险废物,是利用焚烧法处置废弃物的过程中产生的一种工业废渣。焚烧处置残渣的种类有很多,包括:各种危险废物焚烧或热解过程中产生的底渣和飞灰(医疗废弃物焚烧产生的底渣除外)、生活垃圾焚烧过程中产生的飞灰以及固体废弃物焚烧过程中处理废气所用到的活性炭等。这些废渣中往往含有多种重金属,存在危害环境和人体健康的风险,因此必须对其进行合理的处置。
 
  三、焚烧处置残渣的处置方式
 
  目前焚烧处置残渣的处置方法主要有安全填埋、有价金属资源化处理以及固化处置三种。
 
  (1)安全填埋
 
  安全填埋就是指将焚烧处置残渣经过一定的预处理,使其满足《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2019)所规定的要求后,将其填埋在指定地点,使其远离人群,但是这种处理方法不仅需要较高的处理成本还会造成大量的土地资源浪费,同时也会使残渣中的可回收资源无法再次回收利用,降低焚烧处置残渣本身的经济价值。
 
  (2)有价金属资源化处理
 
  焚烧处置残渣中往往含有Fe、Cu、Ti等多种有价金属,可通过一定的技术手段将这些有价金属进行回收,进而实现其资源化的运用。目前,有价金属资源化处理的方法主要有溶液浸出提取(湿法提取)和生物浸出提取两种。溶液浸出提取即根据有价金属的性质选择相应的浸出液,将含有有价金属的废渣置于浸出液中,通过一系列的化学反应,如氯化反应或还原反应等,使其中的有价金属被选择性地分离出来,从而达到有价金属回收利用的目的。根据浸出液的不同,溶液浸出提取又可分为酸浸、碱浸、盐浸、水浸等,而目前采用较多的为酸浸法提取和氨浸法提取两种。生物浸出提取则是根据有价金属的性质选择相应的微生物,并使废渣中的有价成分在其新陈代谢产物的氧化等作用下浸出分离,从而实现有价金属回收利用的目的。微生物浸出方法主要有槽浸、堆浸和原位浸出三种。
 
  (3)固化处置
 
  对焚烧处置残渣进行固化处置,是指利用固化剂将焚烧处置残渣密封在固化体中,隔绝其与生态系统之间的接触,防止重金属浸出对环境造成不可逆的污染。固化处置技术通常包括固定化和稳定化两个方面。其中,固定化指在残渣中添加固化剂,并使其转变为无流动性状态的过程,该过程往往仅涉及到物理固封的作用而不涉及化学反应;而稳定化则指利用某种手段增加残渣中有毒成分的稳定性或降低其毒性,以减小其污染潜力的过程,该过程往往仅涉及到化学反应的发生。这两者虽然机理不同,但在实际应用的过程中,它们通常是相辅相成、密不可分的。此外,若固化产物即固化体能够满足抗压强度、安全性以及耐化学腐蚀性等一系列要求,亦可作为建筑材料等进行资源化利用。根据处理技术手段的不同,固化技术可大体分为药剂稳定化技术、玻璃陶瓷固化技术和胶凝材料固化技术三类。
 
  邵雁以低熟料高炉矿渣为主要原材料制备胶凝材料对垃圾焚烧飞灰进行了固化处置。结果表明,当垃圾焚烧飞灰的掺量在70%~90%的范围内时,重金属Pb和Cr的浸出浓度均显著降低且符合US EPA标准。
 
  刘彦博等利用水泥固化和TMT重金属捕捉剂稳定化联用的方式对垃圾焚烧飞灰进行了处置。结果表明,当水泥的添加比为15%,TMT重金属捕捉剂的添加比为3%时,固化体的重金属浸出浓度均能满足填埋标准,不仅实现了对垃圾焚烧飞灰的无害化处置,还极大的减小了单独使用水泥时的增容比。
 
  胶凝材料固化技术是处理重金属废渣较为经济、有效的方法,并且在一定条件下还可以达到“以废治废”的目的,但同时它也具有一定的缺点,如增容较大,固化产物强度较低,不适合处理含有特殊盐类(例如氯盐)的废渣等;药剂稳定化技术通常仅为化学稳定作用而不涉及物理固封作用,对重金属和环境无隔离作用,并且在该过程中通常需要使用大量的化学药剂,成本较高。一般而言,药剂稳定化技术通常会与胶凝材料固化技术共同使用;而玻璃陶瓷固化技术通常会涉及到高温处理,可以完全分解废渣中残存的有机物以及摧毁病原体,安全性能较高。其中,微晶玻璃作为玻璃陶瓷固化技术的材料之一,由于其优越的机械性能和广泛的用途而具有明显的优势,已成为目前研究的热点问题。
 
  四、玻璃化处理利用分析
 
  经过对固体废物的性质特点选择适合的玻璃化处理技术后,应确保固体废物得到妥善处理。我们对玻璃化处理产物经过成分分析后,对待处理固废和辅料进行科学配伍,尽量使固体废物玻璃化处理后能形成环境稳定性较高的玻璃态物质。根据成分分析结果,我们提出三种符合实际情况的玻璃化产物资源化利用方式,分别为公路沥青路面集料、建设卵石、碎石、建设用砂。
 
  五、玻璃化处理产物成品管理
 
  玻璃化处理企业应建立健全生产管理制度,生产过程工艺稳定,得到的产物满足相关要求。固体废物进行玻璃化处理过程排放到环境中的有害物质应符合相关国家、地方污染物排放(控制)标准或技术规范要求。玻璃化处理产物的收集、贮存、运输、利用和处置应根据其环境属性分别执行相关环境管理的要求。玻璃化处理产物用作替代材料时,其检验规则及包装、运输与贮存等可参照相应替代材料的管理要求。
 
  六、结  语
 
  危险废物处置和处置产物资源化利用是一个复杂而紧迫的问题。危险废物的堆积不仅会占据大量的土地资源还会对周边环境产生不可逆的破坏,进而威胁周边居民的身体健康。通过危废的合理化的处置,并且合理利用处置产物可以减轻危废对环境的污染,还能实现资源的有效利用。
 
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关键词: 危险废物   环保管家  

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