危險(xiǎn)固體廢物處理技術(shù)進(jìn)展
摘要：系統(tǒng)地論述了我國固體廢物目前的現(xiàn)狀、產(chǎn)量，分析了一些典型危險(xiǎn)廢物處理過程中存在的主要問題和解決方法，提出了深入開展危險(xiǎn)廢物處理與資源化研究的方向。
關(guān)鍵詞：危險(xiǎn)廢物 處理技術(shù)
1 前言
危險(xiǎn)廢物是指除了放射性以外的具有化學(xué)反映性、毒性、易爆性、腐蝕性等能弓I起或可能引起對人類健康或環(huán)境危害的廢棄物，它們的任意排放會(huì)嚴(yán)重污染和破壞環(huán)境，其處理與處置一直受到各級政府、科技界、產(chǎn)業(yè)界和環(huán)境保護(hù)企業(yè)界的重視。根據(jù)《國家危險(xiǎn)廢物名錄》，危險(xiǎn)廢物包括醫(yī)療垃圾、醫(yī)藥廢物、廢樹脂、廢酸和廢堿、染料涂料廢物和含重金屬廢物等腰三角形，有毒有害廢物處理。凡含有氟、汞、砷、鉻、鎘、鉛、氰等及其化合物和酚、放射性物質(zhì)的，均為有毒廢渣。他們可通過皮膚、食物、呼吸等渠道侵犯人體，引起中毒，我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十五”規(guī)斟中，根據(jù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家采用高溫氧化法處理：工：業(yè)有毒有害廢棄物的成功經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)發(fā)展有毒有害廢物密閉式貯運(yùn)技術(shù)和設(shè)備、專用高溫氧化焚燒技術(shù)和成套設(shè)備，建設(shè)若干個(gè)有毒有害廢物處理中心。
由于我國經(jīng)濟(jì)正經(jīng)歷著超常規(guī)的發(fā)展，2001年我國危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量約為952萬噸。貯存量約為301噸，直接排入環(huán)境的工業(yè)危險(xiǎn)廢物有2．06萬多噸，如不加以無害化處理，將對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和生態(tài)的破壞。而實(shí)際現(xiàn)狀是，我國的危險(xiǎn)固體廢物的無害化處理還處于較低的水平，有相當(dāng)數(shù)量的沒有得到妥善處理，急需處理的廢渣包括砷、鋅、鉛、鎘等腰三角形重金屬廢物。廢汽車、廢機(jī)電和廢家電、醫(yī)療廢物的處理也是剛剛引起注意。2001年12月17日。國家環(huán)境保護(hù)局、國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合發(fā)布了《危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)和政策》(環(huán)發(fā)[2ooi]99號(hào)) 該技術(shù)政策對危險(xiǎn)廢物的收集和運(yùn)輸、減量化、資源化、轉(zhuǎn)移和貯存、處理和處置等都提出了具體的技術(shù)要求。
但由于長期缺乏科學(xué)的管理體系和配套的處置技術(shù)，如前所述，相當(dāng)部分廢物未經(jīng)處理處于堆存或直接排人環(huán)境，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
在危險(xiǎn)廢物處理處置技術(shù)方面，我國已經(jīng)掌握了一些行之有效的處理處置手段，如物理化學(xué)法、固化法及高溫焚燒等，其中，穩(wěn)定化／固化在區(qū)域性集中管理系統(tǒng)中占重要的地位，因?yàn)榻?jīng)其它無害化、減量化處理的廢物，都要全部或部分地經(jīng)過穩(wěn)定化／固化處理后，才能進(jìn)行最終的處置或綜合利用。目前已經(jīng)應(yīng)用和正在開發(fā)的穩(wěn)定化／固化技術(shù)有水泥固化、石灰固化、溶融固化、熱鰻性固化、自膠結(jié)固化、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化等，其中水泥固化工藝簡單、成本低，是最常用的危險(xiǎn)廢物穩(wěn)定劑。但由于應(yīng)用規(guī)模較小和資金不足等方面和原因，在成套設(shè)備制造質(zhì)量和生產(chǎn)能力方面和發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國危險(xiǎn)廢物處理工作的實(shí)際需要。
2 一些典型危險(xiǎn)廢物的處理
2．1 醫(yī)療廢物
醫(yī)療廢物帶有大量的病菌，如果處理不當(dāng)不僅會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還可能引起疾病流行，醫(yī)療廢物主要包括手術(shù)過程中產(chǎn)生的人體組織器官、血制品殘余物、動(dòng)物試驗(yàn)與生物培養(yǎng)余物、一次性的醫(yī)療用品及敷料、廢水處理的污泥等、過期藥品、廢顯(定)影液等，嚴(yán)格來說包括病人接觸過的、來自病人身上的各種廢物，以及醫(yī)院辦公室、醫(yī)院食堂等地產(chǎn)生的生活垃圾。
按衛(wèi)生部的規(guī)定，手術(shù)中產(chǎn)生的組織器官、傳染科病人的生活垃圾以及試驗(yàn)用的動(dòng)物尸體等均須經(jīng)過焚燒處理 但這些醫(yī)用焚燒爐為小型焚燒爐，無二次燃燒室，爐溫低，沒有安裝尾氣凈化裝置。尾氣中含有的二惡英會(huì)對空氣造成二次污染；又因?yàn)樵S多醫(yī)院位于人口密集的市區(qū)，產(chǎn)生的不良?xì)怏w給周圍的居民造成一定的影響。
按照有關(guān)規(guī)定，醫(yī)療單位的一次性醫(yī)療用品如一次性輸液器、輸血器等有市醫(yī)療衛(wèi)生用品無害化處理站回收利用。由于缺少專門的運(yùn)輸工具，在運(yùn)輸過程中可能出現(xiàn)污染擴(kuò)散，處理站消毒后的廢水也會(huì)造成二次污染。關(guān)于一次性用品是否可以回收利用現(xiàn)在在國內(nèi)也存在著爭議，按照國際臨床廢物處理的慣例，一次性醫(yī)療用品應(yīng)該徹底銷毀，是不能夠回收利用的。
國外對醫(yī)療垃圾的問題非常重視，1995—2001年歐盟投資了5000萬歐元用于醫(yī)療垃圾處理的研究。目前國際上處理醫(yī)療垃圾的主要方法仍然是焚燒法、等離子體等處理技術(shù)。結(jié)合我國的國情，以建設(shè)高焚燒爐、區(qū)域性集中處理方式處理醫(yī)療廢物，達(dá)到徹底破壞有害物質(zhì)的目的。
焚燒法上一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定的過？諝饬颗c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)。廢物中的有害有毒物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。焚燒法處理危險(xiǎn)廢物是目前世界上應(yīng)用廣泛最成熟的一種熱處理技術(shù)。
除了用于醫(yī)療廢物的處理之外，高濃度有機(jī)廢液、廢油渣、有機(jī)污泥多氯聯(lián)苯類廢物等一般采用也采用焚燒法處理。
等離子體處理危險(xiǎn)廢物是采用等離子火炬或弧將廢物加熱至超高溫(一般控制在300O一5000℃，最高可超過1O，000℃)，此時(shí)基本粒子的活動(dòng)能量遠(yuǎn)大于任何
分子間化學(xué)鍵的作用，物質(zhì)的微觀運(yùn)動(dòng)以原子熱運(yùn)動(dòng)為主，原有的物質(zhì)被打破為原子狀態(tài)，使其喪失活力，從而將復(fù)雜的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的無害物質(zhì)。該方法在美國經(jīng)過10余年的研究，已經(jīng)開始工業(yè)化運(yùn)行，效果十分顯著。微波處理技術(shù)是采用微波輻射，在300—300，000MH2之間的光譜從廢物內(nèi)部加熱使微生物失活。
2．2 生活垃圾焚燒廠飛灰
隨著焚燒處理的迅猛發(fā)展，焚燒飛灰產(chǎn)量巨大。
到2001年底。全國運(yùn)行和在建的焚燒處理裝置超過13，150t／d，按照焚燒飛灰量是焚燒垃圾量的3％估算，每年垃圾焚燒將產(chǎn)生飛灰14萬t，而且近幾年我國焚燒處理規(guī)模以5％的速度遞增。預(yù)計(jì)在2006年我國生活垃圾焚燒處理比例將達(dá)到5％，將導(dǎo)致垃圾焚燒飛灰量的快速增加，所以開發(fā)適宜的焚燒飛灰處理技術(shù)將成為近年來環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
焚燒飛灰作為一種高比表面物質(zhì)，它不但富集大量的汞、鎘、鉛等有毒重金屬，而且也富集了大量的二惡英類物質(zhì)，是一種同時(shí)具有重金屬危害特性和環(huán)境持久性有機(jī)毒物危害特性的雙料危險(xiǎn)廢物，對人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害性。
焚燒飛灰的處理主要包括高溫處理、水泥固化處理和濕式化學(xué)處理三種。高溫處理包括燒結(jié)和熔融兩種方式。燒結(jié)和熔融技術(shù)都源于材料領(lǐng)域，燒結(jié)從宏觀方面來講，是在高溫作用下，固體顆粒獲得擴(kuò)散能量，將大部分甚至全部氣孔從晶體中排除，在低于熔點(diǎn)溫度下變成致密的燒結(jié)體并符合材料特性的要求；燒結(jié)溫度通常發(fā)生在主要成分絕對熔融溫度的1／2—1／3之間。熔融是在高于飛灰熔點(diǎn)的溫度下，飛灰中固體顆粒發(fā)生熔融相變，成為液態(tài)溶渣，然后經(jīng)過快速冷卻形成致密的玻璃態(tài)溶渣，將重金屬固化在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化目的。玻璃態(tài)溶渣可以作為建筑材料達(dá)到資源化作用。高溫處理可以分解破壞絕大部分二惡英類有機(jī)污染物并將大部分重金屬固化在固體中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化。相對于水泥固化和化學(xué)處理而言，高溫處理運(yùn)行非適中，減量顯著，減量可達(dá)1／2 1／3，穩(wěn)定性高，并可實(shí)現(xiàn)資源化利用。
歐美發(fā)達(dá)國家生活垃圾焚燒飛灰中堿金屬氯化物含量較低，研究主要集中在利用水泥窯煅燒將飛灰固化作為建筑材料。而日本、韓國等亞洲國家由于生活垃圾魍料類物質(zhì)含量較高，焚燒飛灰中氯化物，尤其是堿金屬氯化物含量較高，水泥固化得到的固化體強(qiáng)度和浸水性較差，重金屬的長期固定效果差，因此，在日韓國家，研究主要集中在高溫處理，尤其是在熔融玻璃化方面。
2．3 含重金屬的廢物
由于在各類危險(xiǎn)廢物中，重金屬廢物占有很大的比例，它們以各種各樣的方式危害環(huán)境。在處理中，除了一部分可回收利用外，其于大部分都需要進(jìn)行穩(wěn)定化處理，以達(dá)到無害化的目的。有些冶金行業(yè)固體廢物由于含有可浸出的重金屬等污染物質(zhì)，不能直接排放環(huán)境，在最終環(huán)境無害化處置前也應(yīng)進(jìn)行固化預(yù)處理。常規(guī)的技術(shù)種類(如應(yīng)用最多的水泥固化或石灰固化法)81多，但在用于重金屬廢物處理時(shí)都有局限性，特別是受PH值變化的影響，當(dāng)PH值較低時(shí)，重金屬廢物處理時(shí)都有局限性，特別是受PH值變化的影響，當(dāng)PH值較低時(shí)，重金屬離子會(huì)再溶出，沒有達(dá)到長期穩(wěn)定化的目的，在最終處置時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生二次污染，增加水泥石灰等固然可以提高穩(wěn)定性和降低浸出率，但處理費(fèi)用和固化后的體積也隨之增加。
固化穩(wěn)定劑在國外已有廣泛應(yīng)用，如美國Chongx公司穩(wěn)定技術(shù)不僅可處理無機(jī)物也可以處理一些有機(jī)物；可處理固態(tài)廢物也可以處理液態(tài)廢物。該技術(shù)早在1976年就獲專利。臺(tái)灣采用“超水泥固化劑(M．S．K)”也是在水泥中加穩(wěn)定劑，比應(yīng)用一般水泥費(fèi)用要節(jié)約2 50％。國外已有一種流動(dòng)處理危險(xiǎn)廢物車，配
備儀器和穩(wěn)定劑及攪拌器，定期赴廠礦。將其需處理的危險(xiǎn)污泥等就地處理。
近年來，應(yīng)用合成的重金屬螯合劑在處理重金屬廢物方面，取得了明顯的進(jìn)展。這些螫合劑一般是高分子鏈上有二硫代羧基官能團(tuán)以離子鍵和共價(jià)鍵的形式捕集廢物中的重金屬離子，生成的穩(wěn)定化的產(chǎn)物是一種空間網(wǎng)狀的高分子螫合物，可以實(shí)現(xiàn)廢物處理時(shí)，少增容或不增容，從而提高處理系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)合理性。要注意的是，固化劑的選擇和配方應(yīng)根據(jù)每種污泥或廢渣所含的重金屬化學(xué)成分的不同來選擇，不能干篇一律的采用同一配方。
我國對貧雜礦的利用極其有限，此外，對某些金屬原礦中伴生的其它金屬礦物或有用成分全部回收起來，因此，在被丟棄的固體廢物中常常還有許多一定含量的金屬礦物，由于淋溶產(chǎn)生的重金屬離子對水體和土壤都造成了嚴(yán)重污染，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。目前這是環(huán)境保護(hù)研究中的一個(gè)重要課題。
2．4 廢機(jī)電、廢家電管理與處理技術(shù)
這里所指的廢機(jī)電、廢家電包括報(bào)廢的汽車、自行車、電動(dòng)車及其它交通工具、電視、電腦、手機(jī)、影碟、醫(yī)療器械、軟磁盤以及廢電池等含有金屬并且需要能源驅(qū)動(dòng)的任何物質(zhì)和化學(xué)能源系統(tǒng)。
我國在廢機(jī)電和廢家電處理方面還處于起步階段，絕大部分隨意堆放或根本未做任何處理，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。存在的問題是：亂堆放；對廢物的拆分不合理，浪費(fèi)嚴(yán)重；對有毒有害污染物未做任何處理；管理混亂，未定完整的收集處理規(guī)章制度。
發(fā)達(dá)國家對廢機(jī)電、廢家電的處理非常重視，其歷史至少已經(jīng)1O年了。這些國家基本上采用集中收集和處理的辦法。如瑞士正在建造一座大型廢汽車處理廠以處理全瑞士每年報(bào)廢的汽車。處理工藝包括壓縮、高溫焚燒去除汽車中的可燃物品、尾氣、飛灰和底灰處理，然后把完全去除有機(jī)物的鋼鐵材料送至鋼鐵廠作為原料煉鋼。其它廢機(jī)電和廢家電也含有有機(jī)物，必須先通過焚燒去除有機(jī)物，然后才能進(jìn)一步利用。事實(shí)證明，廢機(jī)電和廢家電焚燒過程中其焚燒工藝和尾氣、飛灰和底灰處理的復(fù)雜程度不亞于一般城市生活垃圾焚燒過程。
3 危險(xiǎn)廢物資源化技術(shù)發(fā)展趨勢
盡管我國目前遇到的問題事實(shí)上是發(fā)達(dá)國家2o-30年前遇到的問題，但各國的情況不一，國外的文獻(xiàn)資料報(bào)道中有借鑒作用，很不能全部照搬到國內(nèi)。
綜合利用是實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化、減量化的最重要的手段之一，危險(xiǎn)廢物也當(dāng)然也應(yīng)該把綜合利用放在重要的位置來考慮。在廢物進(jìn)入環(huán)境之前，對其加以回收利用，可以大大減輕后續(xù)處理的負(fù)荷，所以在考慮危險(xiǎn)廢物處理處置的時(shí)候，首先要從經(jīng)濟(jì)上考慮它是否有回收價(jià)值，處理或處置后是否也還有繼續(xù)利用的價(jià)值。
根據(jù)申報(bào)登記數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我國危險(xiǎn)廢物的綜合利用率達(dá)到45．4％，主要集中在含重金屬的廢液以及重金屬廢渣方面。在過去的幾年中，我國在對危險(xiǎn)廢物進(jìn)行綜合利用的實(shí)踐中取得了一些經(jīng)驗(yàn)，研究開發(fā)了一些起點(diǎn)高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的綜合利用技術(shù)和設(shè)備。
如深圳市工業(yè)危險(xiǎn)廢物處理站根據(jù)當(dāng)?shù)仉娮訌S較多，蝕刻廢液量大，蝕刻液消耗量也大的情況，開發(fā)了電子蝕刻廢液的綜合利用工藝技術(shù)，從廢液中回收海綿銅、硫酸銅、多元氯化鋁、氯化銨等產(chǎn)品，并再生氨蝕刻液和氯化鐵蝕刻液供電子廠使用。該站還開發(fā)了“玻殼廠鉛塵綜合利用生產(chǎn)三鹽基硫酸鉛”等技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用為危險(xiǎn)廢物處理企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和良好的環(huán)境效益。目前，工業(yè)危險(xiǎn)廢物中的含銅廢物(HW22)、含鉛廢物(／-IW31)、廢酸( )和含鎳廢物(Hw46)等均可實(shí)現(xiàn)綜合利用。
人多數(shù)有色冶煉廠的生產(chǎn)工藝，除了提取主要目的金屬外，還對礦石中伴生的多種金屬組分進(jìn)行回收，大部分廢渣也設(shè)法在廠內(nèi)轉(zhuǎn)移到后續(xù)工藝中利用，或者生產(chǎn)副產(chǎn)品。最后，只剩下少量的最終廢渣被堆放或者填埋處理。其實(shí)，廢渣中的有價(jià)金屬是豐富的資源，回收其中金屬除了具有直接的經(jīng)濟(jì)效益外、還能減輕它們對環(huán)境的污染。
危險(xiǎn)廢物固化處理后，有的可以制成建筑材料，如人行路道板、防波建材(消波塊)、檔土墻建材、路基溝渠建材等。在這里，固化劑的選擇是關(guān)鍵的問題。
參考文獻(xiàn)
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[3]吳少林，李娜，萬詩貴．電鍍污泥的固化穩(wěn)定處理研究，南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版)，2002，24(4)：53—55
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