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危险废物的多层次循环技术利用论文

发布时间:2024-07-09 10:39:30 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘要:危险废物的循环利用符合可持续发展与绿色转型的基本要求,能够有效缓解环境压力,减少二次污染。本文以危险废物的循环利用为出发点,对现阶段的危险废物循环利用现状进行了简要阐述,并对化工危险废物的循环利用处置方式进行了分析,化工废盐与废酸都可以通过工艺处置转化为新的应用资源。危险废物的多层次循环利用为行业污染问题与资源再利用提供了新的发展思路。

  关键词:危险废物;循环利用;废酸;废盐

  危险废物是指列入国家危险废物名录或按照国家相关规定的鉴别标准与方法确定为具有危险性质的固体废物,我国高度重视危险废物的资源化利用问题,尤其在绿色低碳发展理念下,实现危险废物的多层次循环利用,利用反应提取、物理聚集等手段变废为宝,从中去除有用物质作为原材料或者燃料,契合绿色低碳政策的引导方向。本研究从政策与危险废物处理现状两个角度分析了危险废物循环利用现状,并着重从化工危险废物、医药危险废物与农业危险废物三个方面探讨了危险废物的循环利用方法。

危险废物的多层次循环技术利用论文

  1危险废物循环利用现状

  我国高度重视危险废物循环利用问题,并在法律、政策与标准等不同层面做出了相关规范,引导危险废物循环利用的规范化开展。在法律法规层面,《中华人民共和国固体废物污染环境防治法(2020年修订)》和《山东省固体废物污染环境防治条例》规定了固体废物的利用要求,并强调固体废物利用必须符合固定废物环境污染防治技术标准[1]。在标准规范层面,我国针对危险废物循环利用工作开展相继在综合性国家标准、地方标准建设、团体标准建设等多个方面制定并修订了相关行业标准,包括《危险废物鉴别技术规范》《含有色金属固定废物回收利用规范》《清洗刻蚀含酸废液的循环再生利用技术要求》《钛石膏综合利用污染控制技术要求》等。目前,国内危险废物的来源类型众多,具体情况如表1所示。

危险废物的多层次循环技术利用论文
 

  经过多年发展,危险废物的多层次循环利用已经逐渐形成体系,发展有无害化处置与资源化利用两大处理方式,不同方式并存,产废单位自行利用处置与集中处理相互弥补,不用规模的危险废物处理措施错位发展,可实现对危险废物的无害化再利用。截至2022年,全国共有2 722家持危险废物(含医疗废物)经营许可证单位,核准处理能力8178万t/a,实际收集与处理能力2 252万t/a,其中利用能力为1 515万t/a,显然目前资源化利用已经成为处理工业危险废物的主要手段[2]。

  2危险废物的循环利用技术

  2.1废盐循环利用处置技术


  化工行业危险废物生产废物占比较大,且传统的无害化处理方式存在着二次污染的风险,为废物循环利用的要求,本文主要对化工废盐和废酸循环利用方法进行研究。

  化工高盐废水在多次过膜处理后,经浓缩、结晶会产生化工废盐,其成分主要为氯化钠、硫酸钠和氯化钾等微量有毒有害无机盐。依据《危险废物填埋场污染物控制标准》要求,水溶性物质含量高于10%的废盐必须进入刚性填埋场进行填埋处理,但这种处置方式成本较高,且无法实现资源再利用[3]。为实现多层次循环利用,可选择盐洗法和混合盐分离法对化工废盐进行处置。

  1)盐洗法。循环利用处理中需要将洗涤剂与化工废盐按照比例进行充分缓和,其中需要对饱和与副产品溶液进行清洗,使得废盐中的有机物杂质充分溶解于洗涤液中,从而实现清洗剂相和溶盐水相分离,并通过再结晶实现对废盐的净化再生处理,盐洗法适用于杂质较少且有机质成分单一的化工废盐处理。

  2)混合盐分离法。化工废盐大多由多种成分组成,其中包含硫酸钠、氯化钠、氯化钾等,因此需要借助该方法将其转化为单一盐,在对化工废盐处理中需要使用三元体系相图进行分析,同时可在分析蒸发过程中,将脂肪醇/盐/水双水相体系应用于分析中。混合盐分离法后的溶剂易于进行回收且循环利用处理成本较低,利于大规模应用。

  2.2废酸循环利用处置技术

  化工废酸属于《国家危险物名录》(2021版)HW34类危险废物,在化工硫酸法钛白粉生产中,每生产1 t的钛白粉会产生6~7 t的化工废酸。废酸具有腐蚀性特性,无法进行焚烧与填埋处置,为实现废酸的循环利用,可以根据化工生产的实际情况选择最佳处置方法。目前,适用于废酸循环利用的方法包含碱中和法和净化提纯法。

危险废物的多层次循环技术利用论文

  1)碱中和工艺。该方法在废酸处理中应用最为广泛,处理中选择使用石灰石、石粉、氢氧化钠等进行处置,需要将22%左右的废酸与其他废水进行稀释处理,将废酸浓度稀释到7%左右,将稀释后的废酸装入中和桶内,并调节石灰石乳流量使中和溢流浆料的pH值保持在1.5左右,之后在中和桶溢流槽中加入电石渣乳,继续进行中和反应,当pH值达到7.5左右时汇入打浆槽内,最后使用打料泵将其送入到压滤机内进行固液分离处理。碱中和工艺在应用中后续仍然需要进行除杂与脱水处理工作,整体循环处置成本较高,因此在废酸处置中,需要配合其他处置方法进行共同使用。

  2)净化提取法。该方法主要以膜分离技术为主,通过纳滤膜将废酸中的非挥发溶质进行去除,工艺应用中能够有效去除废酸中的Fe2+,提纯后废酸中的Fe2+质量浓度可控制在140 mg/L以内,净化提纯工艺中一级纳滤膜的回收效率可达50%,二级即可达到95%以上,实际回收应用能力较强。使用纳滤膜技术进行废酸处理中,需要定期观察内部杂质的波动情况,从而确定纳滤膜的使用寿命情况,提纯前要定期对膜进行清理,防止因堵塞或变质影响废酸净化提纯效率。

  2.3含汞废物循环利用处置技术

  含汞废物具有高生物毒性,会对空气、水以及土壤造成严重污染,并且还会严重影响到人体健康,因此需要合理处置含汞废物。目前我国含汞废物循环可利用处置方法主要分为三类,即物理法除汞技术、固化处理技术与催化剂脱汞技术。

  1)物理法除汞技术:该类技术主要用于大规模处理含汞废水,目前表现优异的技术手段有吸附除汞与膜过滤除汞两种。吸附除汞通常将活性炭喷入含汞的烟气中,除尘装置会捕获已经吸附了烟气中的汞成分,从而实现除汞目的。膜过滤除汞需要采用压力驱动膜对原液中的汞与水分子进行分离,在一定压力下,原液在流经膜表面时,由于含汞废物的体积较大,难以通过膜表面的细小微孔,从而被分离出来,成为浓缩溶液。

  2)固化处理技术:该类技术主要用于汞污染土壤的固化,主要有水泥固化、熔融固化与化学药剂稳定化三种手段。水泥固化将含汞废物与水泥进行混合,经过长时间的水化反应以后,会形成密度严实的水泥固化体,从而避免含汞废物浸出。熔融固化是指在高温状态下,将粉煤灰熔融成玻璃,使高沸点的含汞废物凝固在其中,减少含汞废物的释放,且能够有效提升玻璃的硬度。化学药剂稳定化是指通过化学药剂将含汞废物转化为低溶解度、低毒物性质的物质,从而有效降低含汞废物的浸出率。

  3)催化剂脱汞技术:该类技术主要用于燃煤烟气的除汞,甚至部分催化剂可以实现100%的除汞效果。催化剂通常选择贵金属催化剂与金属氧化物催化剂,此类催化剂具有非常强的汞吸附能力,可以将汞吸附在间隙结构之中,如Au基催化剂等,具有非常良好的除汞效果。

  3结语

  从我国危险废物循环利用现状来看,危险废物的主要来源集中在化工行业,其中占比较高的有废酸、废盐,危险废物中所携带的有毒有害物质会严重破坏生态环境的平衡,因此必须得到妥善处理。同时,危险废物中具有大量有价值的材料,危险废物的多层次循环利用可以获取到可观的经济效益与生态效益。对此,必须高度重视危险废物的循环利用,尤其需要重视废酸、废盐等占比较高的危险废物类别的循环利用问题,开发并应用适合此类重点危险废物类别的多层次循环利用工艺路线,以使其经过循环利用处理后可满足国家或行业对再生产品的标准,实现资源化利用。

  参考文献

  [1]龙於洋,邱钧健,宋禹翩,等.危险废物焚烧灰-渣共热处理对Cr和Pb的原位固定[J].环境科学学报,2023,43(6):390-397.

  [2]孟棒棒,张志宏,崔长颢,等.电子元件制造行业典型危险废物产生节点及处置建议[J].环境污染与防治,2022,44(4):535-540.

  [3]罗庆明,张宏伟,王雪雪,等.我国固体废物分类体系构建的原则、方法与框架[J].环境工程学报,2022,16(3):738-745.

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