一種利用高溫熔融技術(shù)處理特定污染物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，尤其涉及一種利用高溫熔融技術(shù)處理特定污染物的方法，具體涉及一種利用高溫熔融技術(shù)處理表面處理廢物污泥(包括電鍍污泥及含金屬污泥)和/或焚燒處置殘?jiān)姆椒ǎ约耙环N對(duì)應(yīng)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在環(huán)境保護(hù)已成為一項(xiàng)基本國(guó)策的今天，危險(xiǎn)廢物中的表面處理廢物和焚燒處置殘?jiān)l(fā)的各種環(huán)境污染問題日益受到全社會(huì)的關(guān)注與重視，甚至對(duì)社會(huì)的安定、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生重要影響。
[0003]1、處理對(duì)象的特點(diǎn)
[0004]表面處理廢物，是從金屬和塑料表面處理過程中產(chǎn)生的，主要來源于電鍍行業(yè)的電鍍槽渣、槽液及水處理污泥，金屬和塑料表面酸(堿)洗、除油、除銹、洗滌工藝產(chǎn)生的腐蝕液、洗滌液和污泥，金屬和塑料表面磷化、出光、化拋過程中產(chǎn)生的殘?jiān)?液)及污泥，鍍層剝除過程中產(chǎn)生的廢液及殘?jiān)Ｆ涑Ｒ姷奈：M分或廢物名稱包括廢電鍍?nèi)芤?、廢槽淤渣、電鍍水處理污泥、表面處理酸堿渣、氧化槽渣、磷化渣、亞硝酸鹽廢渣。以上廢物均被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名單中的第十七類危險(xiǎn)廢物，代碼為HW17。其中，此處主要以表面處理廢物污泥為主要處理對(duì)象，即包括電鍍污泥及含金屬污泥等。
[0005]焚燒處置殘?jiān)菑墓I(yè)廢物處置作業(yè)中產(chǎn)生的廢余物。其常見的危害組分或廢物名稱包括焚燒處置殘?jiān)帮w灰。所述焚燒處置殘?jiān)涣腥雵?guó)家危險(xiǎn)廢物名單中的第十八類危險(xiǎn)廢物，代碼為HW18。其中，以下提及的焚燒處置殘?jiān)€包括從生活廢物處置作業(yè)中產(chǎn)生的廢余物。
[0006]其中，電鍍污泥作為電鍍廢水的“終態(tài)物”，雖然其量比廢水要少得多，但是由于廢水中的Cu、N1、Cr、Zn、Fe等重金屬都轉(zhuǎn)移到污泥中，從某種意義上說，電鍍污泥對(duì)環(huán)境的危害要比電鍍廢水嚴(yán)重。如果對(duì)這種危害性極大的電鍍污泥不作任何處置，其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞是不言而喻的，另一方面，如果對(duì)電鍍污泥中品位極高的重金屬物質(zhì)不加以回收利，也意味著資源的巨大浪費(fèi)。
[0007]其中，由于目前國(guó)內(nèi)所使用的危險(xiǎn)廢物安全處置設(shè)備大部分都是采用焚燒處置技術(shù)，通過焚燒爐的高溫破壞危險(xiǎn)廢物中的有害成分，再通過煙氣處理設(shè)施去除煙氣中的有害成分，使煙氣達(dá)標(biāo)排放。在危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣處理過程中，會(huì)收集到大量的飛灰，這些飛灰多含有重金屬、二噁英等有害成分，主要有Si02、P205、A1203等酸性氧化物和CaO、MgO、Fe203、CuO、Ti02、K20、Na20等堿性氧化物，另外，有些危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰中還含有少部分氯鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等鹽類、活性炭粉等成分，因此，焚燒處置殘?jiān)枰M(jìn)一步處理。
[0008]2、現(xiàn)有處理方式
[0009](1)電鍍污泥
[0010]針對(duì)電鍍污泥的特點(diǎn)及其危害性，對(duì)電鍍重金屬污泥進(jìn)行無害化處置和資源化綜合利用具有環(huán)保重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們?cè)谶@方面做了不少研究工作，也取得了許多階段性的成果。從環(huán)境污染防治和資源循環(huán)利用的角度考慮，主要包括以下兩種處理方式:一是經(jīng)過處理后，使污泥不會(huì)引起二次污染而丟棄并貯存，即無害化處理；二是使對(duì)污泥中的重金屬資源進(jìn)行綜合回收，即資源化利用。
[0011]電鍍污泥無害化處理的主要方法有:固化劑固化法、填埋、焚燒熱處理等。處理的結(jié)果都需要填埋，其中帶來危害的主要重金屬污染物質(zhì)并沒有消除，更沒能夠做到再回收利用，成為環(huán)境污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
[0012]固化劑固化法，所采用的固化材料有水泥、石灰、玻璃、熱塑料物質(zhì)和固化劑等，它具有固化材料易得、短期處理效果好、成本低的優(yōu)勢(shì)，但是污泥被固化后，體積增容30-50%，同時(shí)還必須進(jìn)行填埋或投海處理(自1988年后，國(guó)際公約明令禁止將電鍍污泥固化處理后投海)，對(duì)于其長(zhǎng)期的穩(wěn)定性尚沒有最終的結(jié)論。
[0013]填埋，填埋與焚燒比較起來更易被民眾接受，但是填埋也有其潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，而且占用大量的土地。其為國(guó)內(nèi)采用最多的方法，也是比較適合中國(guó)國(guó)情的一項(xiàng)危險(xiǎn)廢物無害化處置途徑，但國(guó)內(nèi)針對(duì)電鍍污泥這一類危險(xiǎn)廢物的填埋技術(shù)仍處于較低的水平，由于對(duì)大多數(shù)工業(yè)危險(xiǎn)廢物只是簡(jiǎn)單的堆放或填埋，因此，對(duì)環(huán)境的破壞相當(dāng)嚴(yán)重，特別是對(duì)地下水的污染問題十分突出。由于危險(xiǎn)廢物中的有毒有害成分往往具有不可降解性能，所以危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)沒有穩(wěn)定期。因此也就要求危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)在盡可能長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持安全和無破損，對(duì)危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)選址就提出了很高的要求。我國(guó)的危險(xiǎn)廢物安全填埋處置技術(shù)主要以國(guó)外引進(jìn)為主，在我國(guó)僅有深圳、沈陽、大連等幾個(gè)城市擁有符合標(biāo)準(zhǔn)的綜合性危險(xiǎn)廢物集中處置場(chǎng)；專業(yè)性處置設(shè)施和企業(yè)附屬的處置設(shè)施很少。我國(guó)大部分危險(xiǎn)廢物填埋是在較低水平下處置的，非常容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。
[0014]焚燒熱處理，利用高溫將污泥中的有機(jī)物徹底氧化分解，最大程度地使污泥中的某些劇毒成分毒性降低。通過焚燒熱處理，可以大大減少電鍍污泥的體積，降低對(duì)環(huán)境的危害。但是，焚燒后的灰渣和飛灰仍然是危廢，需經(jīng)過固化處理后填埋，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]電鍍污泥的資源化利用的主要方法是:浸出提取法、微生物處理法等。上述方法可以選擇性提取其中大部分重金屬，但是，其處理過程大量使用強(qiáng)酸堿，對(duì)環(huán)境會(huì)造成二次污染；處理后的殘余物質(zhì)和污泥仍然是危廢，沒有處理徹底。
[0016]浸出提取法，污泥用強(qiáng)酸選擇性浸出重金屬，再通過加堿、電解或者萃取等方法將浸出的重金屬提取出來。整個(gè)過程操作復(fù)雜，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)還產(chǎn)生大量污泥，也是危廢，因此，作為危險(xiǎn)廢物的特性并沒有消除。
[0017]微生物處理法，由于電鍍污泥本身所具有的對(duì)微生物的毒害性生物法目前仍處于探索階段。我國(guó)“八五”期間曾對(duì)此立項(xiàng)研究。中科院成都生物研究所也進(jìn)行過“微生物法凈化回收電鍍污泥中鉻和其它重金屬的示范工程研究”的課題。其利用SRv菌去除Cu的工作已見諸文獻(xiàn)。國(guó)外的許多專家，Hai等人還對(duì)細(xì)菌還原六價(jià)Cr進(jìn)行了研究；Suzuki的工作證明了細(xì)菌對(duì)電鍍廢物中的Cu、Cr的確可以有效地去除；Atkinson的工作表明，生物法可有效地去除電鍍污泥中的Cu、Zn、Cr、Ni等多種金屬離子；在Bewtra的試驗(yàn)中，細(xì)菌可有效地將電鍍污泥中的金屬離子轉(zhuǎn)化為不溶于水的硫化物，但由此產(chǎn)生的重金屬污泥是否會(huì)形成二次污染、如何培養(yǎng)出適應(yīng)性強(qiáng)、治廢效率高的菌種，目前仍然是生物法所面臨的一大難題。
[0018](2)焚燒處置殘?jiān)?br>[0019]隨著焚燒處理的危險(xiǎn)廢物的不同以及焚燒工況的不同，飛灰中各組分的含量也會(huì)有所不同。隨著危險(xiǎn)廢物處理量的增加，飛灰的數(shù)量也在急劇增加。這些飛灰給環(huán)境造成了較大威脅，需要通過特殊處理后才能回歸環(huán)境，因此飛灰處理技術(shù)是危險(xiǎn)廢物焚燒處置后續(xù)的重要技術(shù)之一。
[0020]在危險(xiǎn)廢物使用了焚燒處理的方法后，其中仍有約10%的灰分和不可燃物質(zhì)是典型的危險(xiǎn)廢物，仍然需要進(jìn)行安全處理，其處理方法與電鍍污泥類似。
[0021]目前，常用的危險(xiǎn)廢物焚燒處置殘?jiān)奶幚砑夹g(shù)主要有三種:(1)填埋，經(jīng)過適當(dāng)處置后進(jìn)入危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)進(jìn)行最終處置。(2)固化/穩(wěn)定化，經(jīng)過固化/穩(wěn)定化處理后的產(chǎn)物，如滿足浸出毒性標(biāo)準(zhǔn)或者資源化利用標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)入普通填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處置或進(jìn)行資源化利用。(3)提取飛灰中的重金屬，酸提取、堿提取、生物及生物制劑提取等，經(jīng)過提取重金屬后的飛灰和提取的重金屬可以分別進(jìn)行資源化利用。
[0022]上述三種方法中的固化/穩(wěn)定化法在我國(guó)實(shí)際中應(yīng)用最為廣泛。固化/穩(wěn)定化處理是通過固化基材將危險(xiǎn)廢物固定或包覆起來，或通過化學(xué)藥劑的化學(xué)反應(yīng)使有毒有害物質(zhì)穩(wěn)定化，以減少污染物的毒性和迀移性，改進(jìn)穩(wěn)定物質(zhì)的工程性質(zhì)，降低其對(duì)環(huán)境的危害，因而能較安全地運(yùn)輸和處置的一種處理過程。根據(jù)固化基材及固化/穩(wěn)定化過程可把固化/穩(wěn)定化分為水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、玻璃固化、自膠結(jié)固化、大型包膠和藥劑穩(wěn)定化等。
[0023]3、高溫熔融