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第三章化工废渣处理技术定义：固体废物（SolidWaste）又称固体废弃物或固体遗弃物。是指人类在生产过程中和社会生活活动中产生的不再需要或没有“利用价值”而被遗弃的固体或半固体（泥状态）物质。注：具有较大危害的，不能排入水体的液体废物和不能排入大气而置于密闭容器中的气态废物也归入化工废渣。第一节化工废渣及其防治对策一、化工废渣的来源及分类•化工废渣：化学工业生产过程中产生的固体、半固体或泥状废弃物。•来源：1、未反应或流失的原料；2、化工生产过程中进行化合、分解、合成等化学反应时产生的不合格产品、中间产品、副产品、废催化剂等；3、报废的旧设备和化学容器、产品的包装垃圾等。分类：按照化学性质分：无机废渣、有机废渣；按照对人和环境的危害分：工业废渣、危险废渣。按照废物产生的行业分：冶金化工废渣、燃料灰渣、化学工业固体物、石油工业化工废渣、粮食，食品工业化工废渣、其他二、化工废渣的特点1、产生和排放量大。2、危险废物种类多，有毒有害物质含量高。3、污染土壤4、污染水域5、污染大气6、化工废弃物再资源化可能性大。常见的化工危险废弃物有：（1）环状的、含氯、含CN或硝基官能团的有机物；（2）有机农药、废水处理产生的污泥等；（3）无机染料，如：铬黄、锌黄、氧化铬绿；（4）油渣。三、化工废渣的防治对策•化工废渣污染控制措施•控制化工废渣污染的技术政策•化工废渣管理的经济政策•化工废渣管理法规标准《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》控制化工废渣污染的技术政策(固体废物的处理原则)•“无害化”•“减量化”•“资源化”•“无害化”基本任务：将化工废渣通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境(包括原生环境与次生环境)。处理工程：垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵，有害废物的热处理和解毒处理等。控制化工废渣污染的技术政策(固体废物的处理原则)控制化工废渣污染的技术政策(固体废物的处理原则)•“减量化”基本任务：通过适宜的手段减少和减小化工废渣的数量和容积。实现战略化工废渣进行处理利用减少固体废物的产生•“资源化”基本任务:采取工艺措施从固体废物中回收有用的物化工废渣。原则：技术是可行的；经济效益比较好；“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准。控制化工废渣污染的技术政策(固体废物的处理原则)第二节化工废渣的一般处理技术•化工废渣预处理收集和运输、压实、破碎、分选•主要处理法（资源化处理法）填埋、焚烧、热解一、预处理技术•收集和运输•压实•破碎•分选城市垃圾的收集运输垃圾分类生活垃圾商业垃圾建筑垃圾粪便污水处理厂的污泥压实的定义、操作原理定义：是利用机械的方法增加固体废物化工废渣度，增大容重和减小体积，便于装卸、运输、贮存和填埋。原理：主要是减少空隙率，将空气压掉。目的•体积↓、容重↑，便于装卸、运输，运输成本↓；•制作高密度惰性块料以便于贮存、填埋或作建筑材料；处理对象主要是压缩性能大而复原性小的物质，液态废物不宜作压缩处理。1、压实破碎的概念用外力克服化工废渣质点间的内聚力使大块化工废渣分裂成小块的过程。破碎过程：破碎：大块废物破碎成小块的过程。磨碎：使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。超细粉碎：是小块物质磨碎成超细粉的过程。破碎方法•机械能破碎：利用破碎工具对固体废物施力破碎•非机械能破碎：利用电、热能等将固废破碎（新）（低温、热化工废渣及超声破碎等）。2、破碎化工废渣破碎目的①便于压缩、运输、贮存和高密度填埋。②可提高焚烧、热解、熔烧及压缩等处理过程的稳定性和处理效率。③便于分选、拣选回收有价物质和材料。④避免粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔。⑤为化工废渣的下一步加工和资源化作准备。•是实现化工废渣资源化、减量化的重要手段。目的：将有用的可回收成分分选出来加以利用将不利于后续处理处置工艺要求的物料分离出来。基本原理根据粒度、密度、磁性、带电性、摩擦性、弹性、表面湿润性等物理或物理化学性的不同进行分选。类型：筛选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦分选、弹性分选、浮选3、分选分选处理技术•风力分选风力分选属于干式分选，主要分选城市垃圾中的有机物和无机物。•浮选浮选法是利用较重的水质(海水或泥浆水)与较轻的碳质(焦)，在大水量、高流速的条件下，借助水--炭二者之间的密度差将焦与渣自然分离。•磁选它是利用工业废渣中不同组分磁性的差异，在不均匀磁场中实现分离的一种分选技术。•筛分它是根据化工废渣颗粒尺寸大小进行分选的一种方法。筛分有湿筛和干筛两种操作，化工废渣多采用干筛。4.固化定义：固化法是指通过物理或化学法，将废弃物固定或包含在坚固的固体中，以降低或消除有害成分的溶出特性的一种固体废物处理技术。方法要点评论水泥基固法将有害废物与水泥及其他化学添加剂混合均匀，然后置于模具中，使其凝固成固化体，将经过养生后的固化体脱膜，经取样测试，其有害成分含量低于规定标准，便达到固化的目的方法简单，稳定性好，有可能作建筑材料，对固化的无机物，如氧化物可互容，硫化物可能延缓凝固和引起破裂，除非是特种水泥，卤化物易浸出，并可能延缓凝固，重金属、放射性废物互容石灰基固法将有害废物与石灰及其他硅酸盐类，并配以适当的添加剂混合均匀，然后置于模具中，使其凝固成固化体，固化体脱膜、取样测试方式和标准与“水泥基固法”相同方法简单，固化体较为坚固，对固化的有机物，如有机溶剂和油等多数抑制凝固，可能蒸发逸出，对固化的无机物如氧化物、硫化物互容，卤化物可能延缓凝固并易于浸出，重金属、放射性废物互容热塑性材料固化法将有害物同沥青、柏油、石蜡或聚乙烯等热塑性物质混合均匀，经过加热冷却后使其凝固而形成塑胶性物质的固化体固化效果好，但费用较高，只适用于某种处理量少的剧毒废物，对固化的有机物，如有机溶剂和油，在加热条件下可能蒸发逸出。对无机物如硝酸盐、次氯化物、高氯化物及其他有机溶剂等则不能采用此法，但与重金属、放射性废物互容高分子有机物聚合稳定法将高分子有机物如脲醛等与不稳定的无机化学废物混合均匀，然后将混合物经过聚合作用而生成聚合物此法与其他方法相比，只需少量的添加剂，但原料费用较昂贵，不适于处理酸性以及有机废物和强氧化性废物，多数用于体积小的无机废物玻璃基固化法将有害废物与硅石混合均匀，经高温熔融冷却后而形成玻璃固化体固化体性质极为稳定，可安全地进行处置，但费用昂贵，只适于处理极有害化学废物和强放射性废物二、土地填埋（landfill）处置•是一种最主要的化工废渣最终处置方法，是由传统的倾倒、堆放和填地处置发展起来的。•分类（按照处置对象和技术要求上的差异）卫生土地填埋：适于处置城市垃圾。安全土地填埋：适于处置工业化工废渣（有害废物）也称安全化学土地填埋。土地填埋（landfill）处置•优点：工艺简单，成本低廉，适应性广•主要问题：渗滤液的收集、控制；因法律颁布和污染控制标准的制定，填埋要求更严格，故使处理费用不断增加；占用大量的土地资源。卫生土地填埋（sanitarylandfill）•对未经处理的化工废渣的处置技术是在传统的堆放、填地基础上，从保护环境角度出发取得的一种科学进步。•特点：安全可靠、价格低廉•卫生土地填埋工程操作方法场地选址、设计建造、日常填埋和监测利用一、场地选择•考虑因素＊水文地质条件、交通方便、远离居民区、有足够的处置能力、废物处置代价低、便于利用开发•主要用于处置城市垃圾，处置的容量要与城市人口数量和垃圾的产率相适应，一般建造一个场地至少要有20年的处置能力。卫生土地填埋二、场地建造工艺1、要有防止对地下水污染的措施①设置防渗衬里。人造：沥青、橡胶和塑料薄膜天然：主要是粘土（渗透系数小于10-7cm/s，厚度为lm）②设置导流渠或导流坝，减少地表径流进入场地。③选择合适的覆盖材料，减少雨水的渗入。卫生土地填埋二、场地建造工艺2、气体排出功能由于微生物的生化降解作用，CH4、CO2。（H2S或有害或具有恶臭味的气体）①可渗透性排气：砾石等物质作为填料建造排气通道排出气体。②不可渗透阻挡层排气：是安装排气管，排气管与设置在浅层砾石排气通道或设置在填埋物顶部的多孔集气支管相连接，可排出气体。•产生的甲烷经脱水→预热→去除二氧化碳后可作为能源使用。卫生土地填埋(a）(b)垃圾填埋的排气系统（a）可渗透性；（b）不可渗透性阻挡层安全土地填埋（securelandfill）•对场地的建造技术及管理要求更为严格：必须设置人造或天然衬里，保护地下水免受污染；要配备浸出液收集、处理及检测系统；安全土地填埋处置场地不能处置易燃性废物、反应性废物、挥发性废物、液体废物、半固体和污泥，以免混合以后发生爆炸、产生或释出有毒有害的气体或烟雾。封场封场要与地表水的管理，浸出液的收集监测以及气体控制等措施结合起来考虑。•目的：是通过填埋场地表面的修筑来减少侵蚀并最大限度排水。•方法：一般在填埋物上覆盖一层厚l5cm、渗透系数为≤10-7cm/s的土壤，其上再覆盖45cm厚的天然土壤。★如果在其上种植植物，上面再覆盖一层15～100cm厚的表面土壤。•焚烧法（incinerationmethod）：将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为900℃左右，炉心最高温度可达1100℃），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。•主要目的：尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。三、焚烧技术三、焚烧技术优点：体积可减少85％～95%，质量减少20％～80%。（减量化）高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质。（无害化）产生热能。（资源化）焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处理远比有害废弃物直接处置容易得多。处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。缺点：焚烧法对垃圾的热值有一定要求；建设成本和运行成本相对较高；管理水平和设备维修要求较高；焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成二次污染。三、焚烧技术四、热解处理•热解(pyrolysis)在工业上也称为干馏。（热分解、碳化、气化）•是无氧或缺氧条件下，使固体物料中有机固体成份在高温下分解，最终转化为可燃气（油）、固形碳的热化学过程。•其能源回收性好，环境污染小，这也是热解处理技术最优越、最有意义之处。有机物加热无氧或缺氧G（H2、CH4、CO、CO2）+L（有机酸、芳烃、焦油）+S（碳黑、炉渣）⑴以氢气、碳氧化物、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃气体。⑵以常温下为液态的包括乙酸、丙酮、甲醇等缓和物在内的燃料油。⑶纯碳和玻璃、金属、土沙混合形成的碳黑。★热解和焚烧有本质上的不同①焚烧-需要充分供氧，物料完全燃烧。热解-无需供氧（少量的氧），物料不燃烧或部分燃烧。②焚烧-放热反应。热解-吸热反应。③焚烧-产生大量的废气，处理难度大，环保问题严重热解-产生可燃低分子化合物、可燃气、油等。④焚烧-直接利用法（生产蒸汽和发电）热解-（燃料化）是一种间接回收利用法（把固体废物能转变为可以贮存和输送的燃料形式）★化工废渣的热解与焚烧相比有下列优点:可以将化工废渣中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源；由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染；废物中的硫、重金属的有害成分大部分被固定在炭黑中；NOx的产生量少。五、微生物分解技术•堆肥处理•是利用大气和土壤中的放线菌、真菌和其他细菌等微生物，在有效的人工控制下，促进垃圾中可降解有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程一、塑料废渣的处理和利用1、塑料的种类（1）按塑料受热所呈现的基本行为分：•热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化。如PE、PP、PS、PVC等，是回收的重点。•热固性塑料：受热后能成为不熔性物质，受热时发生化学变化使线性分子结构的树脂转变为三维网状结构的高分子化合物，再次受热时就不再具有可塑性，不能通过热塑而再生利用。如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。第三节典型化工废渣回收利用技术（2）按