美国危险废物和医疗废物处置技术概述

报告人：JoeTessitore,P.E.(2005年1月31日)ecologyandenvironment,inc.&国际环境专家美国危险废物和医疗废物处置技术概述ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国危险废物产生量(2001年)19,024个产生源产生量为40,821,481吨危险废物来源：基础化工38%石油、煤炭产品制造15%废物处理处置6%树脂、橡胶、人造合成纤维等的生产5%制衣、印刷4%有色金属冶炼4%半导体及电子工业3%钢铁行业3%其他22%总计100%ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国危险废物管理/处置情况(2001年)2,479个处置设施处理/管理量46,144,802吨处理类型：土地处置56%综合利用8%热处理8%废水处理18%其他10%ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国危险废物管理/处置情况(2001年)土地处置(~56%)深坑/地下填充17.7x106tons填埋/地表堆积2.10土地处理/应用/耕种0.07其他处置方式6.4026.27综合利用(~8%)作为燃料填充剂0.92x106tons回收金属(以再利用)1.46回收溶剂0.43其他利用方式1.033.84Msimn.exeecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国危险废物管理/处置情况(2001年)热处理(~8%)能量再利用(充当燃料)1.7x106tons焚烧1.653.35废水处理(~18%)水溶液有机物处理4.50x106tons水溶液有机物处理3.678.17其他(~10%)稳定化1.27x106tons污泥处理0.18其他处理2.36贮存0.724.53ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国危险废物热处理废物类型废物来源处置设施ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&1999年焚烧废物的量（吨）ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&BRS工业部门焚烧设施1999年申报废物总量ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国热处理技术的主要类型现场焚烧水泥窑焚烧液体燃料锅炉和过程加热器商业焚烧设施ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&1999年BRS行业燃烧设施申报的废物处理量燃烧设施类型设施数量占总设施的比例现场处理量（吨/年）占废物总量的比例现场焚烧炉6946.0%1,010,60028.4%水泥窑149.3%1,030,00029.0%商业焚烧炉106.7%452,20012.7%LWAKs32.0%63,8001.8%液体燃料锅炉及程序加热器5536.7%725,30020.4%固体燃料锅炉42.7%207,2005.8%HCL生产锅炉85.3%69,0001.9%总计150b100%3,558,004100%注释：a由于程序加热器归于液体燃料锅炉的法规管理，所以被归纳入该类别b该栏的总计并不是简单的加总，因为有13个设施中包含一种以上处理系统，被重复统计。对于这些设施，每种废物的处理量是按不同处理单元来计算的以避免重复统计。数据来源：EERGC公司及美国环保局，《双年度报告》，1999ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国危险废物热处理的市场价格（2002年，美元）废物种类每吨价格卤化物液体$1,081非卤化物液体$127卤化物污泥$1,010非卤化物污泥$560卤化物固体$1,067非卤化物固体$557实验室废物$2,820气体$940ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&美国现场/商业焚烧炉的主要类型回转窑焚烧技术液体喷射焚烧技术流化床焚烧技术ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&典型液体喷射焚烧炉ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&立燃式液体注射焚烧炉ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&典型流化床焚烧炉ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&流化床焚烧炉ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧系统ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧系统ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧炉系统一般特征•回转窑是现有设施中适应性最广、可靠性最强的废物焚烧系统•有二十多年的固定设施及流动设施的运行经验•能够处理液态、固态和气态废物•能够达到美国环保局控制技术最高标准ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧炉构造•进料系统•螺旋式进料•活塞式进料•重力式进料•初燃室•旋转耐火炉膛•燃烧系统•天然气•燃油•煤炭ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧炉构造（续）•二燃室•以一定的温度和停留时间保证挥发性有机化合物的分解•冷却系统或余热利用系统•降低废气温度•回收能量•空气污染控制系统(可选)•袋式除尘加填充塔•文丘里洗涤塔加填充塔ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧炉的优点•能够焚烧多种多样的液体和固体危险废物•能够在熔融状态焚烧废物•能够单独或联合处理液体和固体废物•能够处理桶装密封废物•可以有多种进料方式•物料能够充分的混合并与空气接触•能够连续除灰，以保障不影响燃烧•炉体内没有活动的零件ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧炉的优点(续)•有多种可选的尾气控制设施•对于非挥发性组分可以通过调整回转窑的转速来调整停留时间•可以接受一些没有经过处理的废物(如,不需要预热或充分混合)•工作温度可以超过2,500°F(1,400°C),这样可以使一些难于热解的有毒化合物分解•炉子的旋转速度可以调节,使其处理量可以有50％的调解幅度。ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑焚烧炉的缺点缺点包括•建设安装成本高•耐火材料易坏,尤其怕震动•在充分燃烧之前空气中携带的一些粒子容易溢出炉体•球形或圆柱形废物易滚动通过窑体导致燃烧不完全•由于末端的漏气导致经常处于过氧状态下运行•热效率相对较低(由于经常处于高度过氧状态)•在烘干含水污泥废物或者熔融一些固体废物时容易产生炉渣ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&典型逆流式回转窑温度示意图ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&典型顺流式回转窑温度示意图ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑设计标准炉长/炉体直径(L/D)=3:1至5:1炉体倾角=1度（不除渣）,3度（除渣）炉体转速=0.5至3.0转/分固体停留时间=30至90分钟炉体物料填充率=6%至12.5%;一般平均10%ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑设计标准（续）回转窑固体停留时间由以下公式给出：T=(1.77)(theta)0.5(L)(factor)/(S)(D)(N)其中:T=固体(飞灰)在炉内的停留时间，分钟Theta=固体物质倾角,度(一般在35度到40度之间)L=炉长,英尺S=炉体倾角,度D=窑内直径,英尺N=炉体旋转速度,转/分Factor=升降或悬浮的调整因子(通常回转窑为1.0)ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&回转窑设计标准（续）固体载荷可由以下公式计算得出:%LDG=(100)(cfh)/(60)(fpm)(A)其中:%LDG=理论上窑内单位横截面内固体物质分布比例cfh=固体物质通过窑体的体积流,立方英尺/小时.fpm=固体物质通过窑体的速率=炉长/停留时间,L/T.A=窑内横截面积,ft2ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&许可程序根据国家环境政策法案所要求的环境影响评估、影响报告及公众听证等要求，RCRA许可程序的第一步为燃烧设施的拥有者/运行者提交PARTB申请表。该申请表一般委托工程公司（设计/分包）根据业主提供的工作范围/设施设计要求等来完成。PARTB申请表包含的内容很多，其中有30%左右为工程内容，一般需要45天到90天的时间来完成。PARTB申请表必须向相应的美国环保局主管部门提供以下信息•焚烧设施的类型：RCRA，TSCA，混合型•识别拟建设施处理的废物种类；液体，固体和污泥的通量；设计热值（百万BTU/小时）•对焚烧炉运行和控制的深入了解•阐明焚烧炉的设计是安全的并能够满足相应的技术要求ecologyandenvironment,inc.InternationalSpecialistsintheEnvironment&许可程序(续)•证明焚烧炉测试过程能够保证在预期操作范围中最坏的条件下准确的量度焚烧性能，能够取得获取许可所需要的工序信息；•证明操作规章、监测系统和设备能够在法规要求、特定地域许可条件下保证焚烧炉连续的运转；提供这些信息和文件需要进行下列工程内容：•流程描述–工艺流程图,热工、物料平衡.•工程描述–管道和仪器图表（P&IDS）,设备清单.理想条件下,最好有90%的P&Ids已经完成以便尽可能清楚传达管辖区域的信息；•工序监测系统描述—仪器清单以及详细编码的流程