危险废物处理处置.ppt
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1、危险废物处理处置 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望危险废物是具有腐蚀性、急性毒性、反应性、传染性、腐蚀性、急性毒性、反应性、传染性、放射性放射性等一种或一种以上危害特性的废物,在国家危险废物名录中列出了47类危险废物。我国是一个危险废物的产生大国,据统计,2002年,全国工业固体废物产生量为9,5亿吨,工业固体废物排放量为26352万吨,危险废物产生量1000万吨,而且以每年3的速率增加,因此,加强危险废物的处置工作应是当务之急。目前,我国提出了危险
2、废物处理的“资源化、减量化、无害化资源化、减量化、无害化”三原则;欧盟国家也提出了“废物避免、废物循环、以对环境良性方式适当处理废物避免、废物循环、以对环境良性方式适当处理”的管理原则。这就要求危险废物处理的全过程遵循并贯彻这一原则,而加强危险废物的预处理及再处理正是保证实现这一原则的重要环节。现行的危险废物处理方式主要有焚烧及填埋两种方式,另外,还有其它一些物理或化学的辅助方法,现就危险废物的两种主要处理方式的预处理及再处理技术作一些探讨。常见的危险废物处理方法常见的危险废物处理方法n预处理预处理n物理化学法物理化学法n微生物处理微生物处理n填埋场处理填埋场处理危险废物的预处理技术危险废物的
3、预处理技术预处理的目的分离物质的方法改变物质的方法废物固化/稳定化预处理技术再处理技术预处理的目的预处理的目的由于危险废物的种类多种多样,其形状、大小、结构及性质各有很大的不同,为了便于对它们进行合适的处理和处置,往往要经过对危险废物进行预加工处理。预处理方法可以减少废物体积,取出废物中的固体或无机物,改变废物物理状态,降低废物浸出毒性,满足废物焚烧处理或填埋处理处置的要求。同时,危险废物预处理有助于实施危险废物的分类收集,推进废物交换,实现危险废物的资源化,减少危险废物的最终处置量。对废物进行预处理的原因有:p热力处理不适宜处理这种废物。p废物含有不能在焚烧工厂(烟气净化系统)进行处理的有毒
4、化合物。p废物的稠度不符合有关的法规或条令的标准。p废物的浸出毒性等指标不能满足安全填埋要求。常用的预处理方法有:p物理处理:主要目的为分离物质的操作,如过滤、干燥、沉淀等。p化学处理:主要目的为改变物质性质的操作,如氧化、还原、中和等。p固化稳定化处理:主要目的为改变物质状态,固定其中的有害物质的操作,如水泥固化、石灰固化、药剂稳定化等。分离物质的方法分离物质的方法分离物质的主要方法有:p过滤p沉淀p蒸馏浮选p干燥p萃取浮选p超滤、纳滤等特殊的分离方法2.1过滤过滤过滤是一种在废水和泥浆处理中最普遍采用的固液分离方法。处理含有稀泥浆的水过滤干污泥液相填埋危险废物焚烧排放分析分析标准过滤程序图
5、1在对固体和液体组分进行分离后,分别得到干燥的污泥和残留的液相。被分离出来的污泥能够在填埋场进行处置,但如果有机物含量高则应用焚烧来进行处理。液相的进一步的处理依赖于其所含固体物质的多少。假如它满足法规标准的要求即可排放;如果不能满足标准,则应进一步加以处理。过滤是一种非常普遍使用的过程,有很多技术可供采用。通常过滤用于废水处理。常见的过滤设备包括:板框式压滤机压力式薄膜滤器真空转鼓过滤机厢式压滤机板框式压滤机板框式压滤机图2板框式压滤机和真空转鼓过滤机的典型参数板框式压滤机真空转鼓过滤机压力最大15Pa0.50.7Pa最小干物质1.5%2%0.5%脱水功率20%40%15%20%工作模式批式
6、连续生产能力600m3h300m3h操作范围矿物污泥矿物污泥真空转鼓过滤机真空转鼓过滤机2.2沉淀和离心分离沉淀和离心分离斜板沉淀是一种常见的沉淀技术。如图为:带有斜板的沉淀池不断进入斜板沉淀分离器的含有悬浮固体颗粒的水,通过在斜板组件间的进水通道流动。这些水从进水道一侧的斜板组件底部进入流动通道。当水在倾斜的平行板之间向上流动时,水中的固体不断沉降到下面的斜板上,并沿斜板向下滑动进入泥浆槽。澄清的水通过再进水通道对面的溢流堰溢流出沉淀池。可通过调节溢流堰保证在各斜板间的流量相同。就水而言,当他向上流动时,也会从一侧的斜板向另外一侧的斜板方向流动(横向流动),从而将队伍你产生干扰的风险降到最低
7、。靠重力沉降来分离颗粒主要是沉降面积的大小在其重要作用。通过把沉降表面积分为许多紧密的板斜板,单位体积内的表面积大大增加。沉淀池的面积得到有效的利用,而沉淀池的外形尺寸可以减少最小。离心压滤机是在普通离心分离心压滤机是在普通离心分离机基础上发展出来的。如图离机基础上发展出来的。如图为离心压滤机:为离心压滤机:另外,还有一种特殊的双齿轮驱动的离心压滤机。双齿轮驱动器能够确保微分速度按照卷轴的扭矩自动调节。者通过在旋转齿轮(一级齿轮)的内侧用一个小型二级齿轮驱动该旋转齿轮(一级齿轮)得以实现,而第二级齿轮是在一个有频率转换调控的二级马达的驱动下转动。双齿轮驱动的离心压滤机具有下列有点;在与扭矩特别
8、大的澄清槽驱动器联结时,特别小的差速(微分速度)就能得到污泥和糊状物。离心脱水的效果由于压缩作用而被强化。这套系统达到的脱水程度,是以前只有板框压滤机才能达到的水平。2.3蒸馏和浓缩蒸馏和浓缩蒸馏是用来从危险废物产品流中回收有机化合物样品的也想分离技术。蒸馏具有不会破坏产品、没有污水排放、可提高化学品价格以及能满足严格排放标准等特点,是一种可供选择的回收方法。蒸馏方法有多宗类型,例如:旋转蒸发系统薄膜蒸发器汽提系统各种各样的蒸馏系统旋转蒸发旋转蒸发系统的工系统的工艺过程可艺过程可用如图:用如图:简单浓缩和蒸馏过程的典型参数简单浓缩蒸馏压力1001000hpa、多环芳香烃(PAH处理不完全或微量
9、二恶英(PCDD)的产生;且飞灰和底灰中还残留不能处理的重金属物质,因此,需采用适当的预处理技术来减少此类影响,常用的预处理技术有以下几种:(1)破萃、分选。对于固态的焚烧废料,通常要进行破萃、分选处理,破萃成一定粒度的废料不仅有利于焚烧,而且破萃后的分选有利于有价值资源的回收利用(如废旧金属的回收),并且降低焚烧成本。(2)剔除不宜焚烧的危险废物。不宜焚烧的危险废物包括:燃烧值小的;不能在焚烧中处理的有毒化合物;含有大量重金属的化合物。(3)分离、烘干。对于含水量较高的危险废弃物,不能直接焚烧,应进行分离及烘干,减少焚烧体积,增加燃烧值。分离可采用离心、压滤等技术;烘干可采用直接烘干(接触法
10、)、间接烘干(对流法)、辐射烘干(红外线、微波)等技术。(4)沉淀、固化。对难以分离及烘干的含水率较高的危险废物,可采用沉淀及固化技术,减少焚烧体积,增加燃烧值。沉淀技术主要通过添加药剂达到固液分离的效果;固化则是通过添加新物质有毒化合物不再移动,在化学及力学方面更加稳定,处理无机有机污泥及含金属污泥效果更好。沉淀和固化技术可联用。(5)萃取、浮选。对于含有含水率较高的危险废物中的有毒有害物质,也可采用萃取、浮选技术处理,以达到提出污染物,减少焚烧体积的目的。萃取法包括液液萃取及液固萃取,可根据危险废物的种类及状态加以选择;浮选即溶解空气浮选,常用于浓缩危险废物流,形成含水率较低的污泥,达到回
11、收有价值固体物质或去除有毒物质的作用,常用在油脂类危险废物的预处理中。6.2填埋预处理技术填埋预处理技术填埋是一种常用的危险废物处理技术,具有经济、处理量大、能耗小的特点。填埋场的选址及填埋的预处理是填埋的关键,常用的填埋预处理技术如下:(1)分类、分拣。对要填埋的危险废物进行分类、分拣,一是回收有价值的资源;二是禁止可燃性废物进入填埋场,保证填埋场的安全运行。(2)压缩减容。对要填埋的危险废物一定要压缩减容,增大处理量,降低填埋处理成本。(3)中和技术。对于酸性或碱性固体废物,可根据其酸碱特性,利用中和技术对其预处理,达到以废治废并减少库容的目的。(4)氧化还原技术。氧化还原技术主要用来降低
12、或解除危险废物的毒性,使之成为环境的中性物质,减少渗出液的毒性,增加填埋的安全性。如使用NaOC1、C12对CN一、NO2-进行解毒处理。(5)固化稳定化技术。固化稳定化技术是填埋预处理技术中最常用、最重要的一种技术,也是今后需要加强研究的一种技术。它是通过化学或物理方法,使有害物质转化成物理或化学特性更加稳定的惰性物质,降低其有害成分的浸出率,或使之具有足够的机械强度,从而满足再生利用或处置要求的过程。例如,在含有空气的条件下,加热含铬污泥时,三价铬可以被氧化为六价铬,在含有钙盐的含铬污泥中加入硅酸钠和黏土后,就可以通过玻璃固化而抑制六价铬的产生,如果在添加剂配比适当时,在烧结过程中可形成Z
13、nOCr2O3尖晶石。目前,根据废物的性质、形态和处理目的可供选择的有以下几种固化稳定化方法:水泥固化,适用于重金属,废酸,氧化物。石灰固化,适用于重金属,废酸,氧化物。塑性固化法,属于有机性固化稳定化处理技术,从使用材料的性能不同可以把该技术划分为热固性塑料包容和热塑性包容两种方法。有机聚合物稳定法,不适于处理酸性及有机废物和强氧化性废物,多用于体积小的一些无机化学废物。玻璃固化技术,也称为熔融固化,适用对象为不挥发的高危害性废物及核废料。自胶结固化,利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法,适用于含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物。药剂稳定化技术,通过特定的药剂对重金属废物进行稳定化技术以处
14、理,达到减毒、稳定的作用。6.3危险废物处置中心废水预处危险废物处置中心废水预处理理某市危险废物处置中心主要接纳该市工业危险废物,包括重金属类废物、废酸、废碱、精馏残渣、有机树脂类废物(焚烧处理)、有机溶剂废物(焚烧处理)等。共占地22.48104m3。填埋处置规模为10X104ta,项目采用地下刚性填埋库的建设方案,设计填埋容量7.3104m3。本文对处置中心废水预处理系统工程设计做简要介绍。6.3.1水量、水质预测及排放标水量、水质预测及排放标准准本处置中心产生的生产废水主要包括:填埋库产生的渗滤液、各车间(预处理车间、存储仓库等)产生的冲洗废水及实验室废水等。6.3.1.1废水水量渗滤液
15、量。渗滤液一般由两部分组成:一部分为雨水进入填埋库形成渗滤液,另一部分为填埋废物自身含有的水分经压实流失产生渗滤液。由于工程采用刚性方案(采用钢筋混凝土结构),填埋库上方设有钢结构雨棚,雨水不能进入填埋库形成渗滤液。因此,填埋库产生的渗滤液主要是由填埋废物自身含有的水分经压实流出产生。根据危险废物填埋污染控制标准(GB18595-2001)中规定:入场填埋的废物含水率需低于85。符合入场要求的危险废物自身含水率较低,经碾压后水分流失不多。因此,运行过程中产生的渗滤液量较少,保守估计,每天产生的渗滤液量约为1.0t。其它废水水量。其它生产废水水量如下:各车间的冲洗废水12.0td;实验室废水2.
16、0td;共计14.0t/d。危险废弃物处置中心产生的生产废水总水量为15td。考虑20的未预见水量,废水处理站的设计规模为18t/d,每天处理6h,每小时废水处理量为3t。6.3.1.2废水水质预测及排放标准废水水质预测及排放标准填埋废物的组分非常复杂,很难精确估计渗漠液的水质。但进入填埋场的危险废物都应符合危险废物填埋污染控制标准(GB18598-2001)中“危险废物允许进入填埋区的控制限值”,因此,以此限值作为渗滤液水质。各车间冲洗废水及实验室废水主要以冲洗地面、设备及实验器皿的冲洗水为主,废水中含有部分重金属。保守估计,除SS外,废水中污染物浓度为渗滤液污染物浓度的20。根据各生产废水
17、的水量及水质,确定待处理生产废水水质见表1。由表1可见,废水中有机污染物的浓度较低,但其中的重金属会对环境造成严重污染。据业主要求,生产废水去除重金属后再外运处理。处理后废水中重金属要求达到污水综合排放标准“第一类污染物最高允许排放浓度”及“第二类污染物最高允许排放浓度”三级标准。因此,确定本废水处理工程去除的首要目标为重金属污染物。表待处理废水设计水质污染物质量浓度/(mgL-1)污染物质量浓度/(mgL-1)总汞0.06总镍3.80总铅1.27总砷0.63总镉0.13无机氟化物25.33总铬3.04氰化物1.27六价格0.63pH值7-12总铜19.00CODcr76.00总锌19.00B
18、OD525.33总铍0.05NH3-N38.00SS106.676.3.2工艺流程工艺流程该废水中含有多种重金属,会对环境造成严重污染,是首要去除对象。根据该水质特点,并考虑到水量较小,确定采用铁盐-石灰法处理废水。该工艺具有工艺紧凑,易于管理等特点。6.3.3主要构筑物及设备主要构筑物及设备主要构筑物见表。序号名称规模结构备注1调节池HRT4d,有效容积80m3钢筋混凝土结构内壁采用防腐、防渗复合涂料2酸度调节池HRT0.5h,有效容积为1.872m3钢筋混凝土结构3还原反应池HRT0.5h,有效容积1.8m3钢筋混凝土结构4中和絮凝池分3格,单格HRT0.5h,有效容积为1.728m3钢筋
19、混凝土结构内壁采用防腐、防渗复合涂料5斜管沉淀池表面负荷为1.0m3/(m2h),沉淀时间为45min钢筋混凝土结构6储存池HRT5d钢筋混凝土结构7重力浓缩池浓缩时间钢筋混凝土结构8污泥泵井钢筋混凝土结构与斜管沉淀池合建9压滤机房9.3m6.0m3.5m砖混结构10加药房10.2m6.0m3.5m11控制值班室砖混结构主要构筑物见表。调节池。进水口处设置一格栅井,安装1台阶梯式格栅除污机,用于去除较大的悬浮颗粒。为防止调节池中的悬浮物沉淀,在池底设置了2台潜水搅拌机。调节池出水由潜水污水泵均匀打入酸度调节池。潜水污水泵的启动和关闭通过浮球液位控制器控制。酸度调节池。根据废水水质,在酸度调节池
20、中投加H2SO4,将废水的pH值调节至3.0左右。池中安装有ZJ700型折桨搅拌机1套。还原反应池。酸性废水自流进入还原反应池,在池中加入FeSO4,将六价铬还原三价铬,便于后续工艺的去除。池中安装有ZJ700型折桨搅拌机1套。中和絮凝池。还原反应池出水自流进入中和絮凝池,中和絮凝池分3格:第1格中加入NaOH,将废水的pH值调节至9.0左右,大部分重金属(包括Cr3+,Pb2+,Ni2+,Cu2+,Zn2+,Ba2+,Co2+,Fe2+,Fe3+等)生成氢氧化物沉淀;第2格中加入Ca(OH)2,将pH值调节至11.0-12.0左右,该pH值条件能够使在第1格未能形成沉淀的重金属形成氢氧化物沉
21、淀,进一步提高沉淀絮凝性,并生成CaF2沉淀去除F-;第3格中加入PAM助凝剂,将细小的沉淀物絮凝成较大的絮状颗粒。每格均安装了1套单层半高桨板搅拌机以加快反应速度。斜管沉淀池。设计污泥斗贮存2d的污泥量,污泥的含水率为99.5-98。斜管沉淀池的出水自流进入污水储存池,沉淀污泥采用排污泵排至污泥浓缩池。储存池。储存在池中废水定期外运处置。重力浓缩池。斜管沉淀池中的污泥通过排亏泵提升至污泥浓缩池,进行重力浓缩,浓缩后污尼含水率为98.096.0。污泥浓缩池的上清液丑过不同高度的阀门控制,自流进入调节池。污泥匝过螺杆泵提升至压滤设备进行脱水。污泥泵井。安装有排污泵1台,将斜管沉定池中的沉淀污泥提
22、升至污泥浓缩池。压滤机房。设置1套DY500型压滤机。加药房设置了1套pH检测控制仪、1个硫唆加药罐、1套加酸计量泵、1套OPR氧化还原空制仪、1个FeSO4溶药加药罐、1台FeSO4投加十量泵、1套Ca(OH)2加药装置、1个NaOH溶窍加药罐、1台加碱计量泵、1套PAM配制投加系统。药剂贮藏室的药剂贮量为15d。控制值班室。设置1套组合式控制柜,对废水处理设备进行集中控制。组合式控制柜设有各可控设备的开、停按钮及指示,同时实时显示调节池、污水储存池及污泥浓缩池的液位。6.3.4处理结果处理结果本工程经初步运行,废水经预处理后,重金属达到污水综合排放标准“第一类污染物最高允许排放浓度”及“第
23、二类污染物最高允许排放浓度”三级标准,出水水质祥见表。污染物质量浓度/(mgL-1)污染物质量浓度/(mgL-1)总汞0.049总砷0.49总铅0.09无机氟化物22.12总镉0.1氰化物1.15总1.04pH值7.3铬六价格0.48CODcr46.00总铜1.94BOD519.93总锌1.89NH3-N13.27总铍0.005SS66.45总镍0.877再处理技术再处理技术再处理技术即对危险废物处理过程及处理产物中的有毒有害物质再处理的一种技术,通过再处理可实现对危险废物处理的全过程处理,并减少对环境的二次污染。7.1焚烧再处理技术焚烧再处理技术焚烧过程中产生的废气、废水、废渣中都含有有毒有
24、害物质,因此需要再处理,减少对环境的二次污染。(1)废气的处理技术。加强外排废气中总尘量、cO、soz、HC1、HF、NOx、Hg、二恶英呋喃的监测,及时调控焚烧的温度及烟气停留时间,从源头上,减少污染物的排放。在治理上,可根据焚烧的处理量及排放的特征污染物,选择采用旋风除尘器、袋式除尘器、静电除尘器、湿法气体处理法、干法气体处理法处理废气。(2)废水的处理技术。废水主要产生于工艺冷却水,主要含有Hg、cd、As、Cr、cu、Ni、zn等重金属及难处理降解的稳定有机物(如二恶英呋喃等)。因此,应加强废水监测,根据废水中污染物的种类及浓度,确定治理路线,一般采用物理化学方法,沉淀污水中的重金属,
25、再将含重金属的污泥送到填埋场处理,其次,还可对废水进行生化处理以达到排放标准。(3)废渣的处理技术。废渣一般由飞灰及底灰组成,含有重金属及难降解的有机化合物,是重要的潜在污染源。在治理技术方面,重金属的回收价值不大,且治理成本很高,对重金属可采用水泥固化或药剂稳定化,使其成为稳定、不再移动的化合物,然后送至填埋场处理。7.2填埋再处理技术填埋场的主要污染在于滤出液对环境的二次污染。滤出液是由雨水通过填埋体的过滤,造成危险废物的可溶性成分(重金属、盐类)的浸出,可对填埋场附近的地下水源造成污染。滤出液的性质大多取决于危险废物的种类和溶解的物质。加强滤出液的收集是再处理技术的首要工作,滤出液的收集
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