一種利用高溫熔融技術處理特定污染物的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保領域，尤其涉及一種利用高溫熔融技術處理特定污染物的方法，具體涉及一種利用高溫熔融技術處理表面處理廢物污泥(包括電鍍污泥及含金屬污泥)和/或焚燒處置殘渣的方法，以及一種對應的裝置。
【背景技術】
[0002]在環(huán)境保護已成為一項基本國策的今天，危險廢物中的表面處理廢物和焚燒處置殘渣所引發(fā)的各種環(huán)境污染問題日益受到全社會的關注與重視，甚至對社會的安定、國民經濟的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展產生重要影響。
[0003]1、處理對象的特點
[0004]表面處理廢物，是從金屬和塑料表面處理過程中產生的，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、化拋過程中產生的殘渣(液)及污泥，鍍層剝除過程中產生的廢液及殘渣。其常見的危害組分或廢物名稱包括廢電鍍溶液、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家危險廢物名單中的第十七類危險廢物，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象，即包括電鍍污泥及含金屬污泥等。
[0005]焚燒處置殘渣，是從工業(yè)廢物處置作業(yè)中產生的廢余物。其常見的危害組分或廢物名稱包括焚燒處置殘渣及飛灰。所述焚燒處置殘渣被列入國家危險廢物名單中的第十八類危險廢物，代碼為HW18。其中，以下提及的焚燒處置殘渣還包括從生活廢物處置作業(yè)中產生的廢余物。
[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等重金屬都轉移到污泥中，從某種意義上說，電鍍污泥對環(huán)境的危害要比電鍍廢水嚴重。如果對這種危害性極大的電鍍污泥不作任何處置，其對生態(tài)環(huán)境的破壞是不言而喻的，另一方面，如果對電鍍污泥中品位極高的重金屬物質不加以回收利，也意味著資源的巨大浪費。
[0007]其中，由于目前國內所使用的危險廢物安全處置設備大部分都是采用焚燒處置技術，通過焚燒爐的高溫破壞危險廢物中的有害成分，再通過煙氣處理設施去除煙氣中的有害成分，使煙氣達標排放。在危險廢物焚燒煙氣處理過程中，會收集到大量的飛灰，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，焚燒處置殘渣需要進一步處理。
[0008]2、現有處理方式
[0009](1)電鍍污泥
[0010]針對電鍍污泥的特點及其危害性，對電鍍重金屬污泥進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，國內外的學者們在這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:一是經過處理后，使污泥不會引起二次污染而丟棄并貯存，即無害化處理；二是使對污泥中的重金屬資源進行綜合回收，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。處理的結果都需要填埋，其中帶來危害的主要重金屬污染物質并沒有消除，更沒能夠做到再回收利用，成為環(huán)境污染的潛在風險。
[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，但是污泥被固化后，體積增容30-50%，同時還必須進行填埋或投海處理(自1988年后，國際公約明令禁止將電鍍污泥固化處理后投海)，對于其長期的穩(wěn)定性尚沒有最終的結論。
[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)境風險，而且占用大量的土地。其為國內采用最多的方法，也是比較適合中國國情的一項危險廢物無害化處置途徑，但國內針對電鍍污泥這一類危險廢物的填埋技術仍處于較低的水平，由于對大多數工業(yè)危險廢物只是簡單的堆放或填埋，因此，對環(huán)境的破壞相當嚴重，特別是對地下水的污染問題十分突出。由于危險廢物中的有毒有害成分往往具有不可降解性能，所以危險廢物填埋場沒有穩(wěn)定期。因此也就要求危險廢物填埋場在盡可能長的時間內保持安全和無破損，對危險廢物填埋場選址就提出了很高的要求。我國的危險廢物安全填埋處置技術主要以國外引進為主，在我國僅有深圳、沈陽、大連等幾個城市擁有符合標準的綜合性危險廢物集中處置場；專業(yè)性處置設施和企業(yè)附屬的處置設施很少。我國大部分危險廢物填埋是在較低水平下處置的，非常容易對環(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，降低對環(huán)境的危害。但是，焚燒后的灰渣和飛灰仍然是危廢，需經過固化處理后填埋，也會對環(huán)境造成潛在的風險。
[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酸堿，對環(huán)境會造成二次污染；處理后的殘余物質和污泥仍然是危廢，沒有處理徹底。
[0016]浸出提取法，污泥用強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。整個過程操作復雜，環(huán)境風險大，同時還產生大量污泥，也是危廢，因此，作為危險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微生物的毒害性生物法目前仍處于探索階段。我國“八五”期間曾對此立項研究。中科院成都生物研究所也進行過“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。國外的許多專家，Hai等人還對細菌還原六價Cr進行了研究；Suzuki的工作證明了細菌對電鍍廢物中的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的試驗中，細菌可有效地將電鍍污泥中的金屬離子轉化為不溶于水的硫化物，但由此產生的重金屬污泥是否會形成二次污染、如何培養(yǎng)出適應性強、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)焚燒處置殘渣
[0019]隨著焚燒處理的危險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有所不同。隨著危險廢物處理量的增加，飛灰的數量也在急劇增加。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，因此飛灰處理技術是危險廢物焚燒處置后續(xù)的重要技術之一。
[0020]在危險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是典型的危險廢物，仍然需要進行安全處理，其處理方法與電鍍污泥類似。
[0021]目前，常用的危險廢物焚燒處置殘渣的處理技術主要有三種:(1)填埋，經過適當處置后進入危險廢物填埋場進行最終處置。(2)固化/穩(wěn)定化，經過固化/穩(wěn)定化處理后的產物，如滿足浸出毒性標準或者資源化利用標準，可以進入普通填埋場進行填埋處置或進行資源化利用。(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，經過提取重金屬后的飛灰和提取的重金屬可以分別進行資源化利用。
[0022]上述三種方法中的固化/穩(wěn)定化法在我國實際中應用最為廣泛。固化/穩(wěn)定化處理是通過固化基材將危險廢物固定或包覆起來，或通過化學藥劑的化學反應使有毒有害物質穩(wěn)定化，以減少污染物的毒性和迀移性，改進穩(wěn)定物質的工程性質，降低其對環(huán)境的危害，因而能較安全地運輸和處置的一種處理過程。根據固化基材及固化/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、自膠結固化、大型包膠和藥劑穩(wěn)定化等。
[0023]3、高溫熔融