化工废渣处理技术

1、第一页，共40页。第一节第一节 化工废渣及其防治对策化工废渣及其防治对策 一、化工废渣的来源及分类一、化工废渣的来源及分类 化工废渣：化工废渣：化学工业生产过程中产生的固体、半固体或化学工业生产过程中产生的固体、半固体或泥状废弃物。泥状废弃物。来源：来源： 1 1、未反应或流失的原料；未反应或流失的原料； 2 2、化工生产过程中进行化合、分解、合成等化学反应时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；产生的不合格产品、中间产品、副产品、废催化剂等； 3 3、报废的旧设备和化学容器、产品的包装垃圾等。报废的旧设备和化学容器、产品的包装垃圾等。第

2、二页，共40页。分类：分类：按照化学性质分：无机废渣、有机废渣；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：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、其他物、石油工业化工废渣、粮食，食品工业化工废渣、其他 第三页，共40页。 二、化工废渣的特点二、化工废渣的特点 1、产生和排放量大。、产生和排放量大。 2、危险废物种类多，有毒有害物质含量高。、危险废物种类多，有毒有害物质含量高。 3、污染土壤、污

3、染土壤 4、污染水域、污染水域 5、污染大气、污染大气 6、化工废弃物再资源化可能性大。、化工废弃物再资源化可能性大。 第四页，共40页。常见的化工危险废弃物有：常见的化工危险废弃物有： （1 1）环状的、含氯、含）环状的、含氯、含CNCN或硝基官能团的有机物；或硝基官能团的有机物； （2 2）有机农药、废水处理产生的污泥等；）有机农药、废水处理产生的污泥等； （3 3）无机染料，如：铬黄、锌黄、氧化铬绿；）无机染料，如：铬黄、锌黄、氧化铬绿； （4 4）油渣。）油渣。 第五页，共40页。三、化工废渣的防治对策三、化工废渣的防治对策 化工废渣污染控制化工废渣污染控制措施措施控制化工废渣污染的技

4、术政控制化工废渣污染的技术政策策 化工废渣管理的经济政策化工废渣管理的经济政策 化工废渣管理法规标准化工废渣管理法规标准第六页，共40页。控制化工废渣污染的技术政策控制化工废渣污染的技术政策( (固体废物的处理原则固体废物的处理原则) “无害化无害化” “减量化减量化” “资源化资源化”第七页，共40页。 “无害化无害化” 基本任务：将化工废渣通过工程处理，达到不损害基本任务：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人体健康，不污染周围的自然环境( (包括原生环境与包括原生环境与次生环境次生环境) )。 处理工程处理工程 ：垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便：垃圾的焚烧、

5、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。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控制化工废渣污染的技术政策( (固体废物的处理原则固体废物的处理原则)第八页，共40页。控制化工废渣污染的技术政策控制化工废渣污染的技术政策( (固体废物的处理原则固体废物的处理原则)“减量化减量化”基本任务：通过适宜的手段减少和减小化工基本任务：通过适宜的手段减少和减小化工废渣的数量和容积。废渣的数量和容积。实现战略实现战略化工废渣进化工废渣进行处理利用行处理利用 减少固体废减少固体废物的产生物的产生第九页，共40页。 “资源化资源化”基本任务基本任务: :采取工

6、艺措施从固体废物中回收有用的物化采取工艺措施从固体废物中回收有用的物化工废渣。工废渣。 原则：原则：技术是可行的；技术是可行的；经济效益比较好；经济效益比较好；“资源化资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准。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控制化工废渣污染的技术政策( (固体废物的处理原则固体废物的处理原则)第十页，共40页。第二节第二节 化工废渣的一般处理技术化工废渣的一般处理技术 化工废渣预处理化工废渣预处理 收集和运输、压实、破碎、分选收集和运输、压实、破碎、分选 主要处理法（资源化处理法）主要处理法（资源化处理法） 填埋、焚烧、热解填埋、焚烧、热解第十

7、一页，共40页。一、预处理技术一、预处理技术 收集和运输收集和运输 压实压实 破碎破碎 分选分选第十二页，共40页。城市垃圾的收集运输城市垃圾的收集运输垃圾分类垃圾分类生活垃圾生活垃圾商业垃圾商业垃圾建筑垃圾建筑垃圾粪便粪便污水处理污水处理厂的污泥厂的污泥 第十三页，共40页。压实的定义、操作原理压实的定义、操作原理 定义：是利用定义：是利用机械的方法机械的方法增加固体废物化工废渣度，增加固体废物化工废渣度， 增大容重增大容重和和减小体积减小体积，便于装卸、运输、贮存和填埋。，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。原理：主要是减少空隙率，将空气压掉。目的目的体积体积

8、、容重、容重，便于装卸、运输，运输成本，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；制作高密度惰性块料以便于贮存、填埋或作建筑材料； 处理对象主要是处理对象主要是压缩性能大而复原性小的物质压缩性能大而复原性小的物质，液态废物不宜作压，液态废物不宜作压缩处理。缩处理。第十四页，共40页。 破碎的概念破碎的概念 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。裂成小块的过程。破碎过程：破碎过程：破碎：大块废物破碎成小块的过程。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。磨碎

9、：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。超细粉碎：是小块物质磨碎成超细粉的过程。破碎方法破碎方法 机械能破碎机械能破碎：利用破碎工具对固体废物施力：利用破碎工具对固体废物施力破碎破碎 非机械能破碎：利用电、热能等将固废破碎（新）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）。（低温、热化工废渣及超声破碎等）。第十五页，共40页。化工废渣破碎目的化工废渣破碎目的便于压缩、运输、贮存和高密度填埋。便于压缩、运输、贮存和高密度填埋。可提高焚烧、热解、熔烧及压缩等处理过程的稳可提高焚烧、热解、熔烧及压缩等处理过程的稳定性和处理效率。

10、定性和处理效率。便于分选、拣选回收有价物质和材料。便于分选、拣选回收有价物质和材料。避免粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热避免粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔。解等设备或炉腔。为化工废渣的下一步加工和资源化作准备。为化工废渣的下一步加工和资源化作准备。第十六页，共40页。 是是实现化工废渣资源化、减量化的重要手段。实现化工废渣资源化、减量化的重要手段。目的：目的： 将有用的可回收成分分选出来加以利用将不利于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。后续处理处置工艺要求的物料分离出来。 基本原理基本原理 根据粒度、密度、磁性、带电性、摩擦性、弹

11、性、表面湿润根据粒度、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。性等物理或物理化学性的不同进行分选。类型：类型： 筛选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦筛选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦分选、弹性分选、浮选分选、弹性分选、浮选第十七页，共40页。分选处理技分选处理技术术 风力分选风力分选风力分选属于干式分选，主要分选城市垃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。圾中的有机物和无机物。 浮选浮选浮选法是利用较重的水质浮选法是利用较重的水质( (海水或泥浆水海水或泥浆水) )与与较轻的碳质较轻的碳质( (焦焦) )，

12、在大水量、高流速的条件，在大水量、高流速的条件下，借助水下，借助水-炭二者之间的密度差将焦与渣炭二者之间的密度差将焦与渣自然分离。自然分离。 磁选磁选它是利用工业废渣中不同组分磁性的差异，在不均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。匀磁场中实现分离的一种分选技术。 筛分筛分它是根据化工废渣颗粒尺寸大小进行分选的一种方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，化工废渣法。筛分有湿筛和干筛两种操作，化工废渣多采用干筛。多采用干筛。第十八页，共40页。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

13、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。 方方 法法要要 点点评评 论论水泥基固法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，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，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

14、非是特种水泥，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、卤化物易浸出，并可能延缓凝固，重金属、放射性废物互容放射性废物互容石灰基固法石灰基固法 将有害废物与石灰及其他硅酸盐类，并配以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、取样测试方式其凝固成固化体，固化体脱膜、取样测试方式和标准与和标准与“水泥基固法水泥基固法”相同相同方法简单，固化体较为坚固，对固化的有机方法简单，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，可能物，如有机溶剂和油等多

15、数抑制凝固，可能蒸发逸出，对固化的无机物如氧化物、硫化蒸发逸出，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，物互容，卤化物可能延缓凝固并易于浸出，重金属、放射性废物互容重金属、放射性废物互容热塑性材料固化法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，如有理量少的剧毒废物，对固化的有机物，如有

16、机溶剂和油，在加热条件下可能蒸发逸出。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、放射性废物互容属、放射性废物互容高分子有机物聚合稳定高分子有机物聚合稳定法法将高分子有机物如脲醛等与不稳定的无机化学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废物混合均匀，然后将混合物经过聚合作用而生成聚合物生成聚合物此法与其他方法相比，只需少量的添加剂，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，不适于但原料费用较

17、昂贵，不适于 处理酸性以及有处理酸性以及有机废物和强氧化性废物，多数用于体积小的机废物和强氧化性废物，多数用于体积小的无机废物无机废物玻璃基固化法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，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但费用昂贵，只适于处理极有害化学废物和强放射性废物强放射性废物第十九页，共40页。二、土地填埋（二、土地填埋（land fillland fill）处置处置 是一种最主要的化工废渣最终处置方法，是由传统是一种最主

18、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。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）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。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。物）也称安全化学土地填埋。第二十页，共40页。土地填埋（土地填埋（land fillland fill）处置处置 优点：优点： 工艺简单，成本低廉，适应性广工艺简单，成本低廉，适应性广 主要问题：主要问题： 渗滤液的收集、控制；渗滤液的收集、控制

19、；因法律颁布和污染控制标准的制定，填埋要求更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；严格，故使处理费用不断增加； 占用大量的土地资源。占用大量的土地资源。第二十一页，共40页。卫生土地填埋卫生土地填埋（sanitary landfillsanitary landfill） 对对未经处理的化工废渣的处置未经处理的化工废渣的处置技术技术 是在传统的堆放、填地基础上，从保护环境角度出发是在传统的堆放、填地基础上，从保护环境角度出发取得的一种科学进步。取得的一种科学进步。 特点：安全可靠、价格低廉特点：安全可靠、价格低廉 卫生土地填埋工程操作方法卫生土地填埋工程操作方法

20、场地选址场地选址、设计建造、日常填埋和监测利用设计建造、日常填埋和监测利用第二十二页，共40页。一、场地选择一、场地选择 考虑因素考虑因素 水文地质条件、交通方便、远离居民区、有足够水文地质条件、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和垃圾的产率相适应，一般建造一个场地至少要有2020年年的处置能力。的处置能力。卫生土地填埋卫生土地填埋第二十三页，共40页。二、场地建造工艺二、场地建造

21、工艺1 1、要有防止对地下水污染的措施、要有防止对地下水污染的措施 设置防渗衬里。设置防渗衬里。 人造：沥青、橡胶和塑料薄膜人造：沥青、橡胶和塑料薄膜 天然：主要是粘土天然：主要是粘土 （渗透系数小于（渗透系数小于10-7cm/s10-7cm/s，厚度为，厚度为lmlm） 设置导流渠或导流坝，减少地表径流进入场地。设置导流渠或导流坝，减少地表径流进入场地。 选择合适的覆盖材料，减少雨水的渗入。选择合适的覆盖材料，减少雨水的渗入。卫生土地填埋卫生土地填埋第二十四页，共40页。二、场地建造工艺二、场地建造工艺2 2、气体排出功能、气体排出功能 由于微生物的生化降解作用，由于微生物的生化降解作用，C

22、HCH4 4、COCO2 2。 （H H2 2S S或有害或具有恶臭味的气体或有害或具有恶臭味的气体） 可渗透性排气：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。砾石等物质作为填料建造排气通道排出气体。 不可渗透阻挡层排气：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。物顶部的多孔集气支管相连接，可排出气体。 产生的甲烷经脱水产生的甲烷经脱水预热预热去除二氧化碳后可作为能源使去除二氧化碳后可作为能源使用。用。卫生土地填埋卫生土地填埋第二十五页，共40页。

23、(a(a） (b)(b) 垃圾填埋的排气系统垃圾填埋的排气系统 （a a）可渗透性；（）可渗透性；（b b）不可渗透性阻挡层）不可渗透性阻挡层第二十六页，共40页。安全土地填埋安全土地填埋（secure landfillsecure landfill） 对场地的建造技术及管理要求更为严格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；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；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、

24、半固体和污泥，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。体或烟雾。第二十七页，共40页。封封 场场 封场要与地表水的管理，浸出液的收集监测以及气体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。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。大限度排水。 方法：一般在填埋物上覆盖一层厚方法：一般在填埋物上覆盖一层厚l5cml5cm、渗透系数为、渗透系数为10-7cm/s10-7cm/s的土壤，其

25、上再覆盖的土壤，其上再覆盖45cm45cm厚的天然土壤。厚的天然土壤。如果在其上种植植物，上面再覆盖一层如果在其上种植植物，上面再覆盖一层1515100cm100cm厚厚的表面土壤。的表面土壤。第二十八页，共40页。 焚烧法（焚烧法（incineration methodincineration method） ： 将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为下（一般为900900左右，炉心最高温度可达左右，炉心最高温度可达11001100），），垃圾中的垃圾中的可燃成分可燃成分与与空气中的氧空气中的氧进行剧烈化学反应，进行剧烈化学反应，放出热

26、量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。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：主要目的： 尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大无害和最大限度地减容限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。造成二次污染。三、焚烧技术第二十九页，共40页。三、三、焚烧技术焚烧技术 优点：优点：体积可减少体积可减少858595%95%，质量减少，质量减少202080%80%。 （减量化）（减量化） 高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质。高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质。 （无害化）（无害化） 产生

27、热能产生热能。（资源化）。（资源化） 焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处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。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。处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。第三十页，共40页。 缺点：缺点：焚烧法对垃圾的热值有一定要求；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；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；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，很容易对环境造成焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成 二次污染。二次污染。三、三、焚烧技术

28、焚烧技术第三十一页，共40页。四、热解处理四、热解处理 热解热解(pyrolysis)(pyrolysis)在工业上也称为干馏。在工业上也称为干馏。 （热分解、碳化、气化）（热分解、碳化、气化） 是无氧或缺氧条件下，使固体物料中是无氧或缺氧条件下，使固体物料中有机固体成有机固体成份份在高温下分解，最终转化为可燃气（油）、固形在高温下分解，最终转化为可燃气（油）、固形碳的热化学过程。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。技术最优越、最有意义之处。第三十二页，共40页。有机物有机物加热加热无氧或缺氧无氧或缺氧

29、G（H2、CH4、CO、CO2）+L（有机酸、芳烃、焦油）（有机酸、芳烃、焦油）+S （碳黑、炉渣）（碳黑、炉渣）第三十三页，共40页。热解和焚烧有本质上的不同热解和焚烧有本质上的不同 焚烧焚烧- -需要充分需要充分供氧供氧，物料，物料完全燃烧完全燃烧。 热解热解- -无需供氧无需供氧（少量的氧），物料（少量的氧），物料不燃烧或部分不燃烧或部分燃烧。燃烧。焚烧焚烧- -放热放热反应。热解反应。热解- -吸热吸热反应。反应。焚烧焚烧- -产生大量的产生大量的废气废气，处理难度大，环保问题严重，处理难度大，环保问题严重 热解热解- -产生可燃低产生可燃低分子化合物、可燃气、油等。分子化合物、可燃气

30、、油等。焚烧焚烧- -直接利用法（生产蒸汽和发电直接利用法（生产蒸汽和发电） 热解热解- - （燃料化）是一种间接回收利用法（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）（把固体废物能转变为可以贮存和输送的燃料形式）第三十四页，共40页。化工废渣的热解与焚烧相比有下列优点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；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；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废物中的硫、重金属的有害成分大部分被固定在炭黑中；黑中； NOxNOx的产生量少。的产生量少。第三十五页，共40页。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第三十六页，共40页。一、塑料废渣的处理和利用一、塑料废渣的处理和利用