化工废渣处理技术概述

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)第二节化工工废渣的一般般处理技术化工废渣预处处理收集和运输、、压实、破碎碎、分选主要处理法（（资源化处理理法）填埋、焚烧、、热解一、预处理技技术收集和运输压实破碎分选城市垃圾的收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：是利用用机械的方法增加固体废物物化工废渣度度，增大容重和减小体积，便于装卸、、运输、贮存存和填埋。原理：主要是是减少空隙率率，将空气压压掉。目的体积↓、容重↑，便于装卸、、运输，运输输成本↓；制作高密度惰惰性块料以便便于贮存、填填埋或作建筑筑材料；处理对象主要要是压缩性能大而而复原性小的的物质，液态废物不不宜作压缩处处理。1、压实实破碎的概念用外力克服化化工废渣质点点间的内聚力力使大块化工工废渣分裂成成小块的过程程。破碎过程：破碎：大块废废物破碎成小小块的过程。。磨碎：使小块块固体废物颗颗粒分裂成细细粉的过程。。超细粉碎：是是小块物质磨磨碎成超细粉粉的过程。破碎方法机械能破碎：利用破碎工工具对固体废废物施力破碎非机械能破碎碎：利用电、、热能等将固固废破碎（新新）（低温、热化化工废渣及超超声破碎等））。2、破碎碎化工废渣破碎碎目的便于压缩、运运输、贮存和和高密度填埋埋。可提高焚烧、、热解、熔烧烧及压缩等处处理过程的稳稳定性和处理理效率。便于分选、拣拣选回收有价价物质和材料料。避免粗大、锋锋利的废物损损坏分选、焚焚烧、热解等等设备或炉腔腔。为化工废渣的的下一步加工工和资源化作作准备。是实现化工废渣渣资源化、减减量化的重要要手段。目的：将有用的可回回收成分分选选出来加以利利用将不利于于后续处理处置置工艺要求的的物料分离出出来。基本原理根据粒度、密密度、磁性、、带电性、摩摩擦性、弹性性、表面湿润润性等物理或或物理化学性性的不同进行行分选。类型：筛选、重力分分选、磁力分分选、电力分分选、光电分分选、摩擦分分选、弹性分分选、浮选3、分选分选处理技术术风力分选风力分选属于于干式分选，，主要分选城城市垃圾中的的有机物和无无机物。浮选浮选法是利用用较重的水质质(海水或泥泥浆水)与较较轻的碳质(焦)，在大大水量、高流流速的条件下下，借助水--炭二者之之间的密度差差将焦与渣自自然分离。磁选它是利用工业业废渣中不同同组分磁性的的差异，在不不均匀磁场中中实现分离的的一种分选技技术。筛分它是根据化工工废渣颗粒尺尺寸大小进行行分选的一种种方法。筛分分有湿筛和干干筛两种操作作，化工废渣渣多采用干筛。。4.固化定义：固化法是指通通过物理或化化学法，将废废弃物固定或或包含在坚固固的固体中，，以降低或消消除有害成分分的溶出特性性的一种固体体废物处理技技术。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、土地填埋埋（landfill）处置是一种最主要要的化工废渣渣最终处置方方法，是由传传统的倾倒、、堆放和填地地处置发展起起来的。分类（按照处处置对象和技技术要求上的的差异）卫生土地填填埋：适于于处置城市市垃圾。安全土地填填埋：适于于处置工业业化工废渣渣（有害废废物）也称称安全化学学土地填埋埋。土地填埋（（landfill）处置优点：工艺简单，，成本低廉廉，适应性性广主要问题：：渗滤液的收收集、控制制；因法律颁布布和污染控控制标准的的制定，填填埋要求更更严格，故故使处理费费用不断增增加；占用大量的的土地资源源。卫生土地填填埋（sanitarylandfill）对未经处理的的化工废渣渣的处置技术是在传统的的堆放、填填地基础上上，从保护护环境角度度出发取得得的一种科科学进步。。特点：安全全可靠、价价格低廉卫生土地填填埋工程操操作方法场地选址、设计建造、、日常填埋埋和监测利利用一、场地选选择考虑因素＊水文地质质条件、交交通方便、、远离居民民区、有足足够的处置置能力、废废物处置代代价低、便便于利用开开发主要用于处处置城市垃垃圾，处置置的容量要要与城市人人口数量和和垃圾的产产率相适应应，一般建建造一个场场地至少要要有20年年的处置能能力。卫生土地填填埋二、场地建建造工艺1、要有防防止对地下下水污染的的措施①设置防渗渗衬里。人造：沥青青、橡胶和和塑料薄膜膜天然：主要要是粘土（渗透系数数小于10-7cm/s，厚厚度为lm）②设置导流流渠或导流流坝，减少少地表径流流进入场地地。③选择合适适的覆盖材材料，减少少雨水的渗渗入。卫生土地填填埋二、场地建建造工艺2、气体排排出功能由于微生物物的生化降降解作用，，CH4、CO2。（H2S或有害或具具有恶臭味味的气体）①可渗透性排排气：砾石等物质质作为填料料建造排气气通道排出出气体。②不可渗透阻阻挡层排气气：是安装排气气管，排气气管与设置置在浅层砾砾石排气通通道或设置置在填埋物物顶部的多多孔集气支支管相连接接，可排出出气体。产生生的的甲甲烷烷经经脱脱水水→→预预热热→→去去除除二二氧氧化化碳碳后后可可作作为为能能源源使使用用。。卫生生土土地地填填埋埋

(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 安全全土土地地填填埋埋（（securelandfill））对场场地地的的建建造造技技术术及及管管理理要要求求更更为为严严格格：必须须设设置置人人造造或或天天然然衬衬里里，，保保护护地地下下水水免免受受污污染染；；要配配备备浸浸出出液液收收集集、、处处理理及及检检测测系系统统；；安全全土土地地填填埋埋处处置置场场地地不不能能处处置置易易燃燃性性废废物物、、反反应应性性废废物物、、挥挥发发性性废废物物、、液液体体废废物物、、半半固固体体和和污污泥泥，，以以免免混混合合以以后后发发生生爆爆炸炸、、产产生生或或释释出出有有毒毒有有害害的的气气体体或或烟烟雾雾。。封场场封场场要要与与地地表表水水的的管管理理，，浸浸出出液液的的收收集集监监测测以以及及气气体体控控制制等等措措施施结结合合起起来来考考虑虑。。目的的：：是是通通过过填填埋埋场场地地表表面面的的修修筑筑来来减减少少侵侵蚀蚀并并最最大限限度度排排水水。。方法法：：一一般般在在填填埋埋物物上上覆覆盖盖一一层层厚厚l5cm、、渗渗透透系系数数为为≤≤10-7cm/s的的土土壤壤，，其其上上再再覆覆盖盖45cm厚厚的的天天然然土土壤壤。。如果果在在其其上上种种植植植植物物，，上上面面再再覆覆盖盖一一层层15～～100cm厚厚的的表表面面土土壤壤。。焚烧烧法法（（incinerationmethod））：将垃垃圾圾作作为为固固体体燃燃料料送送入入焚焚烧烧炉炉中中，，在在高高温温条条件件下下（（一一般般为为900℃℃左左右右，，炉炉心心最最高高温温度度可可达达1100℃℃）），，垃垃圾圾中中的的可燃燃成成分分与空气气中中的的氧氧进行行剧剧烈烈化化学学反反应应，，放放出出热热量量，，转转化化成成高高温温烟烟气气和和性性质质稳稳定定的的固固体体残残渣渣。。主要要目目的的：：尽可可能能焚焚毁毁废废物物，，使使被被焚焚烧烧的的物物质质变变为为无害害和和最最大大限限度度地地减减容容，并并尽尽量量减减少少新新的的污污染染物物质质产产生生，，避避免免造造成成二二次次污污染染。。三、、焚烧烧技技术术三、、焚烧烧技技术术优点点：：体积积可可减减少少85％％～95%，，质质量量减减少少20％％～80%。。（减减量量化化））高温温焚焚烧烧消消除除了了垃垃圾圾中中的的病病原原体体和和有有害害物物质质。。（无无害害化化））产生热能。（资源化化）焚烧排出的的气体和残残渣中的一一些有害副副产物的处处理远比有有害废弃物物直接处置置容易得多多。处理周期短短、占地面面积小、选选址灵活等等特点。缺点：焚烧法对垃垃圾的热值值有一定要要求；建设成本和和运行成本本相对较高高；管理水平和和设备维修修要求较高高；焚烧产生的的废气若处处理不当，，很容易对对环境造成成二次污染。。三、焚烧技术四、热解处处理热解(pyrolysis)在工业上上也称为干干馏。（热分解、、碳化、气气化）是无氧或缺缺氧条件下下，使固体体物料中有机固体成成份在高温下分分解，最终终转化为可可燃气（油油）、固形形碳的热化化学过程。。其能源回收收性好，环环境污染小小，这也是是热解处理理技术最优优越、最有有意义之处处。有机物加热无氧或缺氧氧G（H2、CH4、CO、CO2）+L（有机机酸、芳烃烃、焦油））+S（碳碳黑、炉渣渣）⑴以氢气、、碳氧化物物、甲烷等等低分子碳碳氢化合物物为主的可燃气体。⑵以常温下下为液态的的包括乙酸酸、丙酮、、甲醇等缓缓和物在内内的燃料油。⑶纯碳和玻玻璃、金属属、土沙混混合形成的的碳黑。热解和焚烧烧有本质上上的不同①焚烧-需要要充分供氧，物料完全燃烧。热解-无需供氧（少量的氧氧），物料料不燃烧或部部分燃烧。②焚烧-放热反应。热解解-吸热反应。③焚烧-产产生大量的的废气，处理难度度大，环保保问题严重重热解解-产生可可燃低分子子化合物、、可燃气、、油等。④焚烧-直接利用法法（生产蒸蒸汽和发电电）热解-（燃料化））是一种间间接回收利利用法（把固体废废物能转变变为可以贮贮存和输送送的燃料形形式）化工废渣的的热解与焚焚烧相比有有下列优点点:可以将化工工废渣中的的有机物转转化为以燃燃料气、燃燃料油和炭炭黑为主的的贮存性能能源；由于是缺氧氧分解，排排气量少，，有利于减减轻对大气气环境的二二次污染；；废物中的硫硫、重金属属的有害成成分大部分分被固定在在炭黑中；；NOx的产产生量少。。五、微生物物分解技术术堆肥处理是利用大气气和土壤中中的放线菌菌、真菌和和其他细菌菌等微生物物，在有效效的人工控控制下，促促进垃圾中中可降解有有机物向稳稳定的腐殖殖质转化的的生物化学学过程一、塑料废废渣的处理理和利用1、塑料的的种类（1）按塑塑料受热所所呈现的基基本行为分分：热塑性塑料料：在特定温度度范围内能能反复加热热软化和冷冷却硬化。。如PE、、PP、PS、PVC等，是是回收的重重点。热固性塑料料：受热后能成成为不熔性性物质，受受热时发生生化学变化化使线性分分子结构的的树脂转变变为三维网网状结构的的高分子化化合物，再再次受热时时就不再具具有可塑性性，不能通通过热塑而而再生利用用。如酚醛醛树脂、环环氧树脂、、氨基树脂脂等。第三节典典型化工废废渣回收利利用技术（2）按塑塑料的物理理-力学性性能和使用用特性分：：通用塑料：：产量大、价价格低、性性能一般。。主要有PE、PP、PS、、PVC、、PF和氨氨基树脂等等。工程塑料：：可以作为结结构材料，，能在较广广的温度范范围内承受受机械应力力和较为苛苛刻的物理理化学环境境中使用的的材料。功能塑料：：人们用于特特殊环境的的具有特种种功能的塑塑料。如医医用塑料、、光敏塑料料。2、主要来来源（1）农业业领域的废废旧塑