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化工废渣处理的方法及特点十篇

发布时间:2024-04-25 19:27:06

化工废渣处理的方法及特点篇1

[关键词]含砷废渣;资源化;利用技术;探讨

中图分类号:X705文献标识码:a文章编号:1009-914X(2017)13-0032-01

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作,含砷废渣的资源化利用有着其自身的特殊性。该项课题的研究,将会更好地提升对含砷废渣资源化利用技术的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。

2含砷废渣的来源及危害

砷广泛存在于自然界,被世界卫生组织列为环境污染的首位。含砷废渣主要来源于冶炼废渣(如砷碱渣、含砷烟灰)、含砷尾矿、处理含砷废水和废酸的沉渣、电子工业的含砷废弃物以及电解过程中产生的含砷阳极泥等。从整个有色冶金系统的角度来看,进入冶炼厂的砷,除一部分直接回收成白砷(三氧化二砷)产品外,70%的砷弃留于尾矿中,其它的含砷中间产物最终几乎都进入到含砷废渣中。长期以来,含砷废渣大多采用囤积贮存的方法处置,易形成二次污染,已经构成了我国有色金属冶金企业最主要的环境污染源,对企业周围环境造成了严重的污染。含砷废渣污染的矿区会使人体慢性砷中毒、造成皮肤损坏、肝脾肿大,甚至引起恶性肿瘤。

3含砷废渣的资源化利用技术分析

3.1火法焙烧

传统的火法焙烧工艺主要是利用氧化砷低沸点的性质,将高砷废渣经过氧化焙烧制取粗白砷,或者将粗白砷进行还原精炼以制取纯度较高的单质砷。目前比较成功的火法冶炼砷的方法主要有吹碱氧化法、砷酸盐法、硫化法、碱性精炼法。

含砷废渣在600-850℃下氧化焙烧可使其中40%-70%的砷以asS、as4o6挥发,加入催化剂如硫化剂(黄铁矿)可挥发90%-95%的砷。具体反应方程式如下:

3FeasS=Feas2+2FeS+asS

12FeasS+29o2=4Fe3o4+3as4o6+12So2

16FeasS+12FeS2+45o2=14Fe2o3+4as4S4+24So2

火法焙烧工艺的含砷物料处理量大,特别适于含砷量大于10%的含砷废渣的资源化利用。但是此法存在诸如环境污染严重、投资较大和原料适应范围小等方面的缺点。

3.2湿法浸出

湿法浸出法是使含砷废渣经过酸浸、碱浸、盐浸等方法处理后,含砷废渣中的砷被浸出进入浸出液中,然后对浸出液中的砷进行不同的处理,达到回收砷产品的目的。湿法浸出提砷是消除生产过程中砷对环境污染的根本途径。它相对于火法焙烧处理具有成本低、无二次污染、劳动条件好、能耗低和除砷率高等优点,但其工艺流程复杂,生产中应设法缩短流程,简化操作。湿法浸出提砷的主要方法有硫酸浸出法、碱浸法、硫酸铜置换法、硫酸铁法等,此外还有硝酸浸出法、砷酸浸出法、有机溶剂萃取法、三氧化二砷饱和溶解度法等。

3.2.1硫酸浸出法

将硫化沉淀得到的含砷废渣(as2S3)在密闭反应器内用硫酸(≥80%)处理,反应温度为140-210℃,反应时间2-3h。as2S3经分解、氧化、转化,形成单质硫磺和as2o3。在一定温度下,as2o3溶解在硫酸溶液中形成母液,固液分离出硫磺后,将母液冷却结晶析出固体as2o3,砷的总回收率达95.3%。

3.2.2碱浸法

碱浸法是利用氢氧化钠并通入空气对含砷废渣进行碱性氧化浸出,将砷转化成砷酸钠,然后经苛化、酸分解、还原结晶过程,制得粗产品as2o3。

用225g/L的氢氧化钠溶液浸出含砷废渣,浸出温度为180℃,氧分压为2mpa,液固体积质量比为10:1。一段浸出4h,溶液中砷回收约为90%。另外可用氨溶液或氨与硫酸铵的混合物作为砷渣浸出试剂,浸出温度为80℃,氧分压为400kpa。在80℃的浸出温度下对含砷21%的脱铜阳极泥进行处理,60min即有90%以上的砷被浸出,砷呈五价进入溶液,质量浓度达20g/L,浸出液经进一步处理,得到的产品中as2o3质量分数达99.6%。

3.2.3硫酸铜置换法

硫酸铜置换法是处理硫化砷渣比较成熟的方法。首先用硫酸铜溶液对硫化砷渣进行浆化,砷与铜在65-70℃发生反应:

as2S3+3CuSo4+4H2o=2Haso2+3CuS+3H2So4

砷以Haso2形态溶于溶液中,但其溶解度对温度敏感,冷却后亚砷酸仍留在残渣中,经固液分离后将含亚砷酸的残渣用硫酸~浆化后通入空气,将亚砷酸氧化成溶解度大的砷酸:

2Haso2+o2+2H2o=2H3aso4

过滤分离后用二氧化硫烟气将砷酸还原成亚砷酸:

H3aso4+So2=Haso2+H2So4

然后冷却结晶,制得白砷:

2Haso2=as2o3+H2o

该工艺产出的白砷质量较好,但成本较高,工艺复杂。目前国内许多单位和科研工作者经过努力实现了几种硫化砷渣的处理及综合利用的工艺,取得了良好的效益。

3.2.4硫酸铁法

利用硫酸铁在高压下浸出硫化砷,使各种金属离子得以分离。此法采用高压操作,设备较复杂,操作费用及造价也较高,因而不适用作为实际的提砷工艺。

我国白银公司针对含砷废渣砷品位低、铋含量高、成分复杂、浸出量大等特点,探索出了一条硫酸铁常压处理含砷废渣的新方法。该公司采用的二段浸出工艺中,一段浸出基本实现了砷、铋的分离,二次浸出时提高砷、铋的浸出率和铋的转形率。二段浸出后的滤液用二氧化硫烟道气还原,还原液精制后可得品位较高的精白砷;二段浸出后的滤渣,用盐酸使铋转形,浸铋后过滤的滤渣(即铅硫渣),可返回铅冶炼。该法在消除砷害的同时,回收了白砷和有价金属铋,而且在产品质量、综合利用程度、环境保护、经济效益方面都比较优越。

在含砷废渣的资源化利用技术中,火法焙烧工艺提砷成本较低、处理量大,但如果生产过程控制不好极易造成二次污染;湿法浸出提砷不产生粉尘,能满足环保要求,具有低能耗、少污染、效率高等优点,但流程较为复杂,处理成本相对较高。目前逐渐被火法湿法联用技术取代,该法既能提高砷的回收率,又能降低成本、减少二次污染。高砷金矿及高砷Cu-ni合金的naoH焙烧-水浸脱砷新工艺,使砷在氧化后立即与naoH生成稳定的砷酸盐,再经过焙烧,浸出后的废液采用nH4+-mg2+沉砷,生成白色结晶沉淀(mgnH4aso4),该沉淀易于过滤,从而在一定程度上减小了as的污染。

4结束语

综上所述,加强对含砷废渣资源化利用技术的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的含砷废渣资源化利用过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

[1]梁峰.砷污染治理及其资源化的研究[D].长沙:中南大学.2016(10):60-62.

化工废渣处理的方法及特点篇2

关键词:炉渣废水处理吸附

 

炉渣是电厂锅炉、各种工业及民用锅炉,炉窑燃烧煤炭后排出的固体废弃物。由于煤炭在燃烧过程中进入大量空气,冷却后又逃逸,导致生成的炉渣形成多孔结构。炉渣中含有的多种碱性氧化物(cao、al2o3等)在与工业废水接触后能溶出部分碱性物,因而对工业废水中的有机物、重金属、悬浮物具有一定的吸附、过滤、中和及絮凝作用。近年来国内利用炉渣对工业废水进行处理的报道越来越多,一些技术已用于工业实践,本文即对炉渣在处理工业废水的机理和应用实践作一综述。1炉渣的化学组成和理化特性1.1炉渣的化学组成

炉渣是煤炭燃烧后的融熔产物,含有大量硅、镁、钙、铝、铁的氧化物,化学组成见表1[1]。表1 燃煤炉渣化学成分煤种w(sio2)w(fe2o3)w(al2o3)w(cao)w(mgo)w(k2o)w(残炭)烟煤37.8-60.94.3-24.916.8-35.20.9-9.60.4-3.90.3-3.410-30无烟煤49.3-62.55.1-16.115.1-25.20.7-4.90.5-1.81.3-2.810-30褐煤21.0-59.14.5-12.212.2-23.11.7-41.31.1-2.40.9-2.810-301.2炉渣的物理特性

炉渣的物理特性见表2[2]。表2 炉渣的物理特性有效粒径d10/m不均匀系数k80当量粒径dp/m床层孔隙率ε密度ρs/(kg.m-3)吸水率h2o0.315×10-31.990.45×10-30.5552.30×1030.413注:经人工破硫筛分,粒径在0.2-0.9mm范围表3炉渣被水浸泡后水的ph值tr>水浸泡时间/h12345ph值7.838.649.129.549.76注:浸泡水的ph=7.0表4炉渣被水淋洗后水的ph值水淋溶时间/h24487296120ph值9.059.559.679.809.94注:淋溶水的ph=6.86表5炉渣被水浸泡后铝的溶出量炉渣被水浸泡时间/min35455565溶出铝ρ(al)/(mg.l-1)22.4844.646.7553.041.3炉渣被水浸泡、淋洗后的部分化学特性

炉渣在被水(ph=7.0)浸泡、淋洗后,水中ph值变化和铝的溶出量见表3、表4[4]和表5[5]。2炉渣处理废水机理

炉渣去除工业废水中污染物的过程较复杂,与其物理结构、化学成分,废水性质(ph值、有机物组成等)等因素有关。根据目前的有关资料,炉渣处理废水的主要机理为吸附、中和及絮凝沉降作用。

2.1吸附过滤作用

炉渣具有多孔结构,孔隙率达50%-60%,比表面积较大,表面能高,炉渣中含有的残炭达10%-30%,这些残炭具有活性炭的性质,因此炉渣对工业废水中的有机物、重金属、悬浮物具有较强的物理和化学吸附作用。表6为炉渣对某些废水中污染物的吸附情况[5-7]。表6炉渣对工业废水中污染物的吸附情况废水种类炉渣吸附情况中药废水有机物(cod)吸附量达1.71g/kg[炉渣]化工硝基废水 硝基废水中有机物吸附为23.7-37.7g/kg[炉渣]对硝基物(nb)吸附为1.5-27.3g/kg[炉渣]植物油脂废水油脂吸附率为5-8kg/m3[炉渣],废水中悬浮物吸附为25-30kg/m3[炉渣]2.2中和作用

炉渣中含有的cao,mgo,fe2o3,al2o3,k2o,na2o等碱性氧化物被水浸泡后进入废水中,能提高废水的碱度,可用来中和酸性废水的酸度,这在处理酸性除尘废水,酸性矿井废水以及某些酸性重金属废水方面有较好的效果。

2.3絮凝沉降作用

炉渣在被中性水浸泡35-65min后,被溶出的铝达到22.5-53mg/l。铝在水中形成的氢氧化物是良好的絮凝剂,能对废水中有机物、重金属、悬浮物起絮凝作用,加强其澄清沉降效果,此外炉渣中的部分无机粉尘对废水也有混凝作用。3炉渣在工业废水处理中的应用3.1对印染废水的处理

印染废水的特点是水质复杂,含各种有机物浓度高,碱度大、色度大。近年来纺织行业不断改变产品结构,提高纺织物印染性能,带来印染废水中难生物降解物质日益增多。炉渣所具有的对废水吸附和中和性能特别适宜对印染废水中染料、浆料。

助剂、色度、碱度等进行吸附处理。表7[8-11]为国内部分印染厂采用炉渣吸附处理印染废水实例。表7 炉渣吸附处理印染废水处理工艺进水水质炉渣过滤后水质ρ(cod)/(mg.l-1)色度ph值ρ(cod)/(mg.l-1)色度ph值废水絮凝炉渣过滤946.51.03×30(吸光度)10.8293.30.021(吸光度)10废水除尘炉渣过滤729.5885.1(倍)10.8594.50.33(倍)6.98废水烟气中和炉渣过滤400-1200>250(倍)<10<10无色7-7.8废水sbr炉渣过滤cod去除率30.7%-35.7%色度脱色率60%-80%3.2对染料废水的处理

染料废水是较难处理的难生物降解废水,与印染废水相比,染料生产废水不仅成分复杂,而且各种污染物浓度更高。国内一些研究者研究了利用炉渣来处理染料废水。例如:张建志研究了用炉渣直接过滤染料废水,废水中色度,cod,ss,s,胺基物和硝基物去除率分别达94%,73.7%,78.5%,25%,9.4%和25.5%。如在炉渣中掺人少量粉煤灰和焦渣,在过滤废水大于炉渣体积16.7倍情况下,对废水中硝基物和胺基物去除率在70%以上[12];孙华研究了利用炉渣处理含偶氮、酞菁有机染料的废水,在进水ρ(cod)为251mg/l时,处理效率为44.3%,脱色率为50%[13]。

3.3对制药废水的处理

制药废水不论是中药废水还是化学制药废水都是含有机物和各种化学物质较多的工业废水,特别是抗菌素废水,每升废水中含cod高达数万毫克,是当前国内外都较难处理的一类工业废水。表8[14-16]为国内部分制药厂(含中药厂和化学制药厂)利用炉渣处理制药废水的情况。表8炉渣处理制药废水情况废水类型处理工艺废水处理前废水处理后ρ(cod)/(mg.l-1)ph值ρ(ss)/(mg.l-1)ρ(cod)/(mg.l-1)ph值ρ(ss)/(mg.l-1)中药废水炉渣直接过滤17286.416568228.5106中成药废水炉渣吸附25000.5 10508 麻黄素、抗菌素废水炉渣过滤4607.4 1207 化学制药厂有机废水炉渣过滤+生物处理11626.838235.87.122.43.4对造纸废水的处理

同秀芝[17]等利用炉渣处理再生纸废水,处理工艺为炉渣吸附-化学混凝沉淀,经炉渣吸附过滤后的废水,其水质色度,ss,cod和bod去除率分别达41.5%,29.6%,32.6%和30.3%。

3.5对锅炉湿法除尘废水的处理

锅炉湿法除尘废水的特征是ph值低(ph=2-4),含大量悬浮物,要达到除尘废水回用目的,需除去废水中过高的酸度和悬浮物。表9[18]为国内厂家利用炉渣处理锅炉除尘废水情况。

3.6炉渣对其它工业废水处理

炉渣直接过滤吸附二艺适用于许多工业废水净化处理,如对再生胶废水,化工硝基废水。制革废水等。表9 炉渣处理锅炉除尘废水废水类型处理工艺进水出水ρ(cod)/(mg.l-1)ph值ρ(ss)/(mg.l-1)ρ(cod)/(mg.l-1)ph值ρ(ss)/(mg.l-1)锅炉脱硫除尘废水炉渣过滤8303.221712100-4007.94未测出锅炉除尘废水炉渣和微孔陶瓷过滤 2.4300-430 6.5100

4影响炉渣处理效果因素4.1炉渣的粒径和比表面积

炉渣的粒径越小,同样体积的炉渣比表面积越大,与废水接触面积也越大,对废水的吸附效果也越好。因此对于链条炉和一些老式锅炉炉渣(多呈块状)在一定条件下可将其打碎筛选后使用,而对于沸腾炉的炉渣可不需筛选直接用于废水处理。

4.2炉渣的化学成分

如果炉渣化学组分中,sio2及al2o3等活性物含量高,则有利于化学吸附。cao的含量对炉渣处理效果有一定影响,当炉渣中cao含量较低时,应投加一定量的石灰对炉渣进行改性,提高炉渣处理废水能力。

4.3废水ph值

炉渣对于ph值较低的酸性工业废水处理效果较好,这主要由于炉渣含碱性物质,炉渣在处理这类废水时既起到了吸附作用也起到了中和作用。例如炉渣处理硝基苯工业废水,ph值是影响其吸附效果的主要因素,当废水ph值从1上升到3时,炉渣对硝基苯废水中cod和nb吸附效果由42%-74%和9%-27%下降到10%-31%和1.5%-16%。

4.4温度影响

一般来说,炉渣处理废水,温度越低处理效果越好。

4.5污染物浓度影响

炉渣处理合重金属离子的工业废水,对于低浓度的工业废水,处理效果较好。如含cr3+和pb2+的废水,在ρ(cr3+)<10mg/l,ρ(pb2+)<50mg/l时,经炉渣吸附能使废水很快达到排放标准,而对于较高浓度的cr3+、pb2+、废水,需加大炉渣量或采用絮凝沉淀法后再用炉渣吸附工艺处理。5结语

炉渣是一种良好的吸附介质,对工业废水中的有机物,重金属离子、悬浮物(ss)、酸性物、色度有良好的吸附和中和能力,可用于工业废水的前处理和深度处理,并可在一定程度上代替活性炭,因而可降低工业废水处理费用,吸附饱和后的炉渣可进焚烧炉焚烧,以消除二次污染。参考文献:

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化工废渣处理的方法及特点篇3

【关键词】石油炼化;废油泥、油渣;无害化处置

石油炼化企业是环境污染最严重的企业,根据相关数据统计,该企业在生产过程中会产生大量的废油泥、油渣,其占到整体废物排放量的一半以上。我们在根据现有的危险废物名录来看,其产生的废油泥、油渣均属于危险废物,如果企业没有对其进行合理的处理,那么这些废物就直接影响到外界生态环境,导致生态系统失衡,也无法保证环境实现可持续化发展。因此,如何对这些废物进行合理的处理是当前石油炼化企业关注的问题,另从环保的方面来看,对废油泥、油渣进行无害化处置具有必要性。下文结合某企业为例,从废油泥、油渣的来源与组成出发,主要分析了这些废物的处置方案,以供大家参考。

1.废油泥、油渣的来源与组成

某石油炼化企业中,平均每年炼油达到1350万吨,我们就其炼油能力以及排放废物进行全面分析,在该企业生产过程中,每年排出的废矿物油渣为1.2万吨,排出的废油泥约为1.3万吨。我们对这些废物进行分析,发现其来源主要包括两点:

1.1炼油厂

根据相关数据分析,在炼油厂生产过程中,平均每年产生的废油渣达到8580吨,产生的废油泥约为1万吨,其中自土油泥就达到了9000吨,另外还有隔油池油泥、油罐底油泥等。

1.2乙烯的生产

在生产乙烯的过程中,平均每年会产生3420吨的废油渣,而活性污泥会达到2714吨。

自进入21世纪以来,我国炼油企业的炼油能力不断提高,这也标志着产生的废油泥、油渣也不断增多。根据相关数据分析,在2000年,我国原油的加工能力为2.76亿吨,而如今,我国产出的废油泥、油渣已超过了88万吨。

再结合上述企业为例。该企业在生产过程中,主要是将炼化企业对原油生产之后所产生的各种废物进行处理,其中包括废油、废渣、废液等各种废矿物油渣,这些废物的组成成分主要有水、油以及污泥,且其比例并没有一定的规律可循,这是因为在生产过程中,对于每一种材料的要求不一样。对这些废物进行主要分析,得到以下数据:

1.2.1废矿物油渣

在这种物质中,水的含量极多,占有总废油渣的97.5%;油的含量与污泥的含量仅占总废油渣量的1.0%、1.5%。

1.2.2废油泥

水的含量占有总废油泥量的80%,油、污泥的含量分别占总废油泥量的3.5%、16.5%。

2.废油泥、油渣的处置方法

2.1原料的预处理流程

在原料生产过程中,我们需要在提高炼油能力的基础上降低油渣、油泥的产出量,主要有以下几个步骤:(1)将企业中生产的原料进行基础加工;(2)采用过滤器将加工的原料与其他物质过滤出来,然后再将加工够的原料储存于原料罐当中;(3)通过换热器来处理原料罐中的原油,通过精致的方法将罐中的物质与水分隔离开来;(4)此时,我们对其中的污水直接采取相应措施进行处理,而对于废油渣,需要将其置入渣罐当中,然后将其放到相应的处理系统中,这种经过处理的废油渣并不会污染环境,达到了环境保护的效果。

2.2对废油渣、油泥的处理流程

这种处理方法与上述方法的原理相类似,都是采用隔离方法将水与物质隔离开,而不同的是,这种方法的流程比较简单,但是采用的机械设备很多。我们需要采用离心机将废矿物油渣中的水与污泥分离开,使之分为油水与油泥两种。(1)对于油水的处理。采用隔油池将水与浮油分离开,我们对水只需要通过普通的污水处理方式即可;对浮油的处理是:首先将浮油暂时存储于专用罐当中,然后采用碟片分离机将浮油分为水与回收油两种,此时的水我们再通过隔油池进行处理,回收油就可再次利用。(2)对于油泥的处理。这种处理方式主要有两种,一种是直接采用重力压榨机,将其分为液相以及泥饼,然后再将液相通过隔离池的方式进行处理;另一种方法是采用柱塞泵,然后通过特种压滤分离机将油泥中的物质进行分离,然后在采用重力压榨机的方式进行处理。

通过以上处理后,废油泥、油渣达到了油水分离、废油回收的良好效果,但是对于处理后的残渣(泥饼)的处置尚不规范,这其中所涉及的一个重要问题是:泥饼是否仍然属于危险废物?如果是的话,必须经有危废最终处置质资的单位进行无害化处置,而如果其不属危废,则其处置方法便可多样化、处置成本也会大为降低。

3.泥饼鉴定

为此,本研究采集了某石油炼化企业废油泥、油渣处理后的泥饼,依据危险废物鉴别技术规范(HJ/t298—2007)及固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法(HJ/t299—2007)进行鉴定,结果见表1。

通过以上结果分析,该石油炼化企业中的废油泥、油渣经过处理之后,其残渣已不属于危险废物,并且不会对外界环境产生不利影响,对这一类物质我们不在对其进行过多的处置,还是采用一般工厂中废物的处理方式进行处理,但是其处置方法必须要符合国家相关规定。

与此同时,我们还对废油泥处理产生的泥饼进行了全面的分析,该物质主要是由泥、水以及少量的矿物油组合而成的,这种物质的含泥量达到了75.5%,水与油的含量分为为16.5%、8%。在对这种物质的热值进行分析,每公斤泥饼的热值约为800千卡。相当于一个标准煤热值的15%。这种物质可回收,一方面可以当作水泥厂等工厂中的原料,另一方面可以对残油进行循环利用。

4.分析与结论

(1)本研究对经回收油后的残渣进行了鉴定,在此基础上,推荐了一种残渣的无害化、再利用处理方法。

(2)从本研究残渣的鉴定结果来看,残渣中有毒有害物质含量都很低,但其中仍含油约8%,因而,残渣仍不能随意处置进入环境,必须进一步降低含油量或将残油加以利用。

(3)由于我国对废油泥、油渣类危险废物的处置尚无明确的技术指导规范,且具备危险废物处置资质及能力的单位数量有限,常常导致此类危废未得到规范的处置而污染环境,如果按照本研究推荐的处置方法进行无害化处置无疑是一个环境及经济皆可行的方法。

【参考文献】

[1]徐波.浅谈危险废物的鉴别与监测四.环境科学与管理,2007,32(7):10-12.

[2]王忠伟,张彦涛.危险废物分类、识别、监控一体化管理技术研究概述[J].环境科学与管理,2007,32(8):17-21.

化工废渣处理的方法及特点篇4

【关键词】广州市;建筑废弃物;处置;管理

1.广州市概况

广州市辖越秀、海珠、荔湾、天河、白云、黄埔、花都、番禺、南沙、萝岗十区和从化、增城两个县级市,总面积7434.4平方公里,市区面积3,843.43平方公里。常住人口1270.08万人,其中中心城区772.72万人,占60.84%,新城区334.35万人,占26.33%,县级市163.01万人,占12.83%。为国内特大城市之一。

2.广州市建筑垃圾管理的现状

2.1管理的体制架构

广州市在建筑垃圾和工程渣土处置管理上实施市、区(县级市)两级政府管理体制。广州市城市管理委员会(以前是广州市市容环境卫生管理局)是全市建筑垃圾、工程渣土处置管理的主管机关,其所属的广州市余泥渣土排放管理处负责具体管理;区(县级市)环境卫生管理部门负责分工范围内的建筑垃圾和工程渣土处置管理,具体由各区(县级市)余泥渣土排放管理所或环卫所承担。

2.2国家与广州市相关政策

2.2.1国家政策要点

目前,我国对建筑废弃物管理有“三化”原则和优先采用原则。“三化”原则即减量化、资源化和无害化。减量化即鼓励清洁生产,尽量减少建筑垃圾的产生量和排放量;资源化即采用先进的技术,实现建筑垃圾综合利用;无害化即通过各种技术对建筑垃圾进行处理处置,使建筑垃圾不损害人体健康,对周遍环境不产生污染。《城市建筑垃圾管理规定》规定“国家鼓励建筑垃圾综合利用,鼓励建设单位、施工单位优先采用建筑垃圾综合利用产品”即为优先采用原则。

在经济政策层面,主要有三项政策:一是排污收费政策。建筑垃圾处置实行收费制度,收费标准各地方政府确定。二是生产者责任制政策。谁产生建筑垃圾,谁承担建筑垃圾处置责任。三是税收信贷优惠政策。建筑垃圾再生制品减半征收增值税,建筑垃圾资源化项目优先给以信贷支持。

2.2.2广州市相关法律法规政策的沿革

90年代以前广州市余泥渣土管理采用行政管理的方式。80年代实行改革开放后,各类建设、建筑、修缮工程大量增加,余泥渣土排放量不断增大,受纳场相对减少,排放日渐困难,行政管理又滞后,乱倾卸余泥渣土情况普遍,余泥渣土排放管理工作一度处于的无政府混乱状态。

广州市人民政府于1990年8月16日颁布《广州市余泥渣土排放管理暂行办法》,随后开始施行。1994年、1995年和1996年针对不断出现的新情况、新问题,又公布了三个补充管理通告,扭转了余泥渣土排放管理工作的无政府状态。《广州市余泥渣土排放管理暂行办法》明确规定了广州市市容环卫局为主管机关,并设立广州市余泥渣土排放管理处,各区设立余泥渣土排放管理所,统一管理全市的余泥渣土排放,实行排放证、受纳场地证、车辆准运证的“三证”管理。需排放者到所在区余泥渣土排放管理所办理排放手续,交纳管理费,领取排放证和车辆准运证,至指定受纳场地排卸。从此广州市余泥渣土管理进入依法行政管理阶段。

随着城市建设不断发展的需要,《广州市余泥渣土管理条例》1999年10月1日起施行,同时1990年8月16日颁布《广州市余泥渣土排放管理暂行办法》废止。与《广州市余泥渣土排放管理暂行办法》相比,《广州市余泥渣土管理条例》规范了余泥渣土的排放、运输、受纳管理工作,加大了管理力度,提高了广州市城市市容和环境卫生水平。

近年来广州城市建设与旧城改造规模急剧增大,余泥渣土排放量多,消纳点少,建筑废弃物的排放与消纳之间的矛盾日益突出,随意排卸建筑废弃物现象屡有出现。据此,有关部门一直在酝酿修改完善《广州市余泥渣土管理条例》。在酝酿阶段新的条例名称曾分别为《广州市建筑散体物料管理条例》和《广州市建筑垃圾管理条例(征求意见稿)》,最终为《广州市建筑废弃物处置管理条例》,已经报市人大常委会审议,即将实施。目前仍在执行《广州市余泥渣土管理条例》。

与《广州市余泥渣土管理条例》相比,《广州市建筑废弃物处置管理条例》细化了条目,进一步加大了管理与违规处罚的力度,要求各级政府扶持和发展建筑废弃物综合利用项目并鼓励社会投资建立建筑废弃物资源化利用项目。

3.广州市建筑垃圾排放与受纳情况

3.1排放与受纳情况

广州市辖越秀、海珠、荔湾、天河、白云、黄埔、花都、番禺、南沙、萝岗十区和从化、增城两个县级市,从化、增城距广州市区远,单独计算。其他十区近年来排放、受纳情况见表1。

近年来广州市年均建筑垃圾排放量约1500万立方米,2011年预计排放量2000万立方米。受纳总量不足10%。

3.2建筑废弃物消纳场地

广州市现有建筑废弃物消纳场三个,分别位于花都区、萝岗区和黄埔区。其中两个比较规范,一个在花都,设计容量约600万立方米;另一个在萝岗,设计容量约30万立方米。中心城区及近郊区没有消纳场。

3.3广州市建筑垃圾收费标准

目前广州市建筑垃圾由产生至进入受纳场共有三项收费,一为按穗价函[1998]178号向排放方收取的建筑垃圾处置费,标准为3元/立方米。该项为行政性收费,主要用于余泥渣土受纳场建设、清理无主余泥、处理道路污染等开支。另两项为运输收费和排放点收费,为商业性收费,以市场供求自行调节,政府方面无补助。余泥渣土的运输由具有建筑废弃物处置证(运输)的专用车辆承运。

4.广州市建筑垃圾去向及回收利用情况

建筑垃圾的处置方式主要包括回填消化、受纳和资源化利用。回填消化是直接利用建筑垃圾作填方土料回用填埋到施工工地、基坑、低洼地消化建筑垃圾的方法。受纳是指把建筑垃圾运入指定的临时性受纳场或永久性受纳场,由受纳场处置(一般为填埋)。资源化利用是将建筑垃圾进行分类、加工,按用途或类型对其可利用的部分进行再生利用。

目前,广州市建筑垃圾的主要去向如下:

(1)根据建设工程需求进行辖区内自我平衡、消化,主要是回填基坑;

(2)进行调度处理用于垦复已关闭的废弃采石矿场或回填低洼地;

(3)用于铺路及城市园林绿化的填土;

(4)运至现有的三个建筑垃圾临时受纳场进行简单填埋;

(5)少部分的建筑垃圾运至广州市周边砖厂进行再生利用为建筑用砖。但受生产场地、设备限制和缺乏管理与政策支持,其生产规模均不大,年消化建筑垃圾仅约100万立方米。5.存在的问题5.1建筑垃圾集中排放点太少建筑废弃物产生的区域分布广,消纳点少,建筑废弃物的排放与消纳之间的矛盾突出。

5.2现有建筑废弃物消纳场分布不合理

旧城改造是建筑垃圾的主要产源。广州市旧城改造主要在老城区。近年来广州市52个需全面改造的“城中村”中有41个集中在越秀、海珠、荔湾、天河、白云五个中心老城区,例如猎德村改造、林和村改造、杨箕村改造等大型城中村改造项目。但是中心城区甚至近郊区都没有消纳场,上述三个建筑废弃物消纳场最近的距市中心(按广州城市原点计)不少于30km。经计算,将建筑废弃物从市中心运至建筑废弃物消纳场,仅运输费就达约60元/m3。

5.3现有建筑废弃物消纳场设计容量不足

广州市现有建筑废弃物消纳场设计容量不超过700万立方米,如果广州市建筑废弃物全部由现有建筑废弃物消纳场受纳,仅够受纳半年。因此,广州市现有的建筑废弃物消纳硬件条件无法满足广州市城市建设的需要。

5.4自我平衡、消化的弊端

受现有的建筑废弃物消纳硬件条件及经济因素的限制,项目建设部门经常根据管辖范围内建设、施工单位的建筑回填需求来协调安排受纳建筑垃圾。这种自我平衡、消化的方法容易使建筑废弃物排放无序化、受纳处置行为成为不规范的自主行为,由此引起一系列的问题:

(1)排放与受纳申报严重失衡

据统计,近6年来受纳量申报情况与排放量相比,严重失衡,受纳量占排放总量的百分率不到10%。

(2)处置场地失控,受纳场建设缓慢

受纳量与排放量严重失衡导致无法合理规划和建设处置场地。

(3)严重影响市容环境卫生,影响社会经济、生态环境发展

主要反映在建筑废弃物围城压力大、占用土地,破坏土壤质量;影响空气质量、污染水域;破坏市容,恶化市区环境卫生等。

6.建议

通过20多年的不断发展,广州市已经建立起比较完整的建筑废弃物处置管理的框架系统,包括相关法律法规。这样的框架系统为统一规划建场、统一组织管理、统一信息调度、统一运输资质管理、统一处置消纳建筑废弃物提供了基本保证。目前尚要完善的工作主要有:

6.1进行建筑废弃物排放的合理预测

特大城市的建筑废弃物处置与管理是个复杂的系统工程,软硬件条件投入大,时效长,必须有一定的前瞻性、提前规划建设,规划建设的依据是对建筑废弃物排放合理的预测。可以根据广州市城市建设的中长期规划,进行建筑废弃物排放的合理预测,包括总量的预测与排放区域的预测,以此作为建筑废弃物处置与管理体系建设的依据。

6.2尽快建设成完善的建筑废弃物消纳点网络

建立尽可能合理的建筑废弃物消纳点网络,拉近建筑废弃物产生源头与消纳点的距离,从而减少能耗、减少处置费用、减少偷排乱倒、减少“泥头车”长途奔驰对市容环境的影响。

6.3建设若干建筑废弃物综合处置场点

目前广州市年均建筑废弃物排放量约1500万~2000万立方米,堆放厚度按10米计,占地1.5~2平方公里/年,市区内每年提供这么大面积的填埋场地是不现实的,建筑废弃物处置完全靠填埋不可行。建筑废弃物处置场点不能仅仅是填埋场,应具有综合,如中转、分类、初步加工、分流、区域内调拨等功能,以便长期、稳定地担负建筑废弃物处置任务。

6.4加强对建筑废弃物自我平衡、消化的监控

合理调配,在区域内达到物流平衡可以减少建筑废弃物排放量、弥补消纳能力不足。但若失控容易使建筑废弃物排放无序化、受纳处置行为成为不规范的自主行为。因此要加强对建筑废弃物自我平衡、消化行为的监控,保证行为的规范性与有序。

6.5加强政府部门的监管力度

建筑废弃物处置的出路在减量化、资源化和无害化。监管工作不能停留在排放和消纳平衡的管理阶段。只有政府相关部门按科学发展观和循环经济的理念,围绕减量化、资源化和无害化,通过对建筑废弃物处置政策制定、用地调拨等支持,才能较快的形成上规模的建筑废弃物减量化、资源化和无害化处置能力。

化工废渣处理的方法及特点篇5

摘要:论述了固体废物的性质和危害,对广州市固体废物污染的现状做了较详细的分析。针对污染的问题提出了可行性建议。

关键词:广州市;固体废物;二次污染

1广州市固体废物污染现状

1.1广州市工业废物污染现状

近年来,广州市工业生产产生的固体废物急剧增加,组成成份日趋复杂。2005年全市固体废物产生总量达2334万吨,其中一般工业固体废物就占有1400万吨,该市固体废物的处理处置总量虽接近1000万吨,但现有的固体废物处理处置设施数量上远远不能满足废物处置需求,设施建设普遍简陋,达不到“无害化”的标准,二次污染严重。

1.2广州市城市生活垃圾污染现状

目前广州市平均日产垃圾6300吨。生活垃圾,主要在位于黄埔区的大田山垃圾填埋场集中处理。但由于各种原因,这些生活垃圾在处理过程中又给当地的居民群众造成了较为突出的二次污染。尤为令人吃惊的是,已开场10多年、并计划将于年内关闭的大田山垃圾填埋场,其污水处理系统至今还处于调试阶段,大量未经任何处理的污水直接排放到河涌里。

1.3广州市有毒化学固体废物污染现状

目前广州市每年的危险固体废物产量约为2万吨,废旧电子电器12万吨,废塑料包装物和农用薄膜32万吨。其中医疗废物进行集中处理处置的只有广东生活环境无害化处理中心等3家,医疗废物集中安全处置达标率只有40%;大量的危险废物被不规范焚烧或倾入没有采取防渗措施的生活垃圾填埋场,甚至直接排入环境中,造成严重的环境污染。

1.4广州市白色污染现状

广州市目前使用的是epS(俗称白色)泡沫塑料快餐具,其年消耗量在20亿~30亿只,大量弃掷的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世纪广州市的白色垃圾有300多万吨。由于epS泡沫塑料消耗的是无法再生的石油资源,用作发泡剂的氟利昂是对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“元凶”,它埋在地里会使土壤劣化,焚烧处理又会产生10余种有毒气体污染空气,故而成为灾难性的“白色污染”。它已同汽车尾气、有磷洗涤剂一起被列为我国环保治理的三大重点。因为白色垃圾需要百年以上时间才可以在自然界自然降解,所以解决它的污染问题被称做百年难题。

2广州市固体废物污染治理对策

2.1工业固体废物污染的治理对策

(1)冶金废渣的治理对策。

①高炉渣:高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。高炉渣属于硅酸盐材料。它化学性质稳定,并具有抗磨、吸水等特点,可供广泛应有,国内对高炉渣的应用都很重视,美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100%,甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。我国高炉渣的利用率已达85%以上。为了适应不同的用途,高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。

②钢渣:钢渣是炼钢过程中排出的固体废物,包括转炉渣、电炉渣等。炼钢过程中的排渣工艺,不仅影响到炼钢技术的发展,也与钢渣的综合利用密切相关。目前,炼钢过程的排渣处理工艺大体可分为如下四种:冷弃法;热泼碎石工艺;钢渣水淬工艺;风淬法。

(2)化工固体废物的治理对策。

①对硫铁矿烧渣,应根据其含铁量的不同确定其用途,铁含量高的应回炉炼铁;低铁、高硅酸盐的硫铁矿烧渣宜做水泥配料。

②铬渣可代替石灰石作炼铁熔剂。在冶炼过程中铬成为金属进入铁组分中,可彻底消除六价铬浸出的危害;根据铬渣在高温下能还原成低价态无毒铬的原理,可将铬渣掺入煤中用于发电、用铬渣作玻璃着色剂或钙镁磷肥和铸石。还可利用碳对铬渣进行干法还原除毒;用电解法处理铬酸、生产铬盐精、回收原理含铬硫酸氢钠等。

③烧碱盐泥可采用抽滤、沉淀过滤法进行处理,或用于制氧化镁等;含汞盐泥可用次氯酸钠氧化法、氯化-硫化-熔烧法进行处理,并回收金属汞。

④电石渣可制水泥或代替石灰作各种建筑材料、筑路材料等,还可用来生产氯酸钾等化工产品。

⑤其它化工废物,如,磷渣可烧制磷酸;甲醇废触媒可生产锌-铜复合微肥;溶剂厂母液可生产二甲基甲酰胺等;染料废渣制硫酸铜等产品;胶片厂的废胶片和废液可回收银。

2.2生活垃圾污染的治理对策

(1)填埋法。

①垃圾填埋场的选址。选址时遵循的原则是:远离生活区和水源地;避开上风口和水源地上游;自然地理条件不适宜飘浮扩散和渗漏。

②对填埋场需要进行严格的防渗漏处理,以免垃圾中的有害物在雨水或地表径流的冲刷下随水渗漏,污染地下水和相邻土壤。

③垃圾场表面覆土和排气管网设置。

(2)堆肥法.

堆肥生产的主要工艺过程是:生活垃圾-分类-破碎-发酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包装-出厂。如果是生产一般堆肥,则在发酵工艺完成后,即可直接使用;如果生产有机复合肥,则在配料工艺需要添加一定配比的化肥。有机复合肥的有效肥力是一般堆肥的4~5倍。目前广州市的固体污染只有少量是用的堆肥法处理。

(3)焚烧法。

广州市现在有1座大型垃圾焚烧厂——李坑垃圾焚烧厂。李坑生活垃圾焚烧发电厂一期是广州市重点工程项目之一,项目总投资7.25亿元。投入运行的一期工程设计日处理垃圾1040吨,占目前广州市日产生活垃圾量的约1/7;该厂年发电1.3亿度,能满足10万户家庭生活所需,是符合广州特点,达到国内领先水平的垃圾焚烧发电厂。利用垃圾发电、“变废为宝”是李坑生活垃圾焚烧发电厂有别于垃圾填埋场的一大亮点。该项目还是国内第一个采用中温次高压参数的焚烧发电厂,通过提高蒸汽温度和压力有效提高蒸汽回收效率,使发电量增加20%以上。此外,与垃圾填埋场需大量占用土地不同,该厂在设计原则上尽可能节约用地,目前一期用地仅为3.2万平方米,是兴丰垃圾填埋场的1/10。

2.3白色污染处理方法

①实行垃圾分类,以利回收利用。清洁的废塑料制品可重复使用、造粒、炼油、制漆、作建材等。而从垃圾场重新分拣废塑料制品,则费时费力,且塑料的利用价值也很低。所以一定要在废塑料制品进入垃圾流之前将其分类回收上来。目前,发达国家大都走回收利用的路子。我国城镇尽快推行垃圾分类弃置已势在必行。

②依靠科技进步,发展可降解塑料。美国、日本等发达国家已研制成功以植物淀粉为主要原料的可降解塑料,大大缩短了其可降解周期。广州市新型塑料的研制也取得了重大进展,已经和正在开发出以淀粉、秸秆纤维、天然草浆等材料制成的“绿色”替代品。

③加强立法,强化管理,尽量减少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法规的形式明确生产者、各级销售者和消费者回收利用的义务。目前美国、日本等发达国家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。广州市也为此专门制定了地方性法规,扼制“白色污染”的污染源。

2.4广州市垃圾二次污染的防治措施

(1)填埋场场底防渗。

为防止垃圾渗滤液污染地下水,必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料,主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层,有的采用双防渗层,效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等。各填埋场可根据具体工程和水文地质情况,采取相应的防渗措施。

(2)渗滤液的收集处理。

垃圾渗滤液的处理方法包括生物、物化及土地处理法。生物处理法包括好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧处理。物化法主要有化学混凝沉淀、电解氧化、活性炭吸附、密度分离、化学氧化、化学还原、膜渗析、汽提、湿式氧化等多种方法。和生物法相比,物化法受水质水量影响小,出水水质稳定,尤其对BoD/CoD较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果。由于物化法处理费用较高,一般用于渗滤液预处理或深度处理。渗滤液的土地处理包括慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(Ri)、表面漫流快速渗滤处理系统(aRi)等多种土地处理系统。土地处理主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮颗粒和溶解成分。通过土壤中微生物作用使渗滤液中有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液量。

(3)填埋气的处理和回收利用。

①填埋气的收集。由于大部分沼气在填埋场填埋过程中就已形成,所以沼气采集应在填埋过程中就开始实施。在荷兰,对正在使用的垃圾场,主要采用立式或水平式收集技术。立式采气系统是在垃圾场的填埋过程逐步建造成的,其方法是在填埋场内均匀分布竖立大口径钢管,在每个钢管外砌筑竖井,当填埋厚度达到2~5米时,将钢管向上抽一部分,并继续砌筑,直到填埋场达到设计高度,然后将钢管移走。

②填埋气的净化。溶剂吸收法是目前较为成熟的沼气净化方法,如采用双塔式溶剂吸收法提纯垃圾沼气,设备简单、成本低、操作简便,净化效果好。

2.5广州市固体废物优化方法

化工废渣处理的方法及特点篇6

冶炼废渣包括有色金属行业和钢铁工业在生产中排出的废渣。化工废料主要指在化工生产过程中产生的各种废渣,如高炉矿渣、钢渣、铁合金渣等其他各种有色金属渣都属于化工废渣。根据固体废物的行业来源不同,冶金工业固体废物又可以划分为有色金属冶炼废物、铝工业固体废物和钢铁工业固体废物三大类。有色金属冶炼废物是指有色金属在采矿、选矿、冶炼和加工等生产过程中及其环境保护设施中所排放的固状或泥状的废弃物。[2]根据金属冶炼方式的不相同性可以分为稀有金属渣和重有色金属渣两种,重有色金属渣主要包括铜渣、铅渣、锌渣、镍渣、钴渣、汞渣等。铝工业固体废物主要来源于在氧化铝生产进程中产生的碱赤泥、轧钢进程中产生的少量氧化铁渣以及生产金属铝进程中产生出废炭、耐火砖、保温材料和铝加工进程中排放出废材料等。钢铁工业固体废弃物主要来源于铁矿开采时所产生的削离废石、选矿时产生的大量尾矿、炼铁过程中产生的高炉炉渣、炼钢产生的转炉炉渣、电炉炉渣、及生产合金时产生的铁合金炉渣、含铁尘泥等。钢铁生产的固体废弃物的主要特点是生产量很大,并含有很多金属和非金属元素,可二次利用价值很高。由于我们国家现今对工业固体废弃物处理基础比较薄弱,想要建成一整套完整的管治体系还需要反复摸索和实践。所以我们应参照发达国家在冶金固体废弃物管制方面的经验,并结合我们中国国情,取其精华去其糟粕,开发适合我国国情的固体废渣处理新技术。

2冶金工业固体废物的资源化

资源化是采用管理和工艺措施等实现固体废弃物无害化、综合利用的最主要方法中的一种。应放把固体废物处置处理技术体系的建立过程放在第一位置,在废物排放还未进入环境之前,回收物质和能量,提高物质和能量的循环利用,创造出有用经济价值,减轻后续处置的负荷,变废为宝。我们应该鼓励和发展循环型的经济,号召人们节能减排,将固体废弃物进行资源化得到更大的利用,高度重视管理或工艺等措施,从而提高固体废弃物的回收有利用价值,创造更多的有效资源。

2.1冶金铜渣的资源化。

冶金铜渣大部分来源于火法炼铜的工艺,还有少量来源于炼锌、炼铅工艺。目前,我国每年粗铜产量与产出炉渣量的比值约为1:3,加上其它工艺产生的废铜渣,产出渣量相当惊人。另一个角度也可说明从废渣中回收有用物资和能源的潜力也相当大。目前,我国开发了许多资源合理化利用铜渣的方法,主要向提取有价金属、生产新型化工产品和建材工业等方向发展。如:将铜渣收集到回收室,经氧化熔烧,在通过还原方法处理技术可回收铜粒;铜渣与淬渣掺入石灰拌匀压实后可用作公路基层;也可直接将熔融的废铜渣直接浇注成坚硬致密的铜渣筑石;冷铜渣还可用作铁路道渣,效果良好。铜渣中的有价金属主要包括Cu、pb、Zn、Cd、au和ag等,可通过浮选、磁选等物理方法或焙烧、浸出等化学方法将其回收和资源化利用。通常采用浮选法回收废铜渣中的铜。先经浮选得到品位较高的精铜矿,再经过火法炼铜工艺得到更高品味的铜金属元素。铜水淬渣可作为硅酸盐水泥的矿化剂。铜精矿经密闭鼓风炉熔炼后所产生的废渣即铜水淬渣,是对1050~1250℃高温的熔渣经冲水骤冷形成的釉黑色颗粒,液态密度为4.0~4.5t/m3,水淬渣的物质组成主要是铁的氧化物及脉石等形成的硅酸盐与氧化物。生产水泥的工艺流程为:将石灰石、黏土、矿渣按比例配料,然后投入球磨机磨粉,磨好的生料加入回转窑,经反应生成水泥熟料。在反应生成的水泥熟料中加入适量的石膏以及铁矿渣,然后投入到球磨机内磨成粉状,最后生产出品质优良的水泥。生产水泥的工艺流程。

2.2冶金赤泥的资源化。

赤泥是生产氧化铝过程中产生的含水量高的强碱性粉泥状固体残留物。因为含有大量氧化铝,所以呈红色,随着含铁量的增加赤泥的颜色也逐渐变深红。铝土矿的成分、生成新化合物的成分和添加剂的成分,以及生产氧化铝的方法都会在某种程度上影响赤泥的化学成分。由于赤泥含碱,长期堆放使堆场附近土地碱化,如果倒入海洋,则会污染海域。因此,赤泥对环境的碱污染不容小觑。如果不能合理的有规划的处理这些废渣,它将会影响我们的生活环境。世界各国提出了几十种综合利用的方法,但利用规模较少,多数以海洋排放与陆地堆积两种形式处置赤泥。我国主要用赤泥坝存法。赤泥中有10%~45%的铁,但能直接用作炼铁原料的少之又少。所以将预焙烧后的赤泥倒入700~800℃沸腾炉内还原,使赤泥中的Fe2o3转变为Fe3o4,还原产物经冷却、粉碎后分选,得到高品位的磁性产品,用此方法可回收大量的铁得到高品位的炼铁精料。在赤泥中不仅能提取大量的有价金属,还能从中提取铝、钛、钒、铬、锰及多种稀土元素和微量放射性元素。我国利用赤泥生产多种型号的水泥,生产出的普通硅酸盐水泥也有强度高、抗硫酸盐等多种性能,在工程建筑领域使用效果甚好。赤泥不仅仅在建材工业上得到广泛运用,在农业上,赤泥也广泛用于生产硅钙肥料和塑料填充剂,生产流态自硬砂硬化剂,用作矿山采空区充填料等。

2.3钢铁工业固废物的资源化。

目前,我国钢铁产量居高不下,仍稳坐世界第一宝座。但我国炼铁炼钢技术尚不够先进,加上钢铁企业本来是高能耗、高污染的重工业。在如今的钢铁工业快速发展的时代里,一方面会大量消耗资源和能源,另一方面必然会产生大量不同种类的冶金废渣,这将会严重破坏我们赖以生存的家园。钢铁工业中不同的生产工艺流程,会产生不同的冶金固体废弃物。目前我国钢铁工业冶金废渣综合利用率正平稳上升。普通高炉渣基本上全部都能资源合理化利用,只有17%的钒钛高炉渣,以及含放射性稀土元素的高炉渣没能被综合利用。高炉渣广泛应用于建筑领域,一般利用高炉渣之前,都需要进行加工处理。根据用途不同,加工方法也不同。我国通常将高炉渣加工成水渣、矿渣碎石、膨胀矿渣、膨胀矿渣珠和高炉渣粉末等形式。[4]高炉水渣主要用于生产矿渣水泥、矿渣砖、矿渣棉、建材玻璃与微晶玻璃和碾湿矿渣混凝土。矿渣碎石可代替天然石料广泛运用,还广泛运用于道路工程、地基工程、铁路道渣、钢筋混凝土和预应力混凝土等工程中,已取得较好的经济效果。膨胀矿渣和膨胀矿渣珠可以用作轻混凝土制品及结构上,如楼板、墙板、砌块、建筑物的结构、支撑结构和公路地基材料等。由于其保温性能好,还可用作防火隔热保温材料。另外,高炉渣经过水冷后形成水硬性的水淬渣,经过进一步加工形成高炉渣粉末,使之遇水产生水化反应,具有普通水泥的性质。这种高炉渣粉末可以替代混凝土中的部分水泥,也可以代替水泥掺合料使用。除此之外,高炉渣在材料领域也有广泛的应用,如:生产矿渣棉、玄武岩棉、建材玻璃与微晶玻璃、多彩砖和轻质陶瓷等材料。

3展望

化工废渣处理的方法及特点篇7

关键词:dh高效污水净化器;高浓度灰渣水;灰渣水处理;回用

0引言

火电厂除渣系统传统的处理方法是灰渣经碎渣机粉碎后,由炉底液下泵将灰渣水抽至脱水仓,使大部分灰渣在脱水仓内沉淀,灰渣由脱水仓底部运出。少部分渣与水经脱水仓溢流堰流至浓缩机沉淀,澄清水再循环使用。

现在大部分300mw以上电厂采用了刮板捞渣机直接上渣仓的运行方式。灰渣水大多经沉淀池、自清洗过滤器、板式换热器,然后循环使用;或采用浓缩机沉淀、微孔陶瓷板过滤方式。

在煤质情况良好,产生灰渣量较少的情况下,上述渣水处理方法均可以稳定运行。但若灰渣量大,悬浮物含量高,上述处理方法就无法正常运行,导致渣水浓度严重超标,给回用带来一定的困难,影响生产。

dh高效污水净化器技术的应用,使高浓度灰渣水的水质得到很大的改善,解决了灰渣水回用中的难题。

1电厂灰渣水及处理现状

火电厂的冲灰渣水悬浮物含量较高。一般情况下,经过脱水仓或捞渣机沉淀溢流后的ss浓度为2000~3000mg/l。如国华北京热电分公司的脱水仓溢流水实测为1900mg/l;大唐国际托克托发电有限责任公司的1号炉捞渣机溢流水实测为1750mg/l。

随着电煤供应紧张,燃煤价格居高不下,大部分火电厂燃煤中灰灰和杂质成分大幅上升,导致锅炉的排渣量和冲渣水量增加,渣水悬浮物含量高,并伴有大量不易沉淀的漂珠和浮灰。如贵州纳雍发电厂的渣水悬浮物含量高达9000mg/l以上,大唐国际王滩电厂的捞渣机溢流水悬浮物含量也高达6000mg/l以上,且废水中含有大量漂珠和浮灰,每天人工捕捞的漂珠和浮灰约800kg。

对全国大多数燃煤电厂来说,煤质状况变差,渣水循环系统负荷增大,是逐步需要面对的问题。

渣水悬浮物浓度高,负荷大,导致原有的渣水处理设施无法正常运行。如纳雍发电一厂采用浓缩机,二厂采用沉淀池处理灰渣水,导致出现浓缩机经常堵塞,沉淀池悬浮物去除率低等问题,无法正常运行,严重影响生产。大唐国际王滩电厂采用沉淀池、自清洗过滤器、板式换热器的处理方法,由于渣水悬浮物含量高且粒度细,自清洗过滤器频繁堵塞,每天需要人工清理过滤网;而且渣水对板式换热器产生严重磨损,导致板式换热器运行仅二三个月就出现漏水现象。

目前国内的渣水处理方法一般采用沉淀池、浓缩机、陶瓷滤砖池等处理方法,也有少数厂家采用絮凝沉淀+斜管+砂滤的方式。上述处理技术都存在各种各样的问题,在处理能力、运行稳定可靠性上还有所欠缺。如采用沉淀池工艺悬浮物去除率较低,出水水质差,占地面积大,清池频繁且工作量大;浓缩机要求入口悬浮物含量低,出水水质差,斜管(板)易堵塞需人工清理,排灰口立管易堵塞导致排泥不畅,常发生压耙事故;陶瓷滤砖池的占地面积大,需要人工清池和反冲洗,清池频繁,劳动强度大;絮凝沉淀+斜管+砂滤工艺,要求入口悬浮物含量低,需要配置庞大的预沉池,斜管(板)易堵塞,砂滤负荷大,需经常反冲洗,滤层易板结。上述几种工艺最大的问题是耐冲击负荷低,对于悬浮物ss>3000mg/l,特别是对ss>5000mg/l以上的灰渣水,无法正常处理。

在高悬浮物污水处理中,dh高效污水净化器显示了较大的技术优势。它无须设置预沉池,可以快速连续高效地将ss≤30000mg/l的污水净化到5~50mg/l,该技术最高可以处理ss≤90000mg/l的污水,为高浓度灰渣水处理开辟了一条新途径。

该项技术已经在国华北京热电分公司、贵州纳雍二电厂、大唐国际托克托发电有限责任公司、北京京丰燃气发电有限责任公司(渣水、煤水混合处理)开始使用,其优异的技术性能,简单合理的工艺路线,相信可以给火电厂的渣水处理带来一次革命。

2dh高效污水净化器的原理

dh高效污水净化器是将物理、化学反应有机融合在一起,集成了直流混凝、临界絮凝、离心分离、动态过滤及污泥浓缩沉淀技术,短时间内(25~30min)在同一罐体中完成废水快速多级净化的一体化组合设备。该设备ss去除率高达99.9%,cod去除率达到40%~70%。净化器为钢制罐体,上中部为圆柱体,下部为锥体,自下而上分别为污泥浓缩区、混凝区、离心分离区、动态过滤区、清水区。

直流混凝和临界絮凝技术取代了混凝反应池,在泵前及泵后投加絮凝和助凝药剂,利用泵、管道、水流完成药剂的水解、混合、压缩双电层,吸附中和作用后高速沿切线方向进入罐体快速完成吸附架桥,絮凝形成矾花。

离心分离是利用废水沿切线方向进入罐体产生高速旋流、产生离心力,在离心力的作用下废水中形成的悬浮颗粒及矾花被甩向器壁,并随下旋流及自身重力作用沿罐内壁下滑至锥形污泥浓缩区,废水向下作螺旋运动到一定程度后向中心靠拢,又形成向上的旋流,这股旋流水质较清,流向设置在上层动态过滤区。在离心分离区一般粒径大于20μm的悬浮颗粒(矾花)被固液分离至污泥浓缩区。废水经离心分离进入动态过滤区再次完成吸附作用,过滤区采用表面吸附的悬浮滤料,表面积大、吸附能力强,可截留5μm以上的粒径的悬浮物。在动态状态下过滤,因此滤料不易堵塞,吸附的颗粒物易脱落又下沉至离心分离区,因此滤料反洗周期长(0.5~1个月反冲洗一次)。废水经多级固液分离及净化后排出。

离心分离和过滤脱落的悬浮颗粒在离心力及重力的作用下进入污泥浓缩区,污泥在锥形泥斗区中上部经聚合力的作用下,颗粒群体结合成一整体,各自保持相对不变位置共同下沉,在泥斗区中下部ss很高,颗粒间将缝隙中液体挤出界面,固体颗粒被浓缩压密后从锥体底部排出,一般污泥含水率≤90%(排污量只有传统工艺的1/6)。

3dh高效污水净化器典型应用工艺及特点

对于国华北京热电分公司、贵州纳雍二电厂、大唐国际托克托发电有限责任公司、北京京丰燃气发电有限责任公司等厂的灰渣水改造和新建项目,根据电厂原有设施和现场条件,采用的工艺略有不同。但基本的工艺系统是一致的。下面以贵州纳雍二电厂4×300mw机组灰渣水处理工程为例,说明新技术的典型工艺系统(见图1)。

灰渣水处理系统选用3套dh-csq-200型高效(旋流)污水净化器(处理水量为每台200m3/h),为保证在事故或检修状况下不影响系统的正常运行,1套作为备用设备。捞渣机溢流水自流进排水槽(原有设施),排水槽用作调节池,调节池污水经渣浆泵提升,在泵后管道上设置混凝混合器,在混凝混合器前后分别投加絮凝剂、助凝剂,在管道中完成直流混凝反应,然后进入高效(旋流)污水净化器中,经离心分离、重力分离、动态把关过滤及污泥浓缩等过程,从净化器顶部排出经处理后的清水自流进入冷却塔,经冷却后水温度在30~35℃以下,然后进入到清水池,再经回用水泵送回,用于炉膛密封及捞渣机链条冷却。灰水处理产生的浓渣则进入污泥池,再用污泥泵打回捞渣机循环处理。

结合上述工艺流程和其他电厂设计、运行情况,该工艺具有以下特点:

(1)工艺流程短,故障率低,运行稳定可靠。

(2)处理能力强,效率高。设备处理负荷可达ss≤30000mg/l,最高可达≤90000mg/l;废水的设备停留时间≤30min。

(3)设备占地面积小:处理量为200m3/h的单台设备,直径仅为3.6m;无须配备预沉池,污水调节池、污泥池和清水池,可按普通过渡水池设计以节省占地面积。

(4)处理后的出水水质好ss=5~50mg/l,防止了冷却塔和水封槽集灰,并可回用于炉膛密封。

(5)采用plc控制,并和电厂辅控网连接,自动化程度高,工人劳动强度低。

(6)调节池和污泥池采用鼓风曝气,无须人工清池。

(7)采用冷却塔替代板式换热器,降低了工程造价,而且不需要大量循环冷却水。

(8)设备排污量少,污泥浓度高(ss>230000mg/l),含水率低,可以根据情况采用以下几种处理方法:a.用压滤机压成泥饼外运;b.采用捞渣机系统的可以将污泥排至捞渣机或渣仓;c.采用脱水仓系统的可以将污泥打回脱水仓。

(9)若采用不带过滤层的净化设备,出水可达到≤150mg/l,设备本体可以免维护,减少维护工作量。

(10)在对王滩电厂含大量浮灰和漂珠的高浓度冲灰渣水进行为期9天设备小试试验中,绝大多数的浮灰和漂珠被絮凝沉淀下来;少数漂珠可从设备的漂珠排放口定期排出。

(11)设备运行只需一次提升,节省配套设备,节省电耗。

4设备实际运行及数据分析

4.1、1999年10月,南京慧邦科技研究所的第1套用于灰渣水处理的dh高效(旋流)污水净化器在国华北京热电分公司正式投运。该厂选用2台φ2800mm的dh高效污水净化器用于120m3/h冲灰渣废水的处理回用。单台处理能力为60m3/h,最大处理能力80m3/h,处理原水为浓缩机沉淀排出的灰渣水,水质浓度ss2000~3000mg/l,最大浓度ss10000mg/l,运行至今状况良好。经国华北京热电分公司测试,净化器进出水水质如表1所示。

4.2、2006年3月1日-3月9日,对大唐国际王滩电厂2×600mw机组1号炉含大量漂珠和浮灰的高悬浮物冲灰渣废水做了处理量为1t/h的小试设备实验,试验数据为:

(1)1号样(王滩电厂1号炉沉淀池原水):悬浮物55447mg/l

(2)2号样(王滩电厂小试设备出水):悬浮物24mg/l

(3)3号样(王滩电厂小试设备排泥水):悬浮物368668mg/l

设备悬浮物去除率为99.96%,设备承受住了极高悬浮物处理负荷的考验,运行稳定可靠。净化器污泥浓缩倍率为6.65倍。排放污泥实测高达368668mg/l。设备所排污泥含水率较低,浓度很高,有利于污泥的干化。净化器出水浊度见表2。试验结果得到了厂方的认可和赞赏。

4.3、2006年4月,大唐国际托克托发电有限责任公司2台处理能力为100m3/h的灰渣水处理净化器正式投入运行。经化学车间测试,净化器进出水水质见表3。

5结论

dh高效污水净化器用于火电厂浓灰渣水处理回用效果很好,设备运行安全、稳定、可靠、操作简便、滤料使用时间长、反冲洗周期达0.5~1个月一次,运行成本较低,具有显著的节水、节能及环境、社会、经济效益,和传统的处理工艺相比具有较大的技术优势。同时该净化器也已成功应用于多家火电厂工业废水和含煤废水的“零排放”项目,获得了用户好评。该净化器将为火电厂废水“零排放”,实现废物减量化、资源化、无害化的清洁生产发挥更大的作用。

参考文献:

[1]于水利,李圭白.高浊度水絮凝投药控制[m].大连:大连理工大学出版社,1997.

[2]于水利,李圭白.高浊度水絮凝投药自动控制系统模型试验研究[j].给水排水,1994(7).

[3]严煦世,范瑾初.给水工程[m].北京:中国建筑工业出版社,1999,276-278.

化工废渣处理的方法及特点篇8

【关键词】排渣机;排渣系统;排渣原理

前言

在我国经济发展水平并不是特别的高,科技并不是特别发达的今天,大部分的火电厂的排渣系统需要不断地整合和优化,以减少废渣的排放。废渣的排放和污水的排放有着非常密切的关系,废渣排放的减少也能进一步的减少污水的排放量,污水排放的减少也是在积极地响应着节能减排的号召,努力的配合环保工作,造福人民的意义不仅仅在今天,如果环保工作做得好不只是改善当今的环境,对子孙后代所要生活的地球也是有着积极作用的。因此,做好大型火电厂的排渣工作是很有意义和必要的。

1、干式排渣系统

1.1干式排渣机简介

中排渣机器上文提到过废渣的排放与污水的排放有着密切的关系,废渣的排放量直接决定着污水排放量得多少。在废渣的排放系统中有一种排渣的机器叫做干式排渣机,干式排渣机顾名思义是一种无需有水参与的一中排渣机器,干式排渣机主要是采用一种特殊的钢结构运输废渣,在运输过程中使其冷却,这种设备既实现了污水的零排放又能够保持锅炉底渣的优良活性,使其可以利用在其它方面,实现了可回收物的回收再利用。

1.2干式排渣机的结构特点

干式排渣系统占地面积小,容易布置,系统简单,可以节省厂房内排渣系统的占地面积。干式排渣系统急切运行缓慢,这样磨损小,使用寿命长,可以降低使用过程中的定期检查和维修的费用,节省使用过程开支。由于炉渣结焦时使用挤压设备将其压碎,所以可以有效地减少大炉渣对机身的损害,而且也不会出现湿式排渣机的易爆炸现象。运用这种排渣系统时应注意根据煤的种类进行选择,有些种类的煤不适合用这种排渣机器。因为需要大量的冷风来冷却炉渣,因此炉内的燃烧状况会受到一定程度的影响,冷风进入炉膛的量也取决于炉渣的冷风需求量,控制好冷风的进入量也是使用干式排渣机需要注意的一个问题。

1.3干式排渣机的工作原理

在锅炉正常工作时,从炉膛内下落的炉高温热渣,经过渣斗和炉底的排渣装置进入到缓慢的移动着的传送炉渣的钢带上,钢带的一端吹着冷气,这种钢带是使用一种特殊的材料经过特殊工艺的加工处理而成的,被称为冷风式钢带。冷风式钢带带动着炉渣向前运动着,将炉渣以较低的速度运送到碎渣机中,其中直径过大的炉渣将会被拦截到钢带的上方,通过监控系统监测到这些大的炉渣,并通过较大炉渣的挤压结构将其击碎,这样既可以提高大炉渣的冷却效率有防止了运送钢带被破坏。在运送过程中,钢带运行缓慢,冷风不断吹进,大大提高了炉渣的冷却效率,因而可以达到不用水也可以冷却的效果,既节能又环保。冷却破碎后的残渣会暂时的集中在一个中间仓,运输系统会不断地将这些碎渣运送到储渣仓中,最后由汽车统一运出。

2、湿式捞渣机

2.1湿式捞渣机简介

从名字上就可以判断出湿式捞渣机是需要用到水的,在湿式捞渣机中水的主要作用就是对残渣进行冷却,湿式捞渣机的系统中每一台锅炉都会配一台刮板捞渣机,从锅炉炉膛排出来的渣体就直接进入刮板捞渣机的上槽中了,经过水的冷却,还有机器将其颗粒化,这里所知的颗粒并不是真正的化成颗粒那么小,只是一种相比较而言夸张说法。将炉渣颗粒化就是将其碎成形状规则,大小相差无几的,体积较小的炉渣。湿式捞渣机的使用必然会对污水的排放量有一定的影响,湿式捞渣机的使用会造成污水量增加,从这种角度讲湿式排渣机并不是很支持环保。当然有一种解决这种问题的方法就是用过的水过滤再利用,但是这期间就又会产生一笔另外的处理水的开销。

2.2湿式捞渣机特点

系统总的能耗量笔干式排渣系统多,可以处理的炉渣量大,在煤炭的质量不好和锅炉工作量大是很适用。没有干式排渣机的后续炉渣处理需要,但有水处理的必要。由于考虑到不规则炉渣、大炉渣的冲击破坏,捞渣机中一般会有一些缓冲措施,如果大的炉渣超过了一定的规格就会被分出来进行人工处理,而湿式捞渣机的人工炉渣处理不再渣井里进行,从而节省了锅炉本身的炉体成本。虽然水循环系统是封闭的,却也免不了会有损失,所以要定期的补充一些蒸发的水分。捞渣机也具有运行缓慢的特点,磨损小,使用寿命长,运行的平稳,可以降低使用过程中的检查和维修费用。

2.3湿式捞渣机的工作原理

湿式捞渣机的工作中炉渣从炉膛中排除后就进入捞渣槽中,通过壳体内的冷水将这些高温的炉渣冷却,并通过捞渣机机体上的刮板转动,将其运送到炉体外进行其它的加工。炉渣经过碎渣后,通过冲渣沟冲到渣浆池内,经过搅拌机搅拌均匀后再通过渣浆泵送入渣仓中脱水,脱水仓是含有两个仓室的连续的脱水装置,可以使渣中的水一次性的尽量脱干以达到要求。经过脱水后的湿渣同样要经过汽车运送走,送到综合利用加工厂,以便加工再利用。刮板捞渣机和渣仓中的使用过的水可以经过澄清处理后再由除灰水泵送回系统重新处理,达到废物再利用的目的,减少水的使用量和污水的排放量。

3、两种排渣方式的比较

总体来说两种方案都比较可靠,也各有优缺点。干式排渣系统需要清理必须要维修多一些,检查也比较容易,维修所需动用的人力物力也比较小,维修时间也不长,大概两三个小时就足够了。湿式排渣系统维修所需检查的任务量较大,维修起来也比较麻烦,而且需停工,最后的这一点是最不方便的,也是生产过程中最不希望发生的。两种方案的炉底渣输送系统中,前者的费用较高,大概是后者的两倍,但后者需要污水处理费用,前者则完全不需要。建筑工程费用,设备安装费用等费用的支出前者较后者大,但使用过程中的投资前者比后者要少。

结语

综上所述,在大型的火电厂选用排渣系统时应根据实际情况,进行比较计算,最后再确定最终方案。一般,干式排渣系统一次性投资比湿式排渣系统多,但是使用过程中,干式排渣系统运行更简便,工序较少,控制相对容易。排出的废渣可以作为建筑材料,相对来说干式排渣系统产生的经济效益比较大,产生的炉渣综合利用的效益也比较好。干式排渣系统能源消耗少,不产生污水,有利于环境保护和节能减排。大型火电厂在选用排渣系统时,若果排放量没有要求特别大的时候,干式排渣系统的确是一个值得考虑的不错的选择。

参考文献

化工废渣处理的方法及特点篇9

关键词:碱渣废水湿式空气氧化催化湿式氧化

在石油炼制和加工过程中,产生含有高浓度硫化物和难降解有机物的碱渣废水,其CoDcr、硫化物和酚的排放量高达炼油厂污染物排放总量的40%~50%,直接影响到污水处理设施的正常运转和污水的达标排放。这部分碱渣废水具有强碱性,且含有具有回收价值的有机物,在排入污水处理厂前一般要用酸进行回收中和处理,这样废水中的硫化物就转化成硫化氢,容易逸出造成人员中毒事件。因此碱渣废水的处理成为一直困扰石化行业的老大难问题,被列为中石化集团环保攻关项目。

1湿式氧化法处理碱渣废水的现状

碱渣废水主要含na2S、硫醇、硫醚、硫酚、噻酚、酚、环烷酸等,属高浓度难降解的有机含酚废水,主要来自液态烃碱精制过程、汽油碱洗过程、柴油碱洗过程、乙烯化工厂乙烯裂解气碱洗过程等。污染物的种类和浓度因原油种类和加工过程的不同有很大差异,典型数据示例见表1。

表1油品碱精制产生的碱渣的组成[1]碱渣种类游离ρ(naoH)/%中性油/%环烷酸/%硫化物/(mg·L-1)挥发酚/(mg·L-1)ρ(CoDcr)/(mg·L-1)常项6.00.45337583523317催化汽油8.00.2026150100000535750液态烃碱洗10.00.191189213433071催化柴油13.04.0040005370515000常一、二、三线3.51.065.51479229240750

湿式氧化工艺在处理高浓度难降解有机废水方面有其独特的优势。在处理类似的高浓度有机含酚废水方面,日本大阪煤气公司80年代中期研究开发成功的催化湿式氧化法装置,采用自行研制的固体催化剂,在200~300℃、1.5~9.0mpa条件下,接触反应0.12~3.0h,不经稀释一次处理即可将废水中高含量的CoDcr(ρ(CoDcr)=10000~30000mg/L)、氨氮等污染物催化氧化成Co2、n2和H2o等,每天处理能力达60m3[2]。浙江大学化工系的唐受印、汪大翚等人用湿式氧化法降解高浓度苯酚配水,在1L高压釜中,反应温度为150~250℃、氧分压为0.7~5.0mpa的条件下,经过30min的氧化,对CoDcr的去除率为52.9%~90%,苯酚分解86%~99%,并且有机物去除量与原水浓度成正比[3]。

在湿式氧化处理碱渣废水的研究上,美国Zimpro公司最早研制开发出湿式空气氧化法工业化应用装置,应用于石化废碱液、烯烃生产废洗涤液等有毒有害工业废液的处理,处理效率高,反应时间短,但其对反应器要求十分苛刻,限制了其推广应用[4]。日本石化公司以处理石化碱渣废水中的硫化物为目标而开发的npC法,因为不考虑烃类等污染物的处理,降低了运行的压力和温度,从而降低了对设备材质的要求,并通过有效利用反应热降低了运行成本。该工艺操作温度为190℃左右,操作压力为3mpa左右,对硫化物的去除效果理想,同样处理能力的npC装置的工程造价仅为Zimpro装置的1/4不到,目前已经在日本和东南亚建成大约10套npC处理装置。德国Bayer公司在1990年开发出了低压催化湿式氧化(LopRoX)工艺,采用纯氧曝气,在0.5~2.0mpa、低于200℃的温度下,用于对石化行业的有毒有害废液预处理以改善废水的可生化性。我国抚顺石化研究院的韩建华等对利用湿式氧化处理含硫碱渣做了深人研究,提出了“缓和湿式氧化脱臭-酸化回收酚或环烷酸-SBR法”处理碱渣废水的工艺流程,并于1998年在上海某石化企业设计出工业化中试装置,运行结果表明整个工艺流程对CoDcr和酚的去除率分别为85%和99%以上[1]。大庆石化的崔积山[5]等人单独采用缓和湿式氧化法处理乙烯裂解碱渣废水,处理后废水中硫化物质量浓度小于2mg/L,对CoDcr的去除率在35%以上,硫化物得到了很好的控制。

转贴于2传统工艺的缺陷及待解决的问题

对环烷酸和酚大量较高的碱渣废水,传统方法多采用“沉降除油-硫酸酸化-分离”的工艺流程。如果不考虑回收,对H2S尾气的处理,以前大多数工厂采用焚烧的方式;但现在对So2的排放进行了严格限制,有些丁厂改用磺化钛菁钴催化剂对硫化物进行缓和湿式氧化工艺处理。

传统处理碱渣废水的工艺在处理效果和二次污染等方面有许多缺点。沉降酸化工艺主要是去除酚类化合物,已处理效率较低,出水的可生化性并不理想;磺化钛菁钴催化湿式氧化脱臭工艺氧化不彻底,na2S氧化为硫代硫酸钠,仍然会影响进一步的处理。回收过程产生了大量含H2S的尾气和酸性水,即使用焚烧法处理尾气,也会造成二次污染;脱臭处理后产生的高浓度污水,表面活性物质浓度高,尽管限流排入含油污水处理系统,也会产生破坏性作用,使污水处理合格率下降50%左右。回收得到的环烷酸和粗酚中含有较高浓度的H2S和有机硫化物,使产品有恶臭气味,降低了其使用价值。

韩建华等提出的工艺中湿式氧化只起到脱臭的作用,而且较催化湿式氧化效率低,没有充分发挥该技术在处理这类高浓度难降解有机废水方面的优势,但如果像处理含酚废水那样单独采用催化湿式氧化法,面临的最大问题就是催化剂中毒,硫化物会降低催化剂的活性,严重影响处理效果。

材料工业的进步以及低廉高效的催化剂的研制推动了湿式氧化的发展,原先催化湿式氧化工业化应用所面临的设备要求高、催化剂昂贵、易流失等问题逐渐得到解决。因此,将湿式氧化技术处理碱渣废水推向实际应用需要解决的问题,一方面是研制高效抗硫的催化剂和适合工业处理规模的反应器;另一方面则是可以对现有技术路线进行组合改进。

高活性易回收的催化剂的制备和选择在催化湿式氧化中具有举足轻重的地位。均相催化反应中催化剂容易流失引起二次污染,还增加回收流程;非均相催化反应重催化剂以固态形式存在,分离便利,但效率较低。村上幸夫等人研究表明,铜盐对酸、胺、表面活性剂等湿式氧化均有很好的催化作用;吉田高年等人以酚为底物,确认了铜盐有很好的催化效果;在单组分金属盐中,以Cu(no3)2催化活性最高,氧化物次之;贵金属和稀土金属催化剂成本高,与金属盐复合后效果良好[6]。Sadana在γ-al2o3上负载10%Cuo做成的催化剂,在290℃、氧分压为9mpa的条件下,9min内可使90%的酚转化为二氧化碳和水,并且该催化剂对顺丁烯二酸、乙酸的氧化也有很好的催化活性[6]。

3串联式二级湿式氧化处理工艺路线

根据上述,笔者从对现有工艺的组合改进出发,提出如图1所示的碱渣废水处理可行性工艺方案。第一级为缓和湿式空气氧化,在100℃左右。0.2~3.5mpa的反应压力下,将碱渣废水中的na2S和有机硫氧化为So42-,反应式为:

2S2-+2o2+H2oS2o32-+2oH-+113.1kal/mol(na2S)

S2o32-+2o2+2oH-2So42-+H2o+113.8kal/mol(na2S)

第二级为催化湿式氧化,温度控制在200℃~300℃之间,压力控制在5.0mpa左右,空气或者纯氧曝气,采用γ-al2o3/Cuo作催化剂进行催化湿式氧化。碱渣废水先经过沉降分离器除油后进入储罐,然后经泵加压送至一级缓和湿式氧化反应器,脱除硫化物;如果碱渣废水中含有可观的环烷酸和酚,可采用硫酸进行酸化回收,并且调节pH值;料液部分循环逐步进入二级催化湿式氧化反应器,对残留的酚及其它大部分CoDcr进行降解。为维持反应温度和压力,套筒式反应塔夹层引入高压蒸汽调节温度,内部用空压机曝气,维持氧分压和总的操作压力。处理过程中的热量采用热交换装置进行回收利用。

该工艺流程具有如下优点:①将碱渣中的硫化物(包括有机硫)氧化为硫酸盐,氧化效率接近100%,大量节省后续回收环烷酸或酚以及调节pH过程的耗酸量,并且避免二级反应器发生催化剂中毒;②不破坏碱渣中可以回收的环烷酸和酚,而且得到的回收产品质量得到了很大提高;③排出的剩余尾气不含H2S等恶臭气体,而且挥发酚等污染物含量大大降低;④节约能耗,因为对于CoDcr的质量浓度在几万以上的碱渣废水氧化产生的热量回收利用可以维持整个系统所需的大部分热能。

4结语

经分析,采用湿式氧化技术处理产生量不太大、含硫、含高浓度难降解有机污染物的碱渣废水具有经济上和技术上的可行性。与生化处理相比,湿式氧化工艺构筑物占地省,而且处理速度快,效率高,二次污染小,有很好的应用发展前景。

参考文献:

[1]韩建华.炼油厂含硫碱渣处理工艺[J].石油化工环境保护,2000,23(8):34~39.

[2]孙佩石.净化处理高浓度有机废水的催化湿式氧化法技术[J].云南化工,1996,23(4):53~57.

[3]唐受印,汪大翚,刘先德,等.高浓度酚水的湿式氧化研究[J].环境科学研究,1995,8(6):37~41.

[4]赵国方,赵宏斌.有机废液湿式氧化处理的现状与进展[J].江苏化工,2000,28(5):23~25.

[5]崔积山,金宝书,韩忠祥,等.缓和湿式氧化工艺处理乙烯裂解废碱液[J].黑龙江石油化工,2001,12(1):32~34.

化工废渣处理的方法及特点篇10

高炉渣综合利用情况

从国内外高炉渣的处理方法看,分为水淬渣和干渣,其中水渣作为一种有利用价值的资源和产品,已广泛应用于建材行业,因此水渣处理工艺也因此被国内钢铁企业普遍采用。根据水渣的脱水方式,水渣处理工艺又分为转鼓脱水法(图拉法)、渣池过滤法(底滤法)、脱水槽式(拉萨法)、提升脱水式(明特克法)。干渣的产生不仅会造成环境污染,而且破碎后用于路基垫层、筑路骨料、建筑用砂石料等,产品附加值低。目前国内大中型钢铁企业很少采用干渣处理方法,仅在水渣系统有故障或有特殊情况时采用,但在西部地区部分钢厂中,干渣仍占有一定的比例。

水淬渣具有良好的潜在水硬性,可作为优质的水泥原料,或可直接替代部分水泥用于混凝土生产。通过添加一定量的水渣微粉,可使其强度、抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子侵蚀、黏聚性和抗离析等性能有所提高。近几年随着高炉渣综合利用的深度开发和技术的成熟,大部分钢铁企业建立了高炉水渣制水渣微粉生产线,据不完全统计,截止到2011年底,国内共有210余条矿渣细磨生产线,矿渣粉产能约1.4亿吨/年,消耗了国内65%以上高炉水渣,生产的矿渣粉产品现应用于世博会场馆、国家体育馆、京沪高铁、宁杭城际铁路、广深港沿江高速公路等重点工程中。但仍有一部分钢铁企业将水淬渣直接卖给水泥厂作混合材,水泥厂一般将水淬渣与熟料、石膏等共同粉磨,由于水淬渣易磨性较熟料差,难以磨细至理想的细度,致使水淬渣的活性不能充分发挥,限制了水淬渣在水泥中的掺量,不利于水淬渣的大量利用。

此外,高炉渣还可以生产一些用量相对不大,但极具经济价值的特殊用途产品,如生产矿渣棉、微晶玻璃、耐火材料等。

钢渣综合利用情况

钢铁企业一般都采用“破碎—筛分—磁选—磁选后废钢回收”处理钢渣。钢铁企业磁选后的钢铁尾渣除少量用于返回烧结和炼钢外,其余主要用于直接生产道路工程、钢渣砖制备、钢渣水泥、水泥和混凝土掺合料等,或外销于建材企业用于以上材料的生产。

1.返回烧结和炼钢,作为熔剂

目前钢铁企业利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分,作为烧结矿的增强剂和代替熔剂,降低熔剂和固体燃料消耗,同时提高烧结矿的产量和强度,或作为转炉炼钢熔剂,可提高炉龄,促进化渣,缩短冶炼时间,降低造渣剂消耗。但钢渣中较高的硫或磷含量会产生富集作用,影响了大宗冶炼回用,消耗钢渣尾渣总量最高占总产生量的10%。

2.作为建筑原料或制备建材制品

钢渣尾渣可作为筑路渣、钢渣砂替代砂或石子用于道路基层、垫层、面层材料,降低成本。另外,钢渣经稳定化处理后可与粉煤灰或炉渣按一定比例配合、磨细、成型、养护,生产出不同规格的钢渣砖、免烧砖、砌块、路缘石等各种建材制品。如宝钢、宣钢、武钢、西宁特钢、陕西龙钢等钢铁企业均已建立混凝土砌块和透水砖、花砖、彩色地砖生产线,其中宝钢生产的碾压型整铺透水透气混凝土和机压型混凝土透水砖制品已应用于世博园区中心广场、世博公园等重大地面工程的铺设。

随着钢渣处理及应用技术的发展,武钢、马钢、日照钢铁、天津钢管、萍钢、陕西龙钢、唐山新宝泰、太钢、唐钢等钢铁企业已相继建成或在建共40余条钢渣粉生产线,年处理钢渣尾渣约1800万吨,通过将钢渣磨细可以激发钢渣的活性,代替水泥用于混凝土建筑工程,可降低混凝土水化热而产生的裂缝,提高混凝土的后期强度以及耐磨性、抗冻性、耐腐蚀性能。钢渣粉成本比水泥低30%,降低工程造价,为钢渣制备优质沥青混凝土耐磨集料开辟了道路,日益成为钢渣利用的一个重要的突破口,预计“十二五”期间将有较大的发展空间。为了进一步延伸循环经济产业链,钢铁行业联合建筑行业,相继成功开发了低热钢渣水泥、钢渣道路水泥、钢渣砌筑水泥等水泥品种。

含铁尘泥利用情况

含铁尘泥含铁较高,具有良好的经济价值。目前,大部分钢铁企业将粒度较大的含铁尘泥作为原料的一部分直接配入烧结混合料,过细的含铁除尘灰经造球后再作为烧结配料。此外,首钢、沙钢、本钢、宁波钢铁等企业建成污泥除尘灰制球生产线,将回收的各种含铁尘泥经沉淀烘干制球后作为转炉冶炼辅料,在转炉冶炼初期替代石灰石、烧结矿,起到一定的造渣剂、助熔剂的作用。太钢则以固体废弃物为“新矿山”资源,建立国内首套全功能冶金除尘灰资源化装置,通过富氧竖炉对红泥、冶金除尘灰、废钢、钢渣等固体废弃物进行冶炼,生产出铁水直接供给炼铁炼钢工序,排出的水渣进入太钢高炉矿渣超细粉装置加工成水泥原料,生成的煤气进入公司煤气管网统一调配使用,实现了废水、废气和废弃物的全部循环利用。

对于含铁品位较高的氧化铁皮(粉),除应用烧结、炼钢外,钢铁企业充分挖掘资源特性,生产铁氧体预烧料、氧化铁红、磁性材料、还原铁粉和粉末冶金产品等高附加值产品,实现铁素的价值提升。宝钢利用氧化铁皮还原的氧化铁红,再添加一定量镀锌废渣和锰元素,开发出二十多种锰锌铁氧体低损耗软磁材料品种,随着宝钢氧化铁鳞的产生量逐年增多,又相继成功开发了永磁材料,进一步丰富了产品种类,极大地推动了磁性材料行业的发展。马钢采用杂质低的优质铁鳞作为原料,建成了万吨级的还原铁粉生产线,不仅为粉末冶金行业提供了优质原料,同时提高了氧化铁皮的利用附加值,莱钢依托氧化铁皮等钢铁副产品,自主研发并掌握了轿车用高性能水雾化钢铁粉末规模化生产技术,形成年产8000吨和一条年产4万吨水雾化钢铁粉末生产线,用于轿车用正时带轮、发动机进排气阀座、油泵转子等粉末冶金结构零件,改变了国内水雾化钢铁粉末完全依赖进口的局面。

冶炼渣综合利用技术进展

针对钢铁渣尚未解决的关键环节,目前国内正在研究一批新的利用技术,经过初步的工业试验或产业化示范,其技术的先进性和经济可行性得到了初步证实,包括产业化推广类技术和重大关键研发类技术两大类。

1.产业化推广类技术

(1)钢渣处理技术

矿渣已成为我国水泥混凝土行业宝贵资源,应用比较广泛,但钢渣在水泥工业中的研究与应用较为缓慢。一方面落后的钢渣处理工艺造成渣铁包裹严重,Feo及金属Fe含量高,制备水泥生料时会使粉磨电耗升高,成本增加;另一方面落后的钢渣处理工艺使钢渣中的f-Cao、f-mno消解不完全,会引起水泥安定性不良。因此,钢渣处理工艺是钢渣实现资源化的前提与条件,钢渣处理工艺的好坏钢渣高价值资源化利用关系影响较大。

钢渣余热自解热闷技术是中冶建筑研究总院有限公司研发成功的钢渣热闷处理技术,2009年被国家环保部列入《国家先进污染防治示范技术名录》,并在鞍钢鲅鱼圈钢铁分公司、本溪钢铁公司、唐山国丰钢铁公司、首钢京唐钢铁公司、新余钢铁公司、九江钢铁公司、韶关钢铁公司、天铁资源公司、日照钢铁公司等近20个企业推广应用。

滚筒渣处理技术是将高温熔态冶金渣在一个转动的密闭容器中进行处理,在工艺介质和冷却水的共同作用下,高温渣被急速冷却和碎化,并被排出。所形成的滚筒渣粒度小而均匀,小于70毫米的粒渣所占比例大于80%。成品渣中性能较稳定,渣钢分离效果好,可以直接进行磁选。目前该工艺已在宝钢、马钢、宣钢、方大特钢等企业得到推广和应用外,已经输出到印度JSw和韩国浦项制铁集团等国际大型钢铁企业。

⑵钢渣棒磨技术与宽带新型磁选提纯技术装备

热闷处理后的钢渣通过宽带磁选机,同收钢渣中的废钢;再采用棒磨机剥离提纯,然后经双辊磁选机磁选,回收铁品位达90%以上,可直接代替部分废钢作为废钢冷料。通过优化工艺,钢渣中的金属铁回收率达98%。

⑶矿渣、钢渣复合微粉生产技术

符合国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》和《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》的钢渣粉产品已推广应用。由于矿渣粉的碱度低,大掺量时会出现钢筋锈蚀和碳化起砂等现象,因此需掺入碱性钢渣粉以改善矿渣粉的缺点,又可发挥钢渣粉后期强度高、耐磨性好等特点。因此,钢铁渣复合粉是混凝土最佳掺合料。

将粒化高炉矿渣和钢渣分别磨细至400平方米/千克比表面积以上,并根据渣粉性质,按科学比例配制成钢铁渣复合粉作混凝土掺合料,可等量取代10%~40%,的水泥。钢铁渣复合粉配制混凝土可提高混凝土后期强度,改善其工作性和提高其耐久性。

⑷钢铁渣生产水泥技术

钢铁渣粉可与硅酸盐水泥熟料按一定比例配制成钢渣硅酸盐水泥、低热钢渣水泥、钢渣道路水泥等水泥品种。目前我国已有“钢渣硅酸盐水泥”、“低热钢渣矿渣水泥”、“钢渣道路水泥”、“钢渣砌筑水泥”的标准和产品,并在工程中应用,但规模不大,应大力推广。

2.重大关键工程技术

⑴钢渣余热利用及回收技术

我国钢铁工业产生冶金渣温度高达1400~1500℃,余热品质较高,极具开发利用价值,但是据统计我国钢铁工业熔渣的余热回收率不足2%。随着能源、环保瓶颈问题的日益加剧,近年来,国内的有关单位及科研院校都在积极地进行着高温冶金渣显热利用方面的研究,已成为我国钢铁行业未来几年内重要的节能环保技术之一。其中,首钢、宝钢、中冶建筑研究总院和中国京冶工程技术有限公司等单位分别开展了此方面的基础研究工作,有些技术已完成了中试,并即将进行工业化建设。

利用钢渣余热回收与封闭式连续处理及稳定化技术,首钢现已在北京地区建设一条1万吨级的钢渣余热回收处理试验线,试验结果表明,该技术能够同时实现钢渣余热回收、渣钢分离、钢渣稳定化处理以及钢渣尾渣混凝土制品制备,有效解决现有处理技术中作业周期长、处理效果差等系列问题,实现钢渣处理的自动化、机械化、装备化、密闭化、连续化,为后续该技术的产业化实施奠定了坚实的技术基础。

熔融高炉渣直接生产矿棉也是钢铁渣余热利用技术。目前我国每年需求岩矿棉一百万吨左右,今后我国城镇化进程的加快,整个建筑外墙保温市场前景广阔,并且随着国家对建筑节能和建筑防火问题越来越重视,具备防火吸音功能的低成本无机矿物纤维棉越来越受到重视。

⑵钢渣尾渣制备农业用肥料技术

钢渣中含有大量的硅、钙、铁、锰、磷等对农作物有益的元素,并且钢渣内大部分有害元素含量符合农业有关标准要求,对于改良土壤,满足农作物营养需求等方面十分有益。德国、日本等国在钢渣改良土壤方面研究与应用较多,利用渣中Cao缓慢中和改良酸性土壤。国内钢铁企业及科研院所一直以来积极研究开发钢渣在农业领域利用技术,提高钢渣产品的附加值。太钢在不锈钢渣毒害性、钢渣有害元素分离净化、肥料各种微量元素的稳定性、钢渣肥在农业种植实验效果等研究的基础上,于2011年开建不锈钢尾渣湿选处理、不锈钢尾渣干燥及肥料生产线,年产土壤调理剂、草坪肥、复合肥等钢渣肥料50万吨,应用于农业和高尔夫球场草坪,国内首次实现了钢渣生产肥料技术装备的产业化,对于钢铁工业实现钢渣高附加值利用起到示范和引领作用。

3.重大关键设备

近几年来,通过不断创新和引进、消化吸收国外的先进技术,钢铁渣综合利用技术装备水平不断提高。

⑴inBa法高炉设备

高炉渣水力冲渣设备是在国外inBa法的基础上,我国自行创新研发的工艺设备,是无污染、冲渣质量好、蒸汽回收的生产技术装备,达到了国际先进水平。

⑵钢渣热闷设备

我国自行研发的钢渣余热自解热闷处理设备,主要用于消解钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁使其稳定化。该设备适应液态钢渣直接热闷处理短流程工艺,自动化控制水平高,安全可靠,无废水排放,实现了节能降耗,达到国际先进水平。

⑶立磨粉磨粒化高炉矿渣粉磨设备

在引进、消化、创新的基础上,我国自行设计制造了粒化高炉矿渣粉磨设备——立式辊磨,并在国内推广应用,其吨产品电耗、设备生产能力和运转率均达到国际先进水平。

⑷卧式辊磨粉磨钢渣粉设备

在引进国外卧式辊磨设备基础上,消化、创新、设计制造了钢渣节能粉磨设备——钢渣粉卧式辊磨,加大了国内制造部件数量,降低了设备价格,满足了国内钢渣粉生产需要。