危险废物暂存库废气处理工艺路线探讨论文_周飞

危险废物暂存库废气处理工艺路线探讨论文_周飞

周飞

广州同胜环保科技有限公司

摘要:危险废物指列入国家危险废物名录以及根据国家规定具有易燃性、毒性、腐蚀性、感染性、危险特性的固体废物。危险废物对生态环境和安全存在严重的危害,必须对其进行妥善处理,主要处理方式为无害化及资源化处理技术。根据危险废物处置工程技术导则,危废处置设施应依据废料特性,设置贮存量不低于15日处置能力的暂存库。

关键词:危险废物;暂存库;废气;活性炭;燃烧

引言

根据"十三五"规划要求,到2020年底我国城镇生活垃圾焚烧处理能力将达到80万吨/日,垃圾焚烧厂数量达到1200座。焚烧厂在提高危险废物处理效率的同时,其废气排放造成的环境污染问题也逐渐引起了环保部门、周边群众的关注。通过分析可知,危险废物焚烧厂排放的废气成分复杂、危害严重,在进行废气治理时必须要针对其中的主要成分进行重点治理,才能达到理想的治理效果。在这一背景下,探究一种有效处理焚烧厂废气的措施既具有必要性又具有紧迫性。

1危险废物焚烧厂集中处理的优缺点分析

(1)优势。危险废物具有组成成分复杂,日产生量较多,具有一定的污染性等特点,传统的几种处理方法中,填埋法容易导致地下水污染,对填埋垃圾的种类有较强的选择性;分类回收法和堆肥法效率较低,难以解决当前日益增多的生活垃圾处理需求。相比之下,焚烧法则具有诸多优势,例如对危险废物的选择性不高,无论是金属、塑料还是其他垃圾,在高温环境下都可以被转化为无机物固态残渣。另外,一些可燃的危险废物,在燃烧时释放的热能,可以经过回收后循环利用,在发电、供暖等方面,也发挥了一定的价值。垃圾焚烧厂的占地面积相对较小,且每天的处理能力较高,一座中等规模的垃圾焚烧厂,基本可以满足一座城市甚至周边城市的垃圾处理需要。(2)缺点。随着危险废物焚烧厂数量的增加,一些负面影响也逐渐引起了社会各界的关注。例如垃圾析出液如果处理不当,发生渗漏后可能会对土壤、地下水等造成严重污染。还有就是垃圾焚烧过程中排放的大量废气,具有强烈的刺激性和毒性。这些废气中,除了较多的氯化氢等酸性气体外,还有较多的重金属颗粒、二噁英等,如果不能做到有效的处理,对周边居民的人身健康危害也是十分严重的。

2暂存库废气主要处理工艺

目前,可应用于暂存库废气的处理工艺主要有:生物法、吸收法、低温等离子体法、紫外光催化氧化法、吸附法、冷凝法、燃烧法。由于危废暂存库废气的复杂性,通常需要几种处理工艺组合使用。

2.1生物法

生物法处理废气是利用微生物的代谢功能将污染物转化为微生物细胞及CO2、H2O等代谢产物,从而使废气得到净化。废气的生物处理装置主要有生物滤池和生物洗涤塔,废气中的污染物在生物处理系统中从气相转移到液相,在浓度梯度作用下扩散到生物膜中,被膜中的微生物捕获并吸收。生物法处理废气操作条件温和,可在常温、常压下进行,抗冲击能力较强,能耗较低并不产生二次污染;在一定的气液接触条件和负荷下,废气净化效率可达90%以上,一些较难处理的含硫、含氮的恶臭物质以及苯酚、氰等有害物质也可被微生物吸收分解。但由于微生物氧化分解速度较慢,生物过滤需要很大的接触面积,导致生物法占地面积较大,投资费用较高,且对具有生物毒性的污染物处理具有局限性。

2.2吸附处理工艺

废气吸附处理工艺是利用吸附剂的高吸附性能,将废气通入吸附反应器中,使废气中的污染物浓缩于吸附剂表面而从气相中分离,从而达到废气净化的目的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常见的工业吸附剂主要有活性炭、分子筛沸石、活性氧化铝、柱状黏土等。活性炭由于其具有极大的内表面积、密集的微孔结构、稳定的化学性质、良好的吸附性能,因而被广泛应用于废气的吸附净化[4-5]。废气吸附处理工艺具有去除效率高,便于管理等优点,但由于吸附效果取决于吸附容量,不适用于处理高浓度废气。

2.3洗涤处理工艺

废气洗涤处理工艺是指将废气通入洗涤塔,利用吸收剂的溶解或反应性能将废气中的污染物从气相分离,从而实现废气净化。根据吸收剂的作用性质,可以分为物理吸收工艺和化学吸收工艺。物理吸收工艺根据相似相容原理对废气污染物进行吸收处理,所选用的物理吸收剂须对废气污染物具有较强的选择性,同时也具备较好的化学稳定性。化学吸收工艺主要通过化学吸收剂与废气污染物发生氧化还原、中和反应,从而将废气污染物从气相中去除,常用的化学吸收剂有氢氧化钠、次氯酸钠等。废气洗涤处理工艺适用于处理温度低、浓度高的废气,该工艺须根据运行状况定期更换吸收剂以确保洗涤处理效果。

2.4暂存库废气复合处理工艺

活性炭吸附法因具有广泛的适用范围及高效的去除效果,因而活性炭吸附系统相对其他工艺被更为广泛应用于危废暂存库废气处理,但由于活性炭吸附效果受其吸附吸附容量的限制,活性炭吸附系统须配套其他工艺组合使用。根据活性炭吸附系统于废气处理系统中的位置可分为活性炭系统后置工艺与活性炭系统前置工艺。活性炭系统后置工艺是指于活性炭吸附系统流程前端设置废气处理单元,洗涤+紫外光催化氧化+活性炭吸附是一种常见的活性炭系统后置工艺,洗涤+紫外光催化氧化单元去除废气中大部分污染物,活性炭吸附单元作为废气深度处理单元串联在后端,活性炭及洗涤吸收剂须定期更新,且作为二次污染物须另作处理。活性炭系统前置工艺是指设置活性炭在线再生系统,并于活性炭系统后端设置脱附废气处理系统。活性炭吸附/脱附+冷凝是一种常见的活性炭系统前置工艺,活性炭系统将污染物从气相中分离出来,将污染物浓缩于活性炭表面,然后通过脱附过程使活性炭再生,脱附废气通入冷凝系统将污染物冷凝去除,产生的冷凝液作为二次污染物须另作处理。洗涤+紫外光催化氧化+活性炭吸附工艺虽具有较好的废气处理效果,但由于活性炭一经饱和之后即须更换并作处理,同时洗涤吸收剂也需要定期更换并作处理,该工艺路线的节能及经济效益并不理想。活性炭吸附/脱附+冷凝系统的活性炭可在更长的周期内重复再生使用,相对活性炭系统后置工艺有更好的节能及经济效益,但由于危废暂存库废气成分极为复杂且浓度波动大,难以控制冷凝温度以确保冷凝效果,导致冷凝效果不稳定,存在不凝气体排放超标的危险。

结语

危废处置行业废物来源复杂,危废暂存库废气成分亦极为复杂,且废气浓度波动很大,很大程度上增加了危废暂存库废气处理难度。针对危废焚烧处置中心,活性炭系统可与危废焚烧系统组成"活性炭吸附/脱附+燃烧"工艺,该工艺处理效果好,运行成本低,具有良好的环境与经济效益。

参考文献

[1]汪涵,郭桂悦,等.挥发性有机废气治理技术的现状与进展[J].化工进展,2009,28(10):1883-1841.

[2]李聪,刘有智,等.有机废气新型处理技术研究进展[J].现代化工,2014,34(2):24-27.

[3]齐丽,任玥,李楠,等.垃圾焚烧厂周边大气二噁含量及变化特征---以北京某城市危险废物焚烧发电厂为例[J].中国环境科学,2016,36(4):1000-1008.

[4]张利.危险废物焚烧发电厂环境污染源分析及防控措施[J].广州化工,2018(9).

论文作者:周飞

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期

论文发表时间:2019/11/26

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