危險廢物是指列入國家《危險廢物名錄》或根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒定標(biāo)準(zhǔn)和鑒定方法認(rèn)定的具有危險廢物特性的廢物。危險廢物具有腐蝕性、急性毒性、浸出毒性、反應(yīng)性、污染性等會對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重危害。由于其處理難度大,處理設(shè)施投資與處理成本高,是我國固體廢物管理中的薄弱環(huán)節(jié)。水泥窯協(xié)同處理危險廢物能同時實現(xiàn)減量化、無害化以及資源化,是最有效的處理危險廢物的方法。
1 傳統(tǒng)危險棄廢物處理方法
當(dāng)前國內(nèi)對危險廢棄物處理技術(shù)主要是填埋和焚燒兩種。
1.1 安全填埋處理
安全填埋為國家規(guī)定的危險廢物的最終處置手段??商盥竦奈kU廢物包括《國家危險廢物名錄》中除醫(yī)療及與襯層不相容的以外的所有危險廢物。但安全填埋處理要占用大量的土地,對場址的選擇及建設(shè)要嚴(yán)格符合國家《危險廢物安全填埋處置工程建設(shè)技術(shù)要求》,填埋成本很高。并且對其浸出毒性超過允許進(jìn)入填埋場控制限值時,必須進(jìn)行固化、穩(wěn)定化后方可入場填埋。而固化、穩(wěn)定化后其體積可能成倍的增加,增加了填埋負(fù)荷,還存在二次污染的可能。因此安全填埋不屬于國家政策支持與鼓勵的方向。
1.2 焚燒處理
焚燒法處理危險廢棄物因其能同時實現(xiàn)減量化、無害化以及資源化,是我國危險廢物集中處理中心主要采用的方法。但傳統(tǒng)的焚燒法需要建立專門的焚化爐,設(shè)備投資及運轉(zhuǎn)費用很高。而且焚化爐焚燒溫度一般在850-1200℃,物料停留時間一般為2s,致使有機物很難完全分解,并且焚燒過程中易產(chǎn)生劇毒物二惡英。焚燒爐渣及飛灰仍為危險廢棄物,需按危險廢棄物進(jìn)行填埋或處理。
2 水泥窯處理危險廢棄的可行性分析
2.1 處理溫度高
一般專業(yè)焚燒爐溫度為850-1200℃,而水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度在1450-1550℃,廢棄物中的有機物能夠徹底分解,焚毀去除率達(dá)99.99%。
2.2 燃燒狀態(tài)穩(wěn)定
現(xiàn)使用的水泥窯主要是新型干法回轉(zhuǎn)窯,對于熟料生產(chǎn)量達(dá)2000噸/天規(guī)模的回轉(zhuǎn)窯,其筒體規(guī)格為4.3×66m,以每小時100-240轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),焚燒空間極大,不僅可以接受大量廢棄物,而且可以維持均勻、穩(wěn)定的焚燒氣氛。
2.3 焚燒停留時間長
一般專業(yè)焚燒爐煙氣停留時間為2s,水泥回轉(zhuǎn)窯物料從窯尾到窯頭總停留時間大于30分鐘,煙氣在高于1300℃溫度停留時間大于4s。
2.4固化穩(wěn)定有害元素
水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈堿性氣氛,能對酸性物質(zhì)如HCl、SO2、CO32-等起中和作用,使成鹽類固定下來。危險廢棄物焚燒殘渣及重金屬被固熔在水泥熟料晶格之中,避免二次污染。
2.5 防止大氣污染
水泥窯系統(tǒng)呈負(fù)壓狀態(tài),煙氣和粉塵不會外溢;水泥窯的尾氣處理系統(tǒng),使燃燒廢氣經(jīng)較長路徑和良好的冷卻和除塵設(shè)備,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3 水泥窯共處置危險廢棄物的應(yīng)用
為探討危險廢棄物在水泥生產(chǎn)中再利用的可行性及技術(shù)發(fā)展之路,大連東泰產(chǎn)業(yè)廢棄物處理有限公司發(fā)揮在產(chǎn)業(yè)廢棄物處理及污染治理方面所積累的技術(shù),與水泥生產(chǎn)企業(yè)達(dá)成合作協(xié)議,在對物料充分分析的基礎(chǔ)上,對部分危險廢棄物進(jìn)行了水泥窯協(xié)同處理和利用實驗。
3.1 水泥生產(chǎn)成分要求
水泥協(xié)同處理的危險廢棄物,不應(yīng)對水泥生產(chǎn)過程和水泥產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
水泥熟料化學(xué)成分(%)有一定范圍要求 ,氧化鈣62-67,氧化硅20-24,氧化鋁4-7,氧化鐵3-5,另含有5%的少量其它氧化物如氧化鎂、三氧化硫、氧化鈦、五氧化二磷以及氧化鉀氧化鈉等。
根據(jù)水泥生產(chǎn)運行經(jīng)驗及國外協(xié)同處理危險廢棄物的安全手冊和品質(zhì)基準(zhǔn),對水泥生產(chǎn)有害物質(zhì)含量提出了要求。
3.2 水泥窯處理危險廢棄物
對擬作水泥協(xié)同處理的危險廢棄物成分進(jìn)行分析,結(jié)果由表2中數(shù)據(jù)可知,該6種危險廢棄物中對水泥生產(chǎn)有害物質(zhì)的含量均不超過水泥生產(chǎn)要求,其中廢樹脂、廢催化劑主要含有水泥生產(chǎn)必需的氧化硅、氧化鋁,可作為水泥生產(chǎn)的替代原料;廢玻璃絲布、油泥不僅富含氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣,而且熱值很高,既能作為水泥生產(chǎn)替代原料,又可為水泥生產(chǎn)提供熱量;廢活性炭、廢涂料渣有很高的熱值,可作為水泥生產(chǎn)的替代燃料。
以上廢棄物在水泥窯中試燒后,對水泥產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行測試,完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。由此可見對一部分危險廢棄物在水泥窯中處理,不僅不影響水泥生產(chǎn)工況和產(chǎn)品質(zhì)量,而且能達(dá)到資源化的目的,為水泥生產(chǎn)提供原料與燃料,也避免了傳統(tǒng)危險廢物處理的飛灰和殘渣的二次處理的問題。
4 結(jié)語
同一般廢棄物相比,危險廢棄物的處理需要更高的要求,水泥回轉(zhuǎn)窯廣泛的物料適應(yīng)性使之成為處理危險廢棄物的最佳選擇。如何把危險廢棄物的處理與水泥生產(chǎn)中對原料、燃料的需求結(jié)合起來, 既處理危險廢棄物, 又可以部分解決水泥生產(chǎn)對原料、燃料的巨大需求問題, 這已經(jīng)成為水泥界與危險廢物處理的一項科研課題。
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