王兆豐 劉元虎 葛錫印

(山東郯創(chuàng)環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司，山東 臨沂 276100)

近年來，我國化工、醫(yī)療醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域飛速發(fā)展，同時危險廢物的產(chǎn)生量急劇增加?？焖僭鲩L的危險廢物給生態(tài)環(huán)境、人類生活帶來極大挑戰(zhàn)，增多的危險廢物與處置工業(yè)產(chǎn)能不足間的矛盾日益突出[1]。危險廢物因具有易燃易爆、腐蝕性、有毒、感染性等特征，難以集中收集并進行妥善處理[2]。我國新修訂的《國家危險廢物名錄(2021年版)》詳細介紹了各行業(yè)危險廢物的產(chǎn)生環(huán)節(jié)和特性[3]，為我國危險廢物的精細化監(jiān)管和處理提供了依據(jù)。目前，國內(nèi)外針對危險廢物的處置方法進行了大量的研究，并取得了一定的成果。史曄生等[4]提出焚燒是處理危險廢物行之有效的方法。田曉峰等[5]采用普硅水泥和復(fù)合礦渣水泥固定化處理醫(yī)療危險廢物焚燒后的廢渣，取得了良好的效果。鄭顯鵬等[6]以山東莒南的危險廢物處置工程為例，提出采用“回轉(zhuǎn)窯+二燃室+SNCR脫硝+煙氣急冷+干法脫酸+布袋除塵器除二噁英除塵+濕法脫酸”進行危險廢物焚燒尾氣處理，實現(xiàn)了危險廢物的無害化處理。王清芬[7]以某危廢處置中心為例，提出了“SNCR脫硝+煙氣急冷+干法脫酸+布袋除塵器除二噁英除塵+濕法脫酸”的危險廢物焚燒廢氣處理工藝。

國內(nèi)外學(xué)者針對危險廢物的處置方式研究較多，但對危險廢物焚燒之后廢液、廢氣、廢渣等殘留物質(zhì)無害化處置的研究尚存在一些不足。作者通過分析國內(nèi)外危險廢物處置方法的優(yōu)勢和不足，研究危險廢物焚燒工藝的原理和廢氣產(chǎn)生的機理，從而提出行之有效的危險廢物焚燒產(chǎn)生有毒有害廢氣的凈化處置措施。

1 國內(nèi)危險廢物排放量與處置措施

新修訂的《環(huán)境保護法》要求我們時刻關(guān)注危險廢物的排放量變化，并構(gòu)建行之有效的危險廢物處置方法和設(shè)施，以保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。

1.1 國內(nèi)危險廢物排放量分析

近年來，我國工業(yè)化進程加速，危險廢物的排放也日益增多。2010年到2021年間我國危險廢物排放量變化如圖1所示。從圖1中可以看出，我國危險廢物排放量從2010年的1 589萬噸到2020年突破10 000 萬噸，這10年我國危險廢物的排放量增加了超過6倍。日益增長的危險廢物排放量與增長緩慢的危險廢物處置中心數(shù)量的矛盾越發(fā)突出。因此，我們在追加投入建設(shè)更多危險廢物處置中心的同時，研究提高危險廢物處置效率和無公害處理的新技術(shù)新方法，也是一種行之有效的方式。

圖1 國內(nèi)危險廢物歷年排放量變化圖

1.2 國內(nèi)外危險廢物處置方法分析

危險廢物處置遵循“減量化、資源化、無害化”的原則，將危險廢物變廢為寶，實現(xiàn)危險廢物資源的綜合回收利用是危險廢物處置方法研究的終極目標(biāo)。

目前，國內(nèi)外危險廢物處置方式主要有物理處理、化學(xué)處理、生物處理、固化處理、熱處理和安全填埋處理等。物理處理的主要目標(biāo)是減少廢料的體積，濃縮廢料，主要用于不適于焚燒的廢物，如重金屬廢渣、工業(yè)粉塵、石棉等；處理方法主要包括破碎、沉降、萃取等。化學(xué)處理的主要目標(biāo)是實現(xiàn)危險廢物有害成分的分解，從而降低廢料的有害成分含量和毒性，主要應(yīng)用于酸、堿、廢液、氰化物等無機廢物；處理方法主要包括氧化、還原、沉淀中和、電解等。生物處理的主要目標(biāo)為降低危險廢物的毒性，實現(xiàn)危險廢物的資源化再利用，主要應(yīng)用于有機廢物、含重金屬廢液、有機廢液、被污染的土壤等；處理方法主要包括發(fā)酵法、冶金法、活性污泥法、厭氧消化法等。固化處理的主要目標(biāo)為降低廢物毒性，減少廢物污染生態(tài)圈的概率，主要用于含重金屬廢物、焚燒灰渣等；處理的方法主要有包膠固化、自膠結(jié)固化、熔融或燒結(jié)固化等。熱處理的主要目標(biāo)是實現(xiàn)危險廢物的減容、減量、去毒，主要用于含有機廢物的危險廢物處理；處理的方法主要有焚燒、熱解、氣化和熔融等。安全填埋處理的主要目標(biāo)是實現(xiàn)危險廢物與環(huán)境隔離，防治環(huán)境污染，主要用于生活垃圾焚燒飛灰及危險廢物焚燒處理衍生的廢渣、飛灰等。

國內(nèi)外針對不同危險廢物，采取的處置方法也不同，但最終目標(biāo)均為將危險廢物中的有害物質(zhì)變?yōu)闊o害物質(zhì)，進而保護環(huán)境和人類生存安全。如何在處理危險廢物的同時防止二次污染，是需要思考和研究的問題。

2 危險廢物焚燒廢氣處置方法與優(yōu)化

目前應(yīng)用較為廣泛的危險廢物處置方法依然為焚燒處理法。該方法雖然效果較好，但依然存在廢氣、灰渣等二次污染的可能，因此有必要對焚燒產(chǎn)生的廢氣進行成分分析和凈化工藝研究。

2.1 危險廢物焚燒產(chǎn)生廢氣的成分分析

根據(jù)我國《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18484—2020)的要求，結(jié)合查閱國內(nèi)國際危險廢物焚燒裝置等信息，得出危險廢物進入回轉(zhuǎn)窯焚燒后產(chǎn)生廢氣的主要成分包括二噁英、二氧化硫、一氧化碳、重金屬、顆粒物、氟化氫、氯化氫等有毒有害物質(zhì)。基于此，我國構(gòu)建了完善的排放標(biāo)準(zhǔn)體系，杜絕在焚燒過程中產(chǎn)生二次污染。

2.2 危險廢物焚燒廢氣處理方法

目前危險廢物焚燒廢氣可劃分為兩大類，一類為酸性氣體、重金屬、顆粒物，另一類為二噁英。第一類廢氣的處理方式主要有三種，即干法、半干法和濕法[8]。干法工藝一般是指“干式洗氣+布袋除塵”，此過程將硫化鈉混合的活性炭粉末放進布袋除塵器以形成穩(wěn)定的吸附層。該方法的優(yōu)點是技術(shù)成熟、操作簡單、成本低，缺點是處置效率低、凈化效果較差。半干法工藝一般指“噴霧干燥+布袋除塵”，該裝置采用轉(zhuǎn)輪霧化器使?jié){液分布均勻，進而與酸性氣體充分反應(yīng)，該方法的優(yōu)點是工藝簡單、凈化效率高，缺點是溫度控制精度高、難度大、維護成本高等。目前，濕法工藝對酸性氣體的處理效果最佳，該方法采用氫氧化鈉或者石灰溶液與酸性氣體進行中和反應(yīng)，優(yōu)點是凈化效果好、效率高，缺點是成本較大、需配套水處理系統(tǒng)。

二噁英的形成原因較為復(fù)雜，目前國內(nèi)外對該物質(zhì)的形成機理尚無準(zhǔn)確定論，但該物質(zhì)是危險廢物焚燒產(chǎn)生的廢氣中危害最大的物質(zhì)之一。二噁英的凈化處置一般在尾氣末端進行。目前研究表明，干式、半干式噴淋塔結(jié)合布袋除塵器、活性炭吸附的二噁英控制方法和裝置可以有效地凈化、吸附二噁英。

2.3 危險廢物焚燒廢氣凈化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計分析

作者提出“SNCR脫硝+干式除酸+活性炭噴射+袋式除塵+濕法脫酸脫硝+濕電除塵+SCR”組合煙氣凈化工藝方法，設(shè)計的工藝流程如圖2所示。

圖2 廢氣處理設(shè)施工藝流程圖

其中，SNCR脫硝裝置主要包括尿素儲存裝置、溶液儲存裝置、稀釋裝置和溶液噴射裝置，可有效降低廢氣中的NOx濃度。同時，SNCR脫硝裝置可以根據(jù)處理的危險廢物成分的不同設(shè)定不同的參數(shù)，以便高效靈活地處置危險廢物。余熱鍋爐接收來自二燃室的高溫氣體，將廢氣中的余熱回收利用，同時降低煙氣溫度。余熱鍋爐進口溫度約為1 000 ℃，出口溫度降低至600 ℃左右，然后再進入急冷塔裝置。余熱鍋爐內(nèi)的余熱可以為其他車間提供熱源。急冷塔主要用于快速降低危險廢物焚燒尾氣的溫度，同時進行酸性氣體處理。干式脫硫塔主要用于處理酸性氣體。在干式脫硫塔中，氫氧化鈣可以與廢氣中的酸性氣體充分混合。

布袋除塵器是通過布袋將顆粒物廢氣保留下來的裝置。其上箱體為凈化室，中箱體為顆粒物室。需要注意的是布袋除塵器需要定期對布袋上的顆粒物進行清理，防止影響除塵效果。濕式脫硫塔和濕電除塵進一步將未處理干凈的廢氣再次凈化。然后廢氣到達活性炭吸附裝置?？梢酝ㄟ^在煙道中投入活性炭，達到凈化煙氣的目的。

作者提出的危險廢物焚燒尾氣處理工藝相較以往工藝而言，凈化效果更好，綜合凈化率可達到95%，可以為國內(nèi)危險廢物焚燒處理中心廢氣凈化裝置的建設(shè)打下基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

本文系統(tǒng)介紹了我國危險廢物排放量的發(fā)展趨勢，研究了國內(nèi)外針對危險廢物的處置方法，對比分析了危險廢物處理方法中的物理處理、化學(xué)處理、生物處理、固化處理、熱處理和安全填埋處理六種方法的應(yīng)用對象、處置方法、處置目標(biāo)，得出危險廢物焚燒處理方法是目前應(yīng)用較為廣泛的方法?；谖ｋU廢物焚燒后可能引起二次環(huán)境污染的廢氣、廢渣的成分分析，提出了“SNCR脫硝+干式除酸+活性炭噴射+袋式除塵+濕法脫酸脫硝+濕電除塵+SCR”組合的煙氣凈化工藝方法，以此為基礎(chǔ)設(shè)計了相應(yīng)的工藝流程。實例應(yīng)用表明，該方法可以有效凈化危險廢物焚燒廢氣，提高危險廢物的處置效率，降低環(huán)境污染的風(fēng)險，可為國內(nèi)危險廢物焚燒處理工藝和廢氣處理工藝提供工程實踐示例和技術(shù)依據(jù)。