【正文】 第三章 化工廢渣處理及資源化 ?固體廢物是指生產(chǎn)和生活活動中丟棄的固體和泥狀物質(zhì)。 ?“廢物”具有相對性，一種過程的廢物往往可以成為另一種過程的原料，所以廢物也有“放在錯誤地點(diǎn)的原料”之稱。 ?為了便于環(huán)境管理，國際上也將容器盛裝的易燃、易爆、有毒、腐蝕等具有危險性的廢液、廢氣，從法律角度上定為固體廢棄物，執(zhí)行固體廢物管理法規(guī)，劃入固體廢物管理范疇。 ?固體廢物 的分類方法很多。 ?按其 性質(zhì) 可分為 有機(jī)物和無機(jī)物 ； ?按其 形態(tài) 可分為 固體的（塊狀、粒狀、粉狀的）和泥狀的 ； ?按其 來源 可分為 礦業(yè)的、工業(yè)的、城市生活的、農(nóng)業(yè)的和放射性 的等五類。 ?在固體廢物中凡是有毒性、易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、傳染性、放射性的廢物列為有害廢物。 ? 化學(xué)工業(yè)是對環(huán)境的各種資源進(jìn)行化學(xué)處理和轉(zhuǎn)化加工生產(chǎn)的部門。 ? 化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是四多： 原料多； 生產(chǎn)方法多； 產(chǎn)品的品種多； 產(chǎn)生的廢物多。 ?根據(jù)化工部門的統(tǒng)計： 用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的各種原料最終約有三分之二變成了廢物。而這些廢物中固體廢物約占二分之一以上，所以所用的各種原料中，最終有三分之一變成化工廢渣，可見化工廢渣產(chǎn)生量十分巨大，而且廢渣也同樣會對環(huán)境造成污染、危害。 化工廢渣是指： 化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體和泥漿廢棄物，包括化工生產(chǎn)過程中排出的不合格的產(chǎn)品、副產(chǎn)物、廢催化劑、廢溶劑、蒸餾殘液以及廢水處理產(chǎn)生的污泥等。 化工廢渣的性質(zhì)、數(shù)量、毒性與原料路線、生產(chǎn)工藝和操作條件有很大的關(guān)系。 ?由化工企業(yè)排放出的固體形式的廢棄物質(zhì)，凡是具有毒性、易燃性、腐蝕性、放射性等各種廢棄物都屬于有害廢渣。 ?化工廢渣除由生產(chǎn)過程中產(chǎn)生之外，還有非生產(chǎn)性的固體廢棄物，如原料及產(chǎn)品的包裝垃圾、工廠的生活垃圾等，這些垃圾中也會有很多有害的物質(zhì)。 化學(xué)工業(yè)固體廢物的來源及廢物名稱如表 51所示 。 表 51化學(xué)工業(yè)固體廢物來源及主要污染物 按照化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分類： 一般將化工廢渣分為 無機(jī)廢渣 有機(jī)廢渣 ?無機(jī)廢渣有些是有毒的廢渣，如鉻鹽生產(chǎn)排出的鉻渣， 其特點(diǎn) 是廢渣排放量大、毒性強(qiáng)，對環(huán)境污染嚴(yán)重。 ?有機(jī)廢渣大多指的是高濃度有機(jī)廢渣，其特點(diǎn) 是組成復(fù)雜，有些具有毒性、易燃性和爆炸性，但其排放量一般不大。 ?根據(jù)廢渣對人體和環(huán)境的危害性不同，通常又將化工廢渣分為： 一般工業(yè)廢渣和危險廢渣 。 ?一般工業(yè)廢渣： 常指對人體健康或環(huán)境危害性較小的廢物，如硫酸礦燒渣和合成氨造氣爐渣等。 ?危險廢渣： 則指的是具有毒性、腐蝕性、反應(yīng)性、易燃易爆性等特性之一的廢渣；鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鉻渣、水銀法燒堿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含汞鹽泥，各種有機(jī)化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氮、硫、磷等有機(jī)物。 ?為了便于管理統(tǒng)計，化學(xué)工業(yè)固體廢棄物一般 按廢物產(chǎn)生的行業(yè)和生產(chǎn)工藝過程 進(jìn)行分類。 ?例如， a硫酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫鐵礦燒渣；b鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鉻渣； c電石乙炔法聚氯乙烯等生產(chǎn)中產(chǎn)生的電石渣； d燒堿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鹽泥， e化工廢水處理中產(chǎn)生的污泥等。 ?圖 51為化工廢渣按來源的分類。 化學(xué)工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量較大，約占全國固體廢棄物產(chǎn)生量的 %；排放量約占全國工業(yè)固體廢棄物總排放量的 %(1985年）。 ，有毒物質(zhì)含量高 化學(xué)工業(yè)固體廢棄物中，有相當(dāng)一部分具有極毒性、反應(yīng)性、腐蝕性等特征，對人體健康和環(huán)境有危害或潛在危害。其中全國化工危險廢棄物產(chǎn)生量約占化工固體廢棄物產(chǎn)生量的 22%(1985年）。 常見化工危險廢棄物主要有： ?① 四氯乙烯、二氯甲烷、丙烯腈、環(huán)氧氯丙烷、苯酚、硝基苯、苯胺等有機(jī)物原料生產(chǎn)中用過的廢溶劑（鹵化或非鹵化）、產(chǎn)生的蒸餾重尾餾分、蒸餾釜?dú)堃骸U催化劑等； ?②三氯酚、四氯酚、氯丹、乙拌磷、毒殺芬等農(nóng)藥及其中間體生產(chǎn)中產(chǎn)生的蒸餾釜?dú)堃?、過濾渣、廢水處理剩余的活性污泥等； ?③鉻黃、鋅黃、氧化鉻綠等無機(jī)顏料、氯化法鈦白粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣和廢水處理污泥； ?④水銀法燒堿生產(chǎn)中產(chǎn)生的含汞鹽泥，隔膜法燒堿生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢石棉絨； ?⑤煉焦生產(chǎn)氨蒸餾塔的石灰渣、沉降槽焦油渣等。 化工固體廢棄物組成中有相當(dāng)一部分是未反應(yīng)的原料和反應(yīng)副產(chǎn)物，它們都是很寶貴的資源，如硫鐵礦燒渣、合成氨造氣爐渣、燒堿鹽泥等，可用作制磚、水泥的原料。一部分硫鐵礦燒渣、廢膠片、廢催化劑中還含有金、銀、鉑等貴金屬，有回收利用的價值。 ?固體廢棄物由于產(chǎn)生量大，處理和處置水平與廢氣、廢水處理水平相比要低得多，綜合利用少、占地多、危害嚴(yán)重，是我國的主要環(huán)境問題之一。 ?目前，化工生產(chǎn)過程排出的廢渣，除少部分綜合利用和回收利用外，大部分排出的廢渣采取堆存處理，每萬噸廢渣占地面積約 ，不僅占用了大量的土地，而且廢棄物經(jīng)過雨淋濕浸出毒物，使土地毒化、酸化、堿化，其污染面積往往超過所占土地的數(shù)倍，并導(dǎo)致水體的污染。 ?中國很多城市已被垃圾所包圍。 ?廢棄物如堆置不當(dāng)還會造成很大的災(zāi)難，如尾礦或粉煤灰?guī)鞗_決泛濫，淹沒村莊、農(nóng)田；泥石流中斷公路、鐵路、堵塞河道等災(zāi)難。 ?一些工礦企業(yè)因無場地堆放廢渣直接排往江河湖海，1989年排往江河湖海的固體廢棄物達(dá) 1250萬 t。 ?固體廢棄物對大氣的污染也是極為嚴(yán)重的。 ?如固體廢棄物中的尾礦粉煤灰、干污泥和垃圾中的塵粒將隨風(fēng)飛揚(yáng)，進(jìn)而移往遠(yuǎn)處； ?有些地區(qū)煤矸石含硫量高而自燃，像火焰山一樣散發(fā)出大量的二氧化硫； ?化工和石油化工中的多種固體廢棄物本身或在焚燒時能散發(fā)毒氣和臭味，惡化周圍的環(huán)境。 ?固體廢棄物對土壤的污染方面也同樣嚴(yán)重 ： 廢物堆置或垃圾填埋處理，經(jīng)雨水浸淋，其滲出液及瀝濾液中含有的有害成分會改變土壤和土質(zhì)的結(jié)構(gòu)，影響其中的微生物活動，妨礙植物的根系生長，甚至使所在之處成為不毛之地，或在植物機(jī)體內(nèi)積蓄，危害食用 ?在固體廢棄物的危害中，最為嚴(yán)重的是危險性廢物的污染。 ?易燃、易爆和腐蝕性、劇毒性廢物，易造成突發(fā)性嚴(yán)重災(zāi)難，而且有毒性或潛在毒性的廢棄物會造成持續(xù)性的危害。 如：美國紐約州的“拉夫”運(yùn)河， 20世紀(jì) 50年代曾埋進(jìn) 80多種化學(xué)廢物，十余年后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)水井變臭、兒童畸形、成年人患無名奇癥等問題，曾迫使 200余戶搬遷，直至該區(qū)成為無人居住的“禁區(qū)”。類似的例子，在世界范圍內(nèi)屢見不鮮，慘痛教訓(xùn)應(yīng)當(dāng)深深吸取。 化工廢渣的種類復(fù)雜，成分繁多，性質(zhì)各異，故目前對廢渣的治理還不能像治理廢氣及廢水那樣形成系統(tǒng)。 ?化工廢棄物的處理與處置包括 處理、處置 兩個方面。 ?化工廢棄物處理是指通過 物理、物化、化學(xué)、生物 等不同方法，使化工廢棄物轉(zhuǎn)化成為適于運(yùn)輸、儲存、資源化利用以及最終處置的一種過程。 ?化工廢棄物的處理方法主要有 物理 處理、 物化處理、 化學(xué) 處理、 生物 處理等四種。 ?具體見圖 52。 化工廢渣綜合利用及處理方法 物理處理法 物理化學(xué)法 化學(xué)法 生物化學(xué)法 其它 圖 52化工廢渣主要處理方法 廢棄物常用的處理方法簡要介紹： 亦稱壓縮，是用物理方法提高固體廢棄物 的聚集程度，增大其在松散狀態(tài)下的容重， 減少固體廢棄物的容積，以便于利用和最終 處置。根據(jù)廢棄物的類型和處置目的的不同， 壓實的處理流程不同。 目前，壓實處理技術(shù)在部分工業(yè)發(fā)達(dá)國家已得到應(yīng)用，并取得一定的經(jīng)濟(jì)效益，在我國還未廣泛使用。 壓實處理的主要機(jī)械設(shè)備為壓實器。 ?指用機(jī)械方法將廢棄物破碎，減小顆粒尺寸，使之適合于進(jìn)一步加工或能經(jīng)濟(jì)地再處理。所以通常不是最終處理，而往往作為運(yùn)輸、儲存、焚燒、熱分解、熔融、壓縮、磁選等的預(yù)處理過程。 ?這一技術(shù)在固體廢棄物的處理和處置過程中，應(yīng)用已相當(dāng)普及，技術(shù)亦已相當(dāng)成熟。 ?按破碎的機(jī)械方法不同分為剪切破碎、沖擊破碎、低溫破碎、濕式破碎、半濕式破碎等 。 （ 1）剪切破碎 ?是靠機(jī)械的剪切力（固定刀和可活動刀之間的嚙合作用）將固體廢棄物破碎成為適宜尺寸的過程。 ?當(dāng)前這種處理技術(shù)已廣泛使用于金屬、木質(zhì)、塑料、橡膠、紙等許多固體廢棄物的破碎。 ?為了處理不同固體廢棄物而設(shè)計的剪切破碎機(jī)械有馮羅爾（ Von Roll） 式往復(fù)剪切破碎機(jī)、林德曼（ Lindemann） 式剪切破碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)剪切破碎機(jī)、托爾馬什（ Tollemacshe） 式旋轉(zhuǎn)剪切沖擊破碎機(jī)、油壓式剪切破碎機(jī)。 （ 2）沖擊破碎 ?是靠打擊錘（或打擊刃）與固定板（或打擊板）之間的強(qiáng)力沖擊作用將固體廢棄物破碎的過程。 ?這種處理技術(shù)主要適用于廢玻璃、瓦礫、廢木質(zhì)、塑料及廢家用電器等固體廢棄物的處理。 ?用于固體廢棄物處理的沖擊破碎機(jī)多數(shù)屬旋轉(zhuǎn)式，最常用的是錘式破碎機(jī)。 （ 3）低溫破碎 ?是利用固體廢棄物低溫變脆的性質(zhì)而進(jìn)行有效破碎的方法，主要適用于廢汽車輪胎、包覆、電線、廢家用電器等。 ?通常采用液氮作制冷劑。 ?有代表性的廢聚氯乙烯合成材料低溫破碎流程為： 廢物 → 切割機(jī) → 儲料槽 → 液氮室 → 冷卻室 → 粉碎機(jī) → 粗篩 → 分離器 。 （ 4） 濕式破碎 ?是為了回收城市垃圾中的大量紙漿而發(fā)展起來的一種破碎技術(shù)。 ?是基于紙漿在水力作用下發(fā)生漿化，因而可將廢物處理與制漿造紙結(jié)合起來。 ?該技術(shù)在部分工業(yè)發(fā)達(dá)國家已開始應(yīng)用，主要通過濕式破碎機(jī)破碎。見圖 53。 ?此設(shè)備為一圓形立式轉(zhuǎn)筒裝置，底有許多篩眼，轉(zhuǎn)筒內(nèi)裝有六只破碎刀，垃圾中的廢紙經(jīng)過分選作為處理原料，投入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，因受大水量的激流攪動和破碎刀的破碎形成漿狀，漿體由底部篩孔流出，經(jīng)固液分離器把其中的殘渣分出，紙漿送到纖維回收工段，經(jīng)過洗滌、過篩、將分離出纖維素后的有機(jī)殘渣與城市下水污泥混合脫水至 50%，送去焚燒爐焚燒處理，回收廢熱。在破碎機(jī)內(nèi)未能粉碎和未通過篩板的金屬、陶瓷類物質(zhì)從機(jī)器的側(cè)口排出，通過提斗送到傳送帶上，在傳送過程中用磁選器將鐵和非鐵類物質(zhì)分開。 （ 5）半濕式選擇破碎 ?該技術(shù)是基于廢棄物中各種組分的耐剪切、耐壓縮、耐沖擊性能的差異，采用半濕式（加少量的水）在特制的具有沖擊、剪切作用的裝置中，對廢物作選擇性破碎的一種技術(shù)。 ?半濕式選擇破碎機(jī)結(jié)構(gòu)見圖 54，物料在半濕式選擇破碎機(jī)中的選擇破碎和分選分三級進(jìn)行。 ?物料投入后，刮板首先將垃圾組分中的玻璃、陶瓷等性質(zhì)脆而易碎的物質(zhì)破碎成細(xì)粒、碎片，通過第一階段的篩網(wǎng)分離出去。 ?分出的第一組物質(zhì)采用磁力反撥、風(fēng)力分選設(shè)備分別去除廢鐵、玻璃、塑料等得到堆肥原料。 ?剩余垃圾進(jìn)入滾筒第二階段，繼續(xù)受到刮板的沖擊和剪切作用，具有中等強(qiáng)度的紙類物質(zhì)被破碎，從第二階段篩網(wǎng)排出。 ?分出的第二組物質(zhì)采用分選設(shè)備先去除長形物，然后用風(fēng)力分選器將相對密度大一些的廚芥類和相對密度小的紙類分開。 ?殘余的垃圾，在滾筒內(nèi)繼續(xù)受到刮板的沖擊和剪切作用而破碎，從滾筒的末端排出，其主要成分為延形性大的金屬以及塑料、纖維、木材、橡膠、皮革等物質(zhì)。 ?第三組物質(zhì)的分選設(shè)備由磁選機(jī)和剪切機(jī)組成，剪切式破碎機(jī)把原料剪切到合乎熱分解氣化要求的粒度，然后可以利用其相對密度的差異，進(jìn)一步將金屬類和非金屬類分開。 ?主要是依據(jù)各種廢棄物的不同物理性能進(jìn)行分選處理的過程。 ?固體廢棄物的分選有很大的意義。 ?廢棄物在回收利用時，分選是繼破碎以后的重要操作工序，分選效率直接影響到回收物質(zhì)的價值和市場銷路。 ?分選的方法主要有篩分、重力分選、磁力分選、浮力分選等。 （ 1）篩分 ?是利用固體廢棄物之間的粒度差，通過一定孔徑的篩網(wǎng)上的振動來分離物料的一種操作方法。把可以通過篩孔的和不能通過篩孔的粒子群分開。 ?篩分法通常和其他設(shè)備串聯(lián)使用。該技術(shù)已經(jīng)在固體廢棄物資源回收和利用方面得到廣泛應(yīng)用。 ?影響篩分效率的因素包括入選物料的性質(zhì)、篩子的振動方式、振動頻率、振幅大小、振動方向、篩子角度、粒子反彈差異、篩孔目數(shù)及篩孔大小等。 （ 2）重力分選 ?是利用混合固