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危險廢物處置過程中廢氣處理技術綜述!

時間:2020-08-21 09:25

來源:徐州雅居樂環??萍加邢薰?/span>

作者:曹瑞華,譚洪毅

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摘要:近年來,危險廢物的產量逐年增加,為實現危廢的“減量化、無害化、資源化”處置,越來越多的危廢處置企業新建或是擴建,并配備一整套的處置設施。但是,危廢處置過程中仍會有不可忽視的環境影響問題,廢氣產生于處置過程中的各個環節,危險性強,嚴重威脅生態環境。面對日趨于嚴格的環境保護形勢,本文綜述了危廢處置過程中廢氣的主要產生環節及相應的處理技術。

危險廢物是指列入《國家危險廢物名錄》或者根據國家規定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特性的固體廢物。新版《國家危險廢物名錄》共有46大類、479小類。按來源分類,危險廢物主要有工業危廢、醫療危廢和其他危廢。目前,危險廢物行業快速發展,危廢配套的處置設施齊全,包含焚燒、物化和填埋等處理環節。危險廢物處置過程中會產生大量的危險廢氣,成分復雜,嚴重危害人體健康和生態環境。因此,如何收集處置廢氣成為危廢處置過程中的主要任務。廢氣的類型主要有惡臭、有機有毒和酸性氣體等。

收集的危險廢物經鑒定后會分類并輸送到不同的處置環節,焚燒處理系統、廢水處理系統和穩定化/固化處理系統等環節均會不同程度地產生酸性廢氣、有機有毒廢氣和惡臭氣體。廢氣產生環節不同,處置技術就不盡相同。目前,廢氣的處理方法主要包括中和法、吸收法、吸附法、離子除臭法、臭氧法、燃燒法和冷凝法等。惡臭治理方法大致可分為掩蔽法、物化凈化方法和生物脫臭法。每種工藝的特點不同,對各種污染的處理效果也不相同,因此人們在實際應用中多使用組合工藝處理廢氣。

焚燒處理系統

焚燒過程復雜,會產生大量煙氣,煙氣中含有各種性質的污染物,包括煙塵、酸性氣體、NOx、二噁英及重金屬等廢氣污染物。目前,焚燒工藝流程主要為“焚燒爐 + 余熱利用 + 凈化系統”,焚燒煙氣則是在凈化系統部分進行處理,成熟并被廣泛應用的煙氣凈化組合技術為“脫硝 + 急冷 + 除塵 + 多級脫酸 +活性焦吸附”。

1、煙塵處理

煙塵的主要去除設備是除塵器,在當前的危險廢物焚燒項目中,單一的除塵器處理效果一般,所以在實際工程應用中會結合急冷塔和脫酸系統,這樣可以高效地處理煙塵氣體。其次,在目前的危廢處置項目中,采用的布袋除塵器較多,因為與其他除塵器相比,布袋除塵器對去除<1 μm 的微小顆粒物具有很大的優勢,而危險廢物焚燒過程中會產生金屬廢氣污染物,這些污染物易附著在微小顆粒物表面,所以危廢項目多采用布袋除塵器。

煙塵去除的過程中,首先在急冷塔去除一部分體積較大的顆粒物,這是因為急冷過程中,較大顆粒物發生凝聚,產生沉降現象;經過布袋除塵器時,濾袋會攔截大部分顆粒較大、比重較大的煙塵,在濾袋表面聚集的粉塵層會在重力的作用沉降下來,落入灰斗,濾袋表面形成的粉塵初層會使布袋除塵器的效果進一步提升;最后經堿噴淋塔進一步除塵,煙塵通過噴淋塔填料層時與氫氧化鈉溶液充分接觸并吸收去除。

2、酸性氣體處理

酸性氣體的處理方法主要為濕法、干法和半干法。目前多采用多級脫酸方法進行處理,譬如“急冷脫酸 + 干法脫酸 + 濕法脫酸”。煙氣通過急冷塔時,噴淋堿液來中和酸性氣體進行反應。干法脫酸是在急冷塔后煙道內前投加堿性粉末,與酸性氣體中的SO2、SO3、HCl 和 HF 等物質發生反應去除酸性氣體;濕法脫酸是對煙氣進行洗滌,通過與噴淋的堿性液體發生中和反應,使煙氣中的酸性氣體進一步減少,洗滌塔內裝有填料,堿性液體流經填料時,在填料表面形成水膜,不僅增大與煙氣的接觸面積,還能充分接觸,發生中和反應。

3、焚燒煙氣處理

焚燒煙氣中NOx 的去除工藝多采用SNCR和SCR。目前,危廢焚燒項目多采用 SNCR 進行脫硝,在余熱鍋爐的第一回程內設置脫硝裝置,將配置好的脫硝劑霧化后噴入脫硝反應器,煙氣與脫硝劑充分混合并發生還原反應,從而減少 NOx 的排放濃度。

4、二噁英處理

二噁英的處理是危廢焚燒環節的重要內容,首先控制二燃室的“3T”;其次控制二噁英的產生溫度范圍,當煙氣進入急冷塔,在 1s 內將煙氣溫度急速降低至小于 200℃,避開二噁英再合成溫度段,抑制二噁英再生成;最后在除塵器前的煙道或者是干式脫酸塔前的煙道內噴射活性炭,利用活性炭極強的吸附能力,進一步吸附去除煙氣的二噁英 。

5、重金屬廢氣污染物處理

重金屬廢氣污染物是指高溫燃燒后,一部分熔點低且具有揮發性的金屬會進入煙氣中,當煙氣經余熱回收冷卻后,大部分重金屬被吸附在煙塵上并通過除塵設備除去,飽和蒸汽壓較高的重金屬仍大部分存在于煙氣中,但這些重金屬可與 HCl 反應,轉化為水溶性化合物,可通過濕法洗滌設施去除。

為確保危險廢物焚燒過程中產生的煙氣在處理后可以達到排放要求,目前已有部分危廢焚燒項目在焚燒工藝尾部增設活性焦裝置,進一步去除殘余的NOx、SOx、二噁英和重金屬等廢氣污染物。

廢水處理系統

廢水處理系統主要分為物化廢水處理和生化廢水處理兩個方面,廢水處理系統產生的廢氣以酸性氣體為主。廢水處理系統與焚燒煙氣凈化系統不同,自身不具備完善的廢氣處理系統,需要單獨鋪設廢氣收集管道和處理系統,多采用“堿洗塔 +UV 光解 + 活性炭吸附”的工藝組合處置臭氣。

進入物化廢水處理車間的廢水會進入相應的儲罐,且反應過程密閉,儲罐呼吸氣和反應過程產生的廢氣直接由引風機引入廢氣處理系統,反應完成后的污泥會進入污泥壓濾環節。污泥壓濾車間是物化廢水處理過程中廢氣產生的主要環節,通過設置圍蔽空間,利用抽風機使壓濾車間形成負壓環境,減少廢氣逃逸,并由引風機經管道引入廢氣處理氣統。經物化車間處理后的廢水會進入生化廢水處理系統,生化廢水處理系統多以活性污泥法工藝為主,設置多個調節池、好氧池、缺氧池、厭氧池和污泥濃縮池等,廢氣產生量不容小覷,需要鋪設支管收集廢氣,然后利用引風機將其送入廢氣處理系統。

進入廢氣處理系統的廢氣首先通過管道進入堿洗塔,廢氣與堿洗塔中的化學藥劑發生反應,去除酸性氣體,隨后進入 UV 光解系統,在高能 UV 紫外線光束及臭氧的協同分解氧化作用下,廢氣污染物降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳。最后將廢氣通入活性炭吸附床裝置,對有機氣體進一步凈化,處理后達標的氣體通過配套煙囪排放。

穩定化固化系統廢氣治理措施

危險廢物穩定化固化處理是通過化學或物理的方法對危險組分進行加工包裝,減少填埋處理過程中污染環境的潛在風險,并便于運輸、利用和處置。常采用水泥固化和石灰固化等,因此穩定化固化過程會產生大量的粉塵氣體,而布袋除塵器對粉塵氣體有著較高的去除效果,所以穩固化過程中產生的廢氣由引風機引入袋式除塵器進行凈化處理。

結論

隨著危廢行業的快速發展,危險廢物處置過程中產生的廢氣成為重點防范的對象,這與大氣空氣質量和人類生命健康息息相關。當下嚴峻的環保形勢使得危廢處置排放要求更高,危廢行業承擔的責任和壓力更大。

因此,在危險廢氣污染防治過程中,首先要從工藝出發,選擇最合適的處置工藝,使廢氣的處理效率最大化;其次是改善焚燒設施和條件,使焚燒更徹底,減少有毒有害氣體的產生;最后不斷改進和研究危險廢氣治理技術,只有不斷創新,才能不斷完善現有技術和設施。

編輯:趙凡

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  • E20網友 2020-09-09 18:22

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