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危险废物处置过程中废气处理技术综述

浏览:48 发表时间:2020-08-21 11:43:47 来源:徐州雅居乐环保科技有限公司 水网

摘要:近年来,危险废物的产量逐年增加,为实现危废的“减量化、无害化、资源化”处置,越来越多的危废处置企业新建或是扩建,并配备一整套的处置设施。但是,危废处置过程中仍会有不可忽视的环境影响问题,废气产生于处置过程中的各个环节,危险性强,严重威胁生态环境。面对日趋于严格的环境保护形势,本文综述了危废处置过程中废气的主要产生环节及相应的处理技术。

危险废物是指列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。新版《国家危险废物名录》共有46大类、479小类。按来源分类,危险废物主要有工业危废、医疗危废和其他危废。目前,危险废物行业快速发展,危废配套的处置设施齐全,包含焚烧、物化和填埋等处理环节。危险废物处置过程中会产生大量的危险废气,成分复杂,严重危害人体健康和生态环境。因此,如何收集处置废气成为危废处置过程中的主要任务。废气的类型主要有恶臭、有机有毒和酸性气体等。

收集的危险废物经鉴定后会分类并输送到不同的处置环节,焚烧处理系统、废水处理系统和稳定化/固化处理系统等环节均会不同程度地产生酸性废气、有机有毒废气和恶臭气体。废气产生环节不同,处置技术就不尽相同。目前,废气的处理方法主要包括中和法、吸收法、吸附法、离子除臭法、臭氧法、燃烧法和冷凝法等。恶臭治理方法大致可分为掩蔽法、物化净化方法和生物脱臭法。每种工艺的特点不同,对各种污染的处理效果也不相同,因此人们在实际应用中多使用组合工艺处理废气。

焚烧处理系统

焚烧过程复杂,会产生大量烟气,烟气中含有各种性质的污染物,包括烟尘、酸性气体、NOx、二噁英及重金属等废气污染物。目前,焚烧工艺流程主要为“焚烧炉 + 余热利用 + 净化系统”,焚烧烟气则是在净化系统部分进行处理,成熟并被广泛应用的烟气净化组合技术为“脱硝 + 急冷 + 除尘 + 多级脱酸 +活性焦吸附”。

1、烟尘处理

烟尘的主要去除设备是除尘器,在当前的危险废物焚烧项目中,单一的除尘器处理效果一般,所以在实际工程应用中会结合急冷塔和脱酸系统,这样可以高效地处理烟尘气体。其次,在目前的危废处置项目中,采用的布袋除尘器较多,因为与其他除尘器相比,布袋除尘器对去除<1 μm 的微小颗粒物具有很大的优势,而危险废物焚烧过程中会产生金属废气污染物,这些污染物易附着在微小颗粒物表面,所以危废项目多采用布袋除尘器。

烟尘去除的过程中,首先在急冷塔去除一部分体积较大的颗粒物,这是因为急冷过程中,较大颗粒物发生凝聚,产生沉降现象;经过布袋除尘器时,滤袋会拦截大部分颗粒较大、比重较大的烟尘,在滤袋表面聚集的粉尘层会在重力的作用沉降下来,落入灰斗,滤袋表面形成的粉尘初层会使布袋除尘器的效果进一步提升;最后经碱喷淋塔进一步除尘,烟尘通过喷淋塔填料层时与氢氧化钠溶液充分接触并吸收去除。

2、酸性气体处理

酸性气体的处理方法主要为湿法、干法和半干法。目前多采用多级脱酸方法进行处理,譬如“急冷脱酸 + 干法脱酸 + 湿法脱酸”。烟气通过急冷塔时,喷淋碱液来中和酸性气体进行反应。干法脱酸是在急冷塔后烟道内前投加碱性粉末,与酸性气体中的SO2、SO3、HCl 和 HF 等物质发生反应去除酸性气体;湿法脱酸是对烟气进行洗涤,通过与喷淋的碱性液体发生中和反应,使烟气中的酸性气体进一步减少,洗涤塔内装有填料,碱性液体流经填料时,在填料表面形成水膜,不仅增大与烟气的接触面积,还能充分接触,发生中和反应。

3、焚烧烟气处理

焚烧烟气中NOx 的去除工艺多采用SNCR和SCR。目前,危废焚烧项目多采用 SNCR 进行脱硝,在余热锅炉的第一回程内设置脱硝装置,将配置好的脱硝剂雾化后喷入脱硝反应器,烟气与脱硝剂充分混合并发生还原反应,从而减少 NOx 的排放浓度。

4、二噁英处理

二噁英的处理是危废焚烧环节的重要内容,首先控制二燃室的“3T”;其次控制二噁英的产生温度范围,当烟气进入急冷塔,在 1s 内将烟气温度急速降低至小于 200℃,避开二噁英再合成温度段,抑制二噁英再生成;最后在除尘器前的烟道或者是干式脱酸塔前的烟道内喷射活性炭,利用活性炭极强的吸附能力,进一步吸附去除烟气的二噁英 。

5、重金属废气污染物处理

重金属废气污染物是指高温燃烧后,一部分熔点低且具有挥发性的金属会进入烟气中,当烟气经余热回收冷却后,大部分重金属被吸附在烟尘上并通过除尘设备除去,饱和蒸汽压较高的重金属仍大部分存在于烟气中,但这些重金属可与 HCl 反应,转化为水溶性化合物,可通过湿法洗涤设施去除。

为确保危险废物焚烧过程中产生的烟气在处理后可以达到排放要求,目前已有部分危废焚烧项目在焚烧工艺尾部增设活性焦装置,进一步去除残余的NOx、SOx、二噁英和重金属等废气污染物。

废水处理系统

废水处理系统主要分为物化废水处理和生化废水处理两个方面,废水处理系统产生的废气以酸性气体为主。废水处理系统与焚烧烟气净化系统不同,自身不具备完善的废气处理系统,需要单独铺设废气收集管道和处理系统,多采用“碱洗塔 +UV 光解 + 活性炭吸附”的工艺组合处置臭气。

进入物化废水处理车间的废水会进入相应的储罐,且反应过程密闭,储罐呼吸气和反应过程产生的废气直接由引风机引入废气处理系统,反应完成后的污泥会进入污泥压滤环节。污泥压滤车间是物化废水处理过程中废气产生的主要环节,通过设置围蔽空间,利用抽风机使压滤车间形成负压环境,减少废气逃逸,并由引风机经管道引入废气处理气统。经物化车间处理后的废水会进入生化废水处理系统,生化废水处理系统多以活性污泥法工艺为主,设置多个调节池、好氧池、缺氧池、厌氧池和污泥浓缩池等,废气产生量不容小觑,需要铺设支管收集废气,然后利用引风机将其送入废气处理系统。

进入废气处理系统的废气首先通过管道进入碱洗塔,废气与碱洗塔中的化学药剂发生反应,去除酸性气体,随后进入 UV 光解系统,在高能 UV 紫外线光束及臭氧的协同分解氧化作用下,废气污染物降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。最后将废气通入活性炭吸附床装置,对有机气体进一步净化,处理后达标的气体通过配套烟囱排放。

稳定化固化系统废气治理措施

危险废物稳定化固化处理是通过化学或物理的方法对危险组分进行加工包装,减少填埋处理过程中污染环境的潜在风险,并便于运输、利用和处置。常采用水泥固化和石灰固化等,因此稳定化固化过程会产生大量的粉尘气体,而布袋除尘器对粉尘气体有着较高的去除效果,所以稳固化过程中产生的废气由引风机引入袋式除尘器进行净化处理。

结论

随着危废行业的快速发展,危险废物处置过程中产生的废气成为重点防范的对象,这与大气空气质量和人类生命健康息息相关。当下严峻的环保形势使得危废处置排放要求更高,危废行业承担的责任和压力更大。

因此,在危险废气污染防治过程中,首先要从工艺出发,选择最合适的处置工艺,使废气的处理效率最大化;其次是改善焚烧设施和条件,使焚烧更彻底,减少有毒有害气体的产生;最后不断改进和研究危险废气治理技术,只有不断创新,才能不断完善现有技术和设施。

(来源:徐州雅居乐环保科技有限公司 水网)

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