美國危險廢物處理處置技術與應用簡介
隨著美國環(huán)境保護政策和危險廢物標準要求越來越嚴格,對危險廢物和醫(yī)療廢物處置技術應用的引導和限制也越來越明顯。經過長期的技術開發(fā)和實踐,美國危險廢物處置技術逐漸成熟且各具特色。目前美國危險廢物的產生量為35 x 108t/a左右。美國危險廢物處理的主流技術主要有回轉窯焚燒技術、高溫蒸汽滅菌處理技術、微波技術和化學反應技術等。危險廢物主流處理技術的相關產品實現了產業(yè)化,分別由不同的設計制造商所擁有。由某一種或多種技術結合而開發(fā)的處置系統(tǒng)因處置對象的不同而各有優(yōu)勢,形成了美國危險廢物處置設施和技術各領千秋的局面。
1.美國危險廢物處理的主流技術
1.1回轉窯焚燒技術
回轉窯焚燒處理技術是將廢物經過適當的預處理(分類混合、按性質和熱值配伍等),再將廢物和輔助燃料加人傾斜的回轉窯的高端。隨著回轉窯的旋轉,廢物逐漸通過回轉窯并被氧化或粉碎,灰渣在窯體的低端排放并收集。排放的廢氣需要進行脫酸和除塵處理,但尾氣處理技術已比較完善,飛灰在填埋前進行固化處理?;剞D窯焚燒處理技術可以處理任何危險廢物,在美國超過10 x 108t危險廢物(占總量的近1/3)是經過回轉窯焚燒處理后,再進行填埋處置的。
回轉窯焚燒處理技術是當今處理固體廢物/危險廢物最為廣泛的技術,也是我國正在引進的技術之一該技術可以處理固體、液體和氣體狀態(tài)的工業(yè)廢物和生活廢物。對處理不同性質的廢物具有明顯的優(yōu)越性,同時也存在著投資大等缺陷(技術優(yōu)缺點對照見表1)。
1.2高溫蒸汽滅菌處理技術
高溫蒸汽滅菌處理技術是利用高溫高壓蒸汽消滅細菌的最常適用的一種方法。蒸汽在高溫高壓下具有穿透力強的優(yōu)點,在103kPa , 121℃條件下,維持20min ,能殺滅一切微生物。高溫滅菌法是一種簡便、可靠、經濟、快速和容易被公眾接受的滅菌方法。
高溫蒸汽滅菌處理技術主要用于處理感染性廢物,是美國醫(yī)療廢物處理的主流技術(美國900 xl04kg/d醫(yī)療廢物的90%是用高溫蒸汽滅菌處理)。其設備的技術特點是在通常的高溫蒸汽滅菌設備上應用了前后抽真空技術,密封包裝的醫(yī)療廢物在高溫滅菌之前抽真空,可以增加蒸汽對醫(yī)療廢物的穿透性,使高溫蒸汽充分與廢物接觸達到徹底滅菌的作用;滅菌后抽真空,可將處理后的廢物濕度降低,達到干燥廢物和驅除異味的作用。高溫蒸汽滅菌處理技術與回轉窯焚燒技術相比具有占地面積小、投資少、對感染性廢物的處理效果明顯的特點,而且操作相對簡單,人員不需正規(guī)培訓;但不能處理病理性和動物肢體等有機組織危險廢物、化學危險廢物、液態(tài)危險廢物,而且存在氣味污染問題等缺點。
1.3物化法處理技術
物化法處理技術是通過對不同性質的危險廢物采用相應的化學反應技術或溶劑萃取的物化技術,將危險廢物轉化為非危險廢物,單一工業(yè)危險廢物或性質相近的化學廢物常采用這種處理方法。工業(yè)企業(yè)還可以應用此法處置自身產生的危險廢物。物理化學法處理技術主要以CleanHarbor環(huán)境服務公司為代表的集中處理系統(tǒng)。主要是處理有機醫(yī)藥廢液、含油廢液、各類酸堿廢液等液體危險廢物和其他固態(tài)危險廢物,同時還處理多氛聯苯。
物化法處理技術處理工藝上的特點是用物理化學的方法進行處理,CleanHarbor公司自行研制的對液體二氧化碳的回收循環(huán)使用的專利技術使物化法具有更大的優(yōu)勢。物化法處理技術實現廠危險廢物處理的專業(yè)化,針對不同的廢物類型采取相應的最有效的處理方法,從而達到“一把鑰匙開一把鎖”的作用。物化法處理技術具有針對性強、回收利用價值高的優(yōu)點;但專用設備多、設備通用性差,不能處理病理性和動物肢體組織等危險廢物,而且處理成木較高。
1.4微波處理技術
微波處理技術是利用微波增濕加熱物體內部,使醫(yī)療廢物中攜帶的各種致病菌和感染體等消滅。該技術通過使醫(yī)療廢物抽真空、破碎等方式達到廢物減量化。工藝過程為廢物進入裝料器注入高溫蒸汽,通過高效空氣微粒濾芯和活性炭濾芯防止有害氣體逸出,裝料器中注汽后的廢物再輸入碎料器破碎(包括銳器),然后進入微波處置室處置,處理過的醫(yī)療廢物作為一般廢物運至市政垃圾廠填埋。
微波處理技術是利用傳統(tǒng)的微波手段生成濕熱,高溫熱能從廢物內部向外擴散,從而達到高溫消毒的作用,計算機控制式機械與電子系統(tǒng)保證處理過程的徹底與安全。微波處理技術運行費用較低、自動化程度高,廢物處置后體積減容和重量減少顯著,同時設備可固定也可移動使用。微波處理技術也存在著不能處理病理性和動物肢體等有機組織危險廢物和低放射性廢物,山于蒸氣的使用會導致廢物質量的增加。
2其他處理處置技術
在美國現行的危險廢物處置技術中,除以上介紹的4種主流技術外還有等離子體焚燒技術、熱解焚燒爐技術、濕空氣氧化技術、高級生物技術、堿金屬脫氛技術、水泥窯焚燒技術、熔融焚燒技術、水泥固化與填埋技術、離心分離技術、電解氧化技術等。其中以等離子體焚燒和熱解焚燒爐兩項技術應用相對廣泛。
等離子體焚燒技術是處理醫(yī)療廢物的一項創(chuàng)新技術,利技含量很高。消毒殺菌的原理是利用等離子體電弧窯產生的1 x 10 4℃高溫殺死醫(yī)療廢物中的所有微生物、摧毀殘留的細胞毒性藥物、藥品和有毒的化學藥劑,并使之難以辨認。理論上,任何化合物在電弧窯中都可轉化為玻璃體狀的物質,經這種方法處理后的醫(yī)療廢物可以直接填埋,不會對環(huán)境造成危害。熱解焚燒爐技術在美國和世界各地應用較早,是傳統(tǒng)的廢物處置技術,具有以量定規(guī)模、投資成木低的特點。該技術的缺點是不宜間斷運行、處理成木相對較高、對尾氣處理系統(tǒng)設置不能達標。由于新技術的不斷出現,美國已開始強制淘汰落后的熱解焚燒爐,熱解焚燒爐技術已呈現被主流技術替代的趨勢,尤其在新建設施和處置規(guī)劃中更為明顯
3美國危廢處理主流技術的應用
3.1美國危險廢物處理技術現狀
目前,在美國危險廢物處理技術潮流中,回轉窯焚燒技術,高溫蒸汽滅菌處理技術,物化法處理技術,微波處理技術是主流技術,在現用的處理處置技術市場中具有明顯的占有率(各主流技術在國內應用比例見圖1 ,圖2)
3.2美國危險廢物處置設施與運營
美國危險廢物和醫(yī)療廢物處置技術從20世紀70年代開始,出現了許多種處置技術和設備美國危險廢物處理的主流技術在全國得到普遍應用,各項技術及其設備均為少數公司所擁有。在不同地域不同行業(yè)有各自的市場份額 美國危險廢物處理主流技術應用概況見表2
4思考與建議
美國危險廢物處置技術之所以能得到快速發(fā)展,這除其具有雄厚的經濟實力做后盾的因索外,同時與美國政府對危險廢物的高度重視和完善的管理體系是分不開的。美國RCRA(資源保護和恢復法案)的許可程序、MACT(最大可行控制技術)、HMINI(設施效果監(jiān)測和操作人員培訓制度)等對規(guī)范危險廢物處置技術發(fā)揮了不可低估的作用。我國對危險廢物的管理和處理處置遠遠落后于美國及其他發(fā)達國家我國在積極引進國外技術的同時,還應結合我國經濟的、管理的、技術和地域的實際情況而定,引進技術、制定廢物處置規(guī)劃是一項復雜的系統(tǒng)工程。
我國危險廢物處置工作剛剛起步,經驗不足,首先應集中力量加快示范工程建設,示范工程要充分體現技術先進性,要讓國外先進成熟的技術在國內得到充分應用。通過示范工程的建設積累經驗和教訓,進一步推進設備的國產化、標準化工作,以便下一步更好地引導和規(guī)范全國大規(guī)模項目的建設。另外要充分注意在消化吸收過程中的創(chuàng)新,我國國情與美國有較大的差異,國內不同省市之間還有特殊性,因此盡快摸索出適合我國國情、適合不同省情的處理技術;同時要有意識地培育和扶持國內幾個重點的工程建設總承包商,促使設計、建設和制造等各個環(huán)節(jié)成為一個緊密的聯合體。
要確保危險廢物處置技術的可持續(xù)發(fā)展,必須落實不同技術路線的設備制造企業(yè),包括回轉窯焚燒、熱解焚燒、蒸汽滅菌以及微波消毒等技術路線,每種技術落實若干家設備制造能力強的骨干企業(yè)。
危險廢物處置設施應始終堅持規(guī)劃確定的集中處置、綜合處置原則,采用先進技術進行建設,適當引進國外關鍵技術,依托大院、大所和大的設備制造廠參與項目前期和國產化工作,還要注意危險廢物和醫(yī)療廢物統(tǒng)籌處置。
要盡快完善、調整有關技術規(guī)范和要求,加強環(huán)境監(jiān)管,嚴格控制經營許可證的發(fā)放,加強前期工作,搞好廢物量調查,實現環(huán)境管理與項目建設的相互促進,確保項目建設后發(fā)揮效益。政府部門要切實負起責任,重視前期工作,在選址、資金籌措、收費政策等方面發(fā)揮應有責任,選擇有技術、有事業(yè)心的業(yè)主,搞好技術路線把關,妥善處理好原有設施。當前,還應加強對固體廢物管理中心、放射性廢物庫、有關危險廢物和醫(yī)療廢物不同技術路線的示范工程建設的支持,為其他項目建設積累經驗。
參考文獻(略)
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